气候与环境研究

作者：张永瑞

单位：南京信息工程大学大气科学学院, 南京 210044;山西省气象灾害防御技术中心, 太原 030002,,南京信息工程大学大气科学学院, 南京 210044,,山西省五台山气象站, 山西五台县 035515,,山西省预警信息发布中心, 太原 030002,,山西省代县气象局, 山西代县 034200,

关键词：CMIP5模式;冬季;北极涛动;模拟和预估

基金：国家重点基础研究发展计划（973计划）项目2015CB453202，公益性（气象）行业专项GYHY201406024，国家自然科学基金重点项目41330425。

基于NCEP/NCAR再分析资料和CMIP5的19个模式结果，从异常模态、年代际趋势和周期特征等方面评估了CMIP5耦合模式对冬季北极涛动（Arctic Oscillation，AO）的模拟能力，并对未来RCP4.5、RCP8.5两种浓度路径下AO的可能变化趋势给出了定性的预估。CMIP5模式历史试验结果显示，大多数模式都能够模拟出AO模态的基本结构，但是对中心位置、强度的模拟存在较大的偏差，其中MPI-ESM-LR和HadGEM2-AO能较好地模拟出AO整体模态来。在历史演变和周期特征的刻画方面，模式的冬季海平面气压经验正交函数分解第一模态时间序列（Principal Component，PC1）基本能够反映出1950～1970年以来的减弱趋势，但对1970年以后的增长趋势模拟并不明显，而北半球环状模指数（Zonal Index，ZI）序列对两个阶段的趋势均可模拟出来，模式的PC1和ZI序列总体表现为正的变化趋势。有一半以上的模式对2～3 a高频周期模拟较好，但对20 a左右的周期模拟较差，其中仅有CanESM2、CNRM-CM5、GFDL-ESM2G这3个模式对ZI指数的两个周期变化模拟较好。在RCP4.5和RCP8.5两种浓度路径下，ZI序列有显著的上升趋势，从长期趋势系数看RCP4.5路径下有14个模式呈现正的变化趋势，其中有10个模式通过了检验。RCP8.5浓度路径下，16个模式为正变化趋势，有11个模式通过了检验，集合平均结果正变化趋势较为显著。两种浓度路径下不同时段的海平面气压变化趋势表明，ZI序列的年代际变化明显，存在3个不同的变化阶段——2006～2039年、2070～2100年为两个上升阶段，2040～2069年为缓慢下降阶段。

来源：2017年第5期

《气候与环境研究》期刊编辑部

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