1. 研究目的与意义
地球正经历一次以全球变暖为主要特征的显著变化,平均气温升高,极端温度大范围变化,极端气候事件日趋频繁。而传统的全球环流模式和基于数据资料分析的统计意义气候变化分析,已不能很好地满足人们对气候变化原因、气候变化多样性及其未来趋势的研究需求,因而基于区域气候模式的气候演变研究逐渐崭露头角。
江淮流域自古以来就有气象灾害发生,对于全球变暖如何响应,降水、温度、径流量、蒸发量等气象要素又是如何变化等等这些问题需要进一步进行讨论。本研究从这一角度出发,进行基于区域气候模式的江淮流域地区气候变化研究,对于该地区生态系统、环境保护及开发利用都具有重要意义。
2. 国内外研究现状分析
一,区域气候模式的发展。
20世纪80年代以来,随着全球观测系统的不断完善,高性能计算机的蓬勃发展,气候数值模拟也日趋成熟。较之于全球气候模式(gcm),区域气候模式(rcm)既有较高的分辨率和完善的物理过程,能够更细致地模拟出时空尺度范围较小的区域气候特点,因而得到较快的发展。区域气候模式首先是由dickinson等[1]giorgi[2]发展并应用到气候模拟中来的。目前,大部分区域气候模式是在美国国家大气研究中心(ncar)与美国宾州大学(psu)联合创建的中尺度天气模式mm4或mm5基础上发展起来的,其中应用最多的就regcm系列模式。另外,还有其他不少国家和组织的区域气候模式。比如美国科罗拉多大学(csu)的rams、澳大利亚联邦科学与工业组织csiro的darlam、英国气象局(ukmo)哈德莱中心的hadrm、德国马普气象研究所(mpi)的remo,以及德国马普与丹麦气象研究所(dmi)的hirham等都具有一定的应用[3]。第一代regcm1[2]区域气候模式,在mm4基础上,对辐射方案、对流参数方案作了扩和修改,能够用于长时间的积分,以研究区域气候的形成和变化机制。实验结果表明,regcm1能得到许多 gcms难以分辨的区域温度、降水及土壤水分的变化特征[4]。
1993年,giorgi等[5]和bate等[6]对regcm1中原有的几乎所有模式物理过程进行了改造,形成了regcm2。采用了显示分离算法,陆面过程进行里升级,侧边界层的同化中加入指数松弛方案。这些改造使得regcm2更详细地反映模式的物理过程,提高了运算效率。国家气候中心在regcm2(1996)的基础上,改进和发展了物理过程参数化方案,开发了ncc/regcm[7],该模式在模拟东亚地区气候方面更显优势。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
(1)对江淮流域地区气候变化现状的初步分析研究。
(2)了解regcm3模式的运行过程及输出资料。
4. 研究创新点
根据研究内容得到本课题的如下特色与创新点:
(1)利用linux运行环境下的数值模式的研究手段分析江淮流域地区区域气候的演变。
(2)结合气象学各个因素之间的气候理论关系,对模拟结果做出分析和验证。
