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最新评估显示我国在气候模式发展领域跨入世界科技前沿

时间:2022.06.27 来源:物理海洋室 字号


 

最新评估显示我国在气候模式发展领域跨入世界科技前沿

——我所研发的地球系统模式国际领先

 

准确气候预测是国家综合科技实力的体现,对于气候减灾防灾至关重要。近日,最新科学评估结果显示,我所研发的首个包含海浪的地球系统模式FIO-ESM v2.0和久负盛名的德国马普气象研究所发展的高分辨率地球系统模式MPI-ESM1-2-HR,在为众多区域气候模式提供准确的边界和初始条件方面位居国际前两位,这表明我国在气候模式发展领域已经跨入世界科技前沿。

受计算资源影响,全球气候模式分辨率仍然较粗,对于区域气候特征的模拟和预测能力受到限制。因此,通过全球气候模式提供初始和边界条件,利用高分辨率区域气候模式,实现对区域气候特征的精细化模拟与预测,是目前通用的动力降尺度手段。全球气候模式为区域气候模式提供初值和边界条件,直接决定了区域气候模式的模拟和预测能力,因此,全球气候模式的可靠性和相对独立性对动力降尺度模拟与预测至关重要。

世界气候研究计划(World Climate Research Programme,简称WCRP)是气候领域的国际引领者,为满足精细化区域气候变化模拟与预测的迫切需求,WCRP组织了一个国际计划“协同区域降尺度实验”(COordinated Regional Downscaling Experiment,简称CORDEX)。其中,为了便于模式间的比较,CORDEX将全球划分了14个关键大陆区域。

近日,南京大学和中科院大气物理研究所联合在气候领域顶级期刊“气候动力学(Climate Dynamics)”发表文章(https://doi.org/10.1007/s00382-022-06355-5),系统评估了参加第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)的37个气候模式对CORDEX所有14个关键区多个变量的模拟能力。通过多变量误差相似系数选取了7个关键且独立的变量,这些变量能够合理展现全球气候模式对动力降尺度区域模式的驱动性能。通过对这些变量在所有14个关键区域进行了多变量综合评分排名,结果表明:FIO-ESM v2.0对不同季节的气候态特征和年际变率的模拟中表现出色,在国际37个全球气候模式综合模拟能力排名中位居前两位(另一个是德国马普气象研究所高分辨率气候模式MPI-ESM1-2-HR),表明FIO-ESM v2.0能够为区域动力降尺度提供更好的背景驱动场。

在我所乔方利研究员带领下,气候模式组发展的FIO-ESM v2.0是CMIP6中唯一考虑海浪在气候系统中重要作用的气候模式。该模式数据对全球开放共享,为联合国政府间气候变化专门委员会(简称IPCC)科学评估报告、应对气候变化评估以及气候变化研究等提供了高质量全球数据公共产品。上述我国气候模式发展的科学突破不仅能为“双碳”目标提供强有力科技支撑,而且能显著提升我国在全球气候治理方面的话语权。

 

 

图 37个CMIP6模式在14个CORDEX区域的综合模拟能力排名。横坐标为37个CMIP6模式,纵坐标为14个CORDEX区域。FIO-ESM-2-0在14 个CORDEX区域的排名均为TOP15,在6个区域的排名为TOP3;综合14个区域的表现,仅有德国马普气象研究所MPI-ESM1-2-HR和中国自然资源部第一海洋研究所FIO-ESM v2.0能够为区域动力降尺度提供最好的背景驱动场。


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