CMIP5模式降水訂正法及未來30年中國降水預估

作者：楊陽,戴新剛,唐恒偉,張蓓

摘要：借助英國氣候研究所(Climate Research Unit,CRU)全球陸地格點分析數據集(CRU TS v4.0)月降水資料和24個國際耦合模式比較計劃第五階段(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5,CMIP5)模式歷史氣候模擬及RCP4.5情景下的降水預估數據,設計了多種回歸方案并對模式降水預估偏差進行訂正。這些方案包括一元回歸、一元對數回歸、一元差分回歸、一元對數差分回歸、多元回歸、多元對數回歸、多元差分回歸、多元對數差分回歸和簡單移除氣候漂移等。2006~2015年中國大陸模式降水預估的訂正結果表明,一元回歸訂正法普遍優于多元回歸訂正和扣除氣候漂移訂正法,其中一元對數回歸法的效果最好,其降水距平同號率(Anomaly Rate,AR)和降水距平百分率相關系數(Anomaly Percentage Correlation Coefficient,APCC)最高,分別達到69%和0.5;而降水距平相關系數(Anomaly Correlation Coefficient,ACC)最高的是一元對數差分回歸法。不同回歸訂正法所得預估結果的距平同號格點分布顯示,一元對數回歸法在北方優于南方,而一元差分(年際增量)或對數差分回歸法在南方優于北方。這直接導致在中國南方區域(95°E以東,35°N以南)一元對數回歸或多元對數回歸訂正結果的AR、ACC和APCC均低于對應的差分/對數差分回歸法,在北方和西部地區則與此相反。因此,模式降水的回歸訂正方案具有區域性,這可能源于不同區域降水序列統計性質的差異。用區域組合回歸訂正法,即在南方用一元差分回歸訂正,其余地區用一元對數回歸訂正,其降水預估場的AR提高到72%,但ACC和APCC均略有下降,原因是差分回歸訂正增加了預估降水場的方差。對RCP4.5情景下2016~2045年24個模式集合平均降水預估的組合回歸訂正結果顯示,相對于1976~2005年平均,未來30年降水異常大致呈南北少,中間多的格局,其中長江中下游、江南中西部、西南東北部、華南沿?

發文機構：蘭州大學大氣科學學院 中國科學院東亞區域氣候—環境重點實驗室 香港天文臺 甘肅省天水市氣象局

關鍵詞：CMIP5模式計劃中國降水預估偏差訂正法回歸方程未來30年旱澇格局CMIP5 modelChina precipitation projectionBias-correction methodRegression equationDrought and flood pattern for the next 30 years

分類號： P467[天文地球—大氣科學及氣象學]