气候系统模式CAS-ESM-C中多种参数化方案的比较研究

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• 作者：孙泓川周广庆
• 会议时间：2014-11-03
• 关键词：积云对流 ; 气候系统模式 ; 参数化方案 ; 热带偏差
• 作者单位：孙泓川(江苏省气象台,南京210008)周广庆(中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心,北京100029)
• 会议名称：第31届中国气象学会年会
• 会议地点：北京
• 主办单位：中国气象学会
• 语种：chi
• 分类号：P43;P4

摘要

本文利用中国科学院气候系统模式CAS-ESM-C(Chinese Academy of Sciences-Earth System Model-Climate system component),选择Zhang-McFarlan方案(ZM)、修改后的Zhang-McFarlane方案(MZM)、以及Emanuel方案三种积云对流参数化方案进行敏感性试验.首先评估多种对流参数化方案的整体气候背景模拟差异,并结合单独大气的对应敏感性试验探讨差异背后的海气相互作用物理机制.结果表明:ZM试验在副热带东太平洋模拟性能最好;MZM在南赤道辐合带(SPCZ)日界线以东地区模拟性能最好,但暖池几乎消失;EMA试验在北赤道辐台带和暖池区域表现最好,但是SPCZ日界线以东地区误差最大的.进一步分析表明模拟差异可能是由于模式在"高云作用"(高云负反馈作用)和"低云作用"(低云正反馈作用和非局地冷却作用)上模拟的不同造成.EMA试验和ZM试验高云作用相对偏弱,对SPCZ日界线以东地区SST、降水增加限制不足,所以导致该地区误差相对偏大,其中又因为ZM试验中低云作用相对较弱,所以在SPCZ日界线以东地区的误差要小于EMA试验.MZM的高云作用最强,SPCZ日界线以东地区模拟误差最小,但同时也导致了暖池的儿乎消失.在这些机制影响下,"双热带辐台带(ITCZ)"改善往往意味着冷舌、暖池模拟的更差,而暖池的真实模拟往往意味着"双ITCZ"比较严重.所以,改进模式应先从低云入手,尽重在不放大其他地区误差的同时改善副热带东太平洋地区低云负偏差.然后再从高云入手,根据改进低云作用后模拟的实际情况,适当调整高云作用,最终到达一种既兼顾暖池也能降低"双ITCZ"误差的理想状态.