利用区域气候模式对华北地区典型气温变化的未来预估
山西省气象灾害防御技术中心 李彦萌
使用区域气候模式RegCM4.4在CSIRO-Mk3.6.0全球模式输出结果驱动下对中华北区域进行RCP4.5情景下2006~2100年,水平分辨率为25km的气候变化预估试验,分析21世纪初期(2016~2035年)、中期(2046~2065年)和末期(2080~2099年)华北区域气候变化。
21世纪初期(图1),CSIRO-Mk3.6.0全球模式预估华北区域以升温为主,大部分地区年平均升温幅度在0.8~1°C,升温幅度由北向南程纬向递减分布,内蒙古中南部地区升温幅度最大在1~1.1°C。冬季升温幅度整体大于年平均,华北北中部大部分地区升温高于1°C,在华北地区中部偏东一带存在一个升温幅度较大的暖梯度中心。夏季升温幅度整体小于冬季,在华北中南部河北南部地区存在升温幅度较小的冷梯度中心,升温幅度在0.2~0.5°C。CSIRO-Mk3.6.0驱动的RegCM4.4区域模式预估华北区域内年平均升温呈现西高东低的空间分布,华北西部大部分地区升温0.7~0.9°C,东部部分地区升温0.6~0.7°C。冬季华北西北部大部分地区升温在0.7~1.1°C之间,东南部北京、天津、山东东部地区升温在0.6~0.7°C之间,在山西大部,内蒙中南部地区存在一个升温幅度较大的暖梯度中心。夏季大部分地区升温在0.4~0.7°C,与年平均升温、冬季平均升温的空间分布不同,夏季预估华北地区升温幅度呈由东到西的递增分布。对比CSIRO-Mk3.6.0全球模式和RegCM4.4区域模式预估华北区域内平均升温情况,CSIRO-Mk3.6.0全球模式预估的华北区域平均升温幅度要高于RegCM4.4区域模式,主要由于CSIRO-Mk3.6.0全球模式分辨率较粗,改进的区域模式分辨率相对较细,并且修正了下垫面的地形、覆盖率等因素的影响。基于同样的原因,RegCM4.4区域模式预估华北区域内冬季、夏季平均升温情况也与CSIRO-Mk3.6.0全球模式对比升温幅度较小。
21世纪中期(图2),2个试验预估华北区域气温较21世纪初期进一步升高,CSIRO-Mk3.6.0全球模式预估华北区域内年平均气温升高2.4~3.0°C,冬季华北区域北部大部分地区升温2.6~3°C,南部大部分地区升温2.0~2.6°C,夏季华北区域气温整体升高幅度更大,大部分地区升温在2.8°C以上,仅在内蒙古中部以及山西南部、河南一带升温幅度较缓,为2.2~2.4°C。CSIRO-Mk3.6.0驱动的RegCM4.4区域模式预估华北区域内年平均、冬、夏季升温较21世纪初期进一步升高,年平均气温整体升高比较均匀,大部分地区升温在1.8~2°C,冬季升温幅度呈现出西北至东南逐渐减小,而夏季升温幅度呈现出西北至东南逐渐增加,夏季升温幅度整体要低于冬季升温幅度。同样,对比两个模式,CSIRO-Mk3.6.0全球模式预估的华北区域平均升温幅度要高于RegCM4.4区域模式,在夏季CSIRO-Mk3.6.0全球模式预估的华北区域升温幅度比RegCM4.4区域模式要更大。
21世纪末期(图3),CSIRO-Mk3.6.0全球模式预估华北区域大部分地区年平均升温3.2~3.8°C,冬季升温2.9~4.4°C,升温幅度从西到东呈现出逐渐减小的空间分布,夏季气温变化分布和年平均分布相似,但整体比年平均分布气温升温幅度更大,升温3.2~4.4°C。CSIRO-Mk3.6.0驱动的RegCM4.4区域模式预估中国区域内年平均、冬季气温升高的空间分布比较类似,都呈现出西北至东南方面升温幅度逐渐递减,年平均升温2.3~2.9°C,冬季升温比年平均升温幅度略偏高,在2.6~3.5°C之间,夏季在华北区域西南部升温幅度偏低外,大部分地区升温介于2.3~2.8°C。RegCM4.4区域模式预估华北区域升温比CSIRO-Mk3.6.0全球模式预估的升温偏低。
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