青藏高原,被譽(yù)為“亞洲水塔”,為下游地區(qū)提供了重要的水資源。在增暖情景下該地區(qū)水循環(huán)將如何變化是國際氣候科學(xué)界關(guān)注的重要問題之一。此前針對該地區(qū)水循環(huán)變化的預(yù)估研究多基于粗分辨率的氣候模型,其中深對流過程需要進(jìn)行參數(shù)化處理。公里分辨率對流解析氣候模擬是國際氣候模擬的前沿方向。
針對青藏高原地區(qū)的對流解析模擬已受到國際計(jì)劃的重視?!奥?lián)合區(qū)域降尺度試驗(yàn)”(CORDEX)國際計(jì)劃于2019年批準(zhǔn)了針對青藏高原第三極區(qū)域的對流解析模擬旗艦計(jì)劃(CORDEX-FPS CPTP)。
最近,中國科學(xué)院大氣物理研究所LASG國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室鄒立維研究員等利用正二十面體非靜力天氣和氣候一體化模式(ICON),在對流解析分辨率(約3.3公里)下首次對青藏高原地區(qū)開展了公里分辨率的氣候變化模擬??傆?jì)進(jìn)行了兩組長達(dá)12年的區(qū)域氣候模擬:一組是現(xiàn)代氣候模擬(2008-2020年),其初始和邊界條件基于ERA5再分析數(shù)據(jù);另一組是全球變暖(Pseudo-Global Warming)預(yù)估,該預(yù)估的側(cè)邊界強(qiáng)迫場是在ERA5再分析資料的基礎(chǔ)上,疊加了SSP5-8.5情景下的CMIP6集合平均氣候變化。
針對現(xiàn)代氣候的模擬評估顯示,該模式在模擬青藏高原地區(qū)季節(jié)降水和地表氣溫方面表現(xiàn)出顯著增值。在青藏高原中部和東部地區(qū),全年的平均降水(溫度)偏差均小于-0.34 mm/day(-1.1°C)。未來的氣候預(yù)估表明,在SSP5-8.5情景下,青藏高原將變得更加濕潤和溫暖。盡管ICON模式預(yù)估的變化特征與CMIP6集合預(yù)估的總體特征相似,但在復(fù)雜地形區(qū)(例如喀喇昆侖山區(qū)、喜馬拉雅山區(qū))的降水和溫度預(yù)估中,公里分辨率模擬表現(xiàn)出明顯的增值。
這組公里分辨率氣候變化動力降尺度預(yù)估試驗(yàn),將提交CORDEX CPTP計(jì)劃共享,為青藏高原地區(qū)氣候變化及其影響的研究提供一組高分辨率數(shù)據(jù)集。
相關(guān)成果近期發(fā)表于《Advances in Atmospheric Sciences》。該研究受國家重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)(2022YFF0802004)、國家自然科學(xué)基金(41988101,42275182),王寬誠教育基金會(GJTD-2019-05)和中國科學(xué)院大氣物理研究所“十四五規(guī)劃”青年項(xiàng)目的共同資助。相關(guān)數(shù)值試驗(yàn)在地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置(“Earth Lab“)完成,受國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置”的大力支持。
圖(左列)ICON PGW預(yù)估的青藏高原季節(jié)平均降水變化:(a)DJF,(b)MAM,(c)JJA,(d)SON。(右列)SSP5-8.5情景下, CMIP6多模式集合平均預(yù)估的青藏高原季節(jié)平均降水變化。虛線區(qū)域在5%的水平上具有統(tǒng)計(jì)顯著性。
Citation: Zou,L. W.,and T. J. Zhou 2024: Convection-Permitting Simulations of Current and Future Climates over the TibetanPlateau,Adv. Atmos. Sci. doi: 10.1007/s00376-024-3277-9.(In press) http://www.iapjournals.ac.cn/aas/en/article/doi/10.1007/s00376-024-3277-9