Chỉ số cực đoan khí hậu trong bộ mô hình đa mô hình CMIP5: Phần 1. Đánh giá mô hình trong khí hậu hiện tại

Journal of Geophysical Research D: Atmospheres - Tập 118 Số 4 - Trang 1716-1733 - 2013
Jana Sillmann1, Viatcheslav Kharin1, Xuebin Zhang2, Francis W. Zwiers3, D. Bronaugh3
1Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis, Victoria, BC, Canada
2Environment Canada; Toronto ON Canada
3Pacific Climate Impacts Consortium Victoria BC Canada

Tóm tắt

Bài báo này cung cấp cái nhìn tổng quan đầu tiên về hiệu suất của các mô hình khí hậu toàn cầu tiên tiến tham gia Dự án So sánh Mô hình Liên kết Giai đoạn 5 (CMIP5) trong việc mô phỏng các chỉ số cực đoan khí hậu được xác định bởi Nhóm Chuyên gia về Giám sát và Chỉ số Biến đổi Khí hậu (ETCCDI), và so sánh với thế hệ mô hình trước đó (CMIP3). Đối với lần đầu tiên, các chỉ số dựa trên nhiệt độ và lượng mưa hàng ngày được tính toán bằng một phương pháp nhất quán qua các mô hình đa mô hình và bốn bộ dữ liệu tái phân tích (ERA40, ERA-Interim, NCEP/NCAR và NCEP-DOE) và được cung cấp trên trang web lưu trữ chỉ số ETCCDI. Phân tích của chúng tôi cho thấy các mô hình CMIP5 có khả năng mô phỏng các cực đoan khí hậu và các kiểu xu hướng của chúng như được thể hiện bởi các chỉ số so với một bộ dữ liệu quan sát chỉ số đã được lưới hóa (HadEX2). Sự phân tán giữa các mô hình CMIP5 cho một số chỉ số nhiệt độ đã giảm so với các mô hình CMIP3, mặc dù số lượng mô hình tham gia vào CMIP5 nhiều hơn. Một số cải tiến trong bộ mô hình CMIP5 so với CMIP3 cũng được tìm thấy trong việc thể hiện độ lớn của các chỉ số lượng mưa. Chúng tôi phát hiện ra một số khác biệt đáng kể giữa các tái phân tích, cho thấy có sự không chắc chắn đáng kể liên quan đến việc mô phỏng các cực đoan của họ. Hiệu suất tổng thể của từng mô hình được tóm tắt qua một biểu đồ “chân dung” dựa trên lỗi bình phương trung bình của các khí hậu mô hình cho mỗi chỉ số và mô hình so với bốn bộ tái phân tích. Phân tích này cho thấy khí hậu mô hình trung vị vượt trội hơn các mô hình đơn lẻ cho tất cả các chỉ số, nhưng sự không chắc chắn liên quan đến các bộ dữ liệu tham khảo cơ bản được phản ánh trong các chỉ số hiệu suất của từng mô hình.

Từ khóa

#CMIP5 #chỉ số cực đoan khí hậu #mô hình đa mô hình #kiểm toán khí hậu

Tài liệu tham khảo

10.1002/joc.1730

10.1029/2005JD006290

10.1029/2011JD016382

10.1029/2006JD008091

10.1175/JCLI-D-11-00408.1

10.1175/2007JCLI1494.1

10.1002/qj.828

Donat M. G., 2013, Updated analyses of temperature and precipitation extreme indices since the beginning of the twentieth century: The HadEX2 dataset, J. Geophys. Res.

10.1029/2010JD015146

10.1038/nclimate1682

10.1007/PL00013733

10.1029/2007JD008972

Haylock M. R., 2008, A European daily high‐resolution gridded data set of surface temperature and precipitation for 1950‐2006, J. Geophys. Res., 113, 10.1029/2008JD010201

IPCC(2012) Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation. A Special Report of Working Groups I and II of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge University Press Cambridge UK and New York NY USA 582 pp.

10.1175/1520-0493(1999)127<2204:FASOCR>2.0.CO;2

10.1175/1520-0477(1996)077<0437:TNYRP>2.0.CO;2

10.1175/BAMS-83-11-1631

10.1023/A:1005436904097

Karl T. R. et al. (1993) Asymmetric trends of daily maximum and minimum temperature Papers in Natural Resources Paper 185.

10.1175/JCLI3597.1

10.1175/JCLI4066.1

10.1175/1520-0477(2001)082<0247:TNNYRM>2.3.CO;2

Klein Tank A. M. G. F. W.Zwiers andX.Zhang(2009) Guidelines on analysis of extremes in a changing climate in support of informed decisions for adaptation Climate data and monitoring WCDMP‐No. 72 WMO‐TD No. 1500 56 pp.

10.1175/BAMS-88-9-1383

10.1038/nature09763

10.1029/2011GL048531

NCEP‐NCAR NCEP/NCAR reanalysis problems list Available online athttp://www.esrl.noaa.gov/psd/data/reanalysis/problems.shtml 2011.

10.1029/2011GL048442

10.1002/wcc.144

Randall D. et al. (2007) Climate Models and Their Evaluation. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge University Press Cambridge United Kingdom and New York NY USA.

Sato M., 1993, Stratospheric aerosol optical depth, 1850‐1990, J. Geophys. Res., 98, 987

Seneviratne S. et al. (2012) Changes in climate extremes and their impacts on the natural physical environment. In: Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation chap. 3 A Special Report of Working Groups I and II of the Intergovernmental Panel on Climate Change.

Sillmann J., 2013, Climate extreme indices in the CMIP5 multi‐model ensemble. Part 2: Future projections, J. Geophys. Res.

10.1029/2011GL048437

10.1016/j.agrformet.2006.07.004

10.1029/2010JD014532

10.1175/BAMS-D-11-00094.1

Trenberth K. et al. (2007) Observations: Surface and Atmospheric Climate Change. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge University Press Cambridge United Kingdom and New York NY USA.

10.1256/qj.04.176

10.1007/s00382-009-0656-y

10.1002/wcc.147

10.1175/JCLI3366.1

10.1002/joc.1738

2013 Climate Science for Serving Society: Research Modelling and Prediction Priorities Springer F. Zwiers Challenges in Estimating and Understanding Recent Changes in the Frequency and Intensity of Extreme Climate and Weather Events

Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of Geophysical Research D: Atmospheres

Tập 118 Số 4

1716-1733

Thông tin tác giả