Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nhạy cảm với độ phân giải của gió mùa hè châu Á và sự so sánh giữa các mô hình MRI-AGCM và MetUM
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, chúng tôi so sánh độ nhạy cảm với độ phân giải của Gió mùa hè châu Á (ASM) trong hai Mô hình lưu lượng khí quyển tổng quát (AGCM): MRI-AGCM và MetUM. Chúng tôi phân tích mô hình MetUM ở ba độ phân giải khác nhau, N96 (mạng lưới khoảng 200-km trên đường xích đạo), N216 (mạng lưới 90-km) và N512 (mạng lưới 40-km), và MRI-AGCM ở TL95 (mạng lưới khoảng 180-km trên đường xích đạo), TL319 (mạng lưới 60-km) và TL959 (mạng lưới 20-km). Cả hai mô hình MRI-AGCM và MetUM đều cho thấy lượng mưa giảm ở Tây Thái Bình Dương khi độ phân giải tăng, nhưng phản ứng lượng mưa của chúng lại khác nhau ở Ấn Độ Dương. Trong MRI-AGCM, một sự gia tăng đáng kể về lượng mưa xuất hiện phía ngoài xích đạo (5–20°N). Trong MetUM, sự gia tăng lượng mưa ngoài xích đạo này ít đáng kể và lượng mưa giảm ở khu vực xích đạo. Phân tích ngân sách độ ẩm cho thấy sự thay đổi trong hội tụ dòng chảy độ ẩm ở độ phân giải cao có liên quan đến phản ứng lượng mưa. Các hiệu ứng địa hình, biến động trong mùa và sự thể hiện của độ dốc nhiệt độ theo kinh tuyến được khám phá như là những nguyên nhân tiềm năng của độ nhạy cảm với độ phân giải. Cả hai AGCM độ phân giải cao (TL959 và N512) có thể mô phỏng địa hình dốc, điều này tạo ra mô hình lượng mưa ở Nam Á và Khu vực Biển. Trong MRI-AGCM, sự thể hiện các hệ thống áp suất thấp trong TL959 cũng góp phần vào mô hình lượng mưa. Hơn nữa, sự tiến triển theo mùa của độ dốc nhiệt độ theo kinh tuyến có vẻ chính xác hơn ở độ phân giải cao, đặc biệt là trong MRI-AGCM. Những phát hiện này nhấn mạnh rằng tác động của độ phân giải chỉ chắc chắn ở cả hai AGCM cho một số đặc điểm của ASM, và làm nổi bật tầm quan trọng của các nghiên cứu đa mô hình về độ nhạy cảm với độ phân giải của GCM.
Từ khóa
#Nhạy cảm với độ phân giải #Gió mùa hè châu Á #Mô hình lưu lượng khí quyển tổng quát #MRI-AGCM #MetUM #Lượng mưaTài liệu tham khảo
Ajayamohan RS, Rao SA, Luo J-J, Yamagata T (2009) Influence of Indian Ocean dipole on boreal summer intraseasonal oscillations in a coupled general circulation model. J Geophys Res 114:D06119. doi:10.1029/2008JD011096
Annamalai H, Slingo JM (2001) Active/break cycles: diagnosis of the intraseasonal variability of the Asian summer monsoon. Clim Dyn 18: 85–102
Chang CP, Zhang YS, Li T (2000) Interannual and interdecadal variations of the East Asian summer monsoon and tropical Pacific SSTs. Part I: roles of the subtropical ridge. J Clim 13:4310–4325
Charney JG, Stern ME (1962) On the stability of internal baroclinic jets in a rotating atmosphere. J Atmos Sci 19(2):159–172
Cho C, Li R, Wang SY, Yoon JH, Gillies RR (2015) Anthropogenic footprint of climate change in the June 2013 northern India flood. Clim Dyn 46: 1–9
Demory ME, Vidale PL, Roberts MJ, Berrisford P, Strachan J, Schiemann R, Mizielinski MS (2014) The role of horizontal resolution in simulating drivers of the global hydrological cycle. Clim Dyn 42(7–8): 2201–2225
Donlon CJ, Martin M, Stark J, Roberts-Jones J, Fiedler E, Wimmer W (2012) The operational sea surface temperature and sea ice analysis (OSTIA) system. Remote Sens Environ 116:140–158
Endo H, Kitoh A, Ose T, Mizuta R, Kusunoki S (2012) Future changes and uncertainties in Asian precipitation simulated by multiphysics and multi-sea surface temperature ensemble experiments with high-resolution Meteorological Research Institute atmospheric general circulation models (MRI-AGCMs). J Geophys Res 117:D16118. doi:10.1029/2012JD017874
Gill A (1980) Some simple solutions for heat-induced tropical circulation. Quart J R Meteor Soc 106(449): 447–462
Goswami BN, Ajayamohan RS, Xavier PK, Sengupta D (2003) Clustering of synoptic activity by Indian summer monsoon intraseasonal oscillations. Geophys Res Lett 30(8). doi:10.1029/2002GL016734
He C, Zhou T (2015) Decadal change of the connection between summer western North Pacific Subtropical High and tropical SST in the early 1990s. Atmos Sci Lett 16: 253–259. doi:10.1002/asl2.550
Huffman GJ et al (2001) Global precipitation at one-degree daily resolution from multisatellite observations. J Hydrometeor 2(1):36–50
Huffman GJ et al (2007) The TRMM multisatellite precipitation analysis (TMPA): quasi-global, multiyear, combined-sensor precipitation estimates at fine scales. J Hydrometeor 8(1):38–55
Jha B, Krishnamurti TN, Christides Z (2000) A note on horizontal resolution dependence for monsoon rainfall simulations. Meteor Atmos Phys 74(1–4): 11–17
Jiang X, Li T, Wang B (2004) Structures and mechanisms of the northward propagating boreal summer intraseasonal oscillation. J Clim 17:1022–1039
Johnson SJ et al (2016) The resolution sensitivity of the South Asian monsoon and Indo-Pacific in a global 0.35° AGCM. Clim Dyn 46(3): 807–831
Joseph S et al (2015) North Indian heavy rainfall event during June 2013: diagnostics and extended range prediction. Clim Dyn 44(7–8): 2049–2065
Kitoh A, Kusunoki S (2008) East Asian summer monsoon simulation by a 20-km mesh AGCM. Clim Dyn 31(4): 389–401
Kobayashi C, Sugi M (2004) Impact of horizontal resolution on the simulation of the Asian summer monsoon and tropical cyclones in the JMA global model. Clim Dyn 23(2): 165–176
Kobayashi S et al (2015) The JRA-55 reanalysis: general specifications and basic characteristics. J Met Soc Jpn 93(1):5–48
Krishnamurti TN, Ardanuy P (1980) The 10 to 20-day westward propagating mode and “Breaks in the monsoons”. Tellus 32(1):15–26
Kusunoki S, Mizuta R (2013) Changes in precipitation intensity over East Asia during the 20th and 21st centuries simulated by a global atmospheric model with a 60 km grid size. J Geophys Res 118(19). doi:10.1002/jgrd.50877
Lau WK, Kim KM (2012) The 2010 Pakistan flood and Russian heat wave: teleconnection of hydrometeorological extremes. J Hydromet 13(1):392–403
Li C, Yanai M (1996) The onset and interannual variability of the Asian summer monsoon in relation to land–sea thermal contrast. J Clim 9(2):358–375
Liu P et al (2009) Tropical intraseasonal variability in the MRI-20km60L AGCM. J Clim 22(8):2006–2022
Mak M (1987) Synoptic-scale disturbances in the summer monsoon. In: Chang CP, Krishnamurti TN (eds) Monsoon meteorology. Oxford Univ Press, Oxford, pp 435–460
Martin GM (1999) The simulation of the Asian summer monsoon, and its sensitivity to horizontal resolution, in the UK Meteorological Office Unified Model. Quart J R Meteor Soc 125(557): 1499–1525
Matsuno T (1966) Quasi-geostrophic motions in the equatorial area. J Met Soc Jpn 44(1):25–43
Mizielinski MS et al (2014) High-resolution global climate modelling: the UPSCALE project, a large-simulation campaign. Geosci Model Dev 7(4): 1629–1640
Mizuta R et al (2006) 20-km-mesh global climate simulations using JMA-GSM model-mean climate states. J Met Soc Jpn 84(1):165–185
Mizuta R et al (2012) Climate simulations using MRI-AGCM3.2 with 20-km grid. J Met Soc Jpn 2 90(0): 233–258
Murakami M (1976) Analysis of Summer monsoon fluctuations over India. J Met Soc Jpn 54:15–31
Murakami H, Sugi M (2010) Effect of model resolution on tropical cyclone climate projections. SOLA 6: 73–76
Murakami H et al (2012) Future changes in tropical cyclone activity projected by the new high-resolution MRI-AGCM. J Clim 25(9):3237–3260
Ogata T (2013) The effect of the Australian-Maritime continents on the Indian Ocean dipole mode in an idealized coupled general circulation model. SOLA 9(0): 84–88
Ogata T et al (2014) Projected future changes in the Asian Monsoon: a comparison of CMIP3 and CMIP5 model results. J Met Soc Jpn 92(3):207–225
Oouchi K et al (2006) Tropical cyclone climatology in a global-warming climate as simulated in a 20 km-mesh global atmospheric model: frequency and wind intensity analyses. J Met Soc Jpn 84(2):259–276
Rayner NA et al (2003) Global analyses of sea surface temperature, sea ice, and night marine air temperature since the late nineteenth century. J Geophys Res 108(D14). doi:10.1029/2002JD002670
Roberts MJ et al (2015) Tropical cyclones in the UPSCALE ensemble of high-resolution global climate models. J Clim 28(2):574–596
Sabeerali CT, Ramu Dandi A, Dhakate A, Salunke K, Mahapatra S, Rao SA (2013) Simulation of boreal summer intraseasonal oscillations in the latest CMIP5 coupled GCMs. J Geophys Res 118(10):4401–4420
Sabin TP, Krishnan R, Ghattas J, Denvil S, Dufresne JL, Hourdin F, Pascal T (2013) High resolution simulation of the South Asian monsoon using a variable resolution global climate model. Clim Dyn 41(1): 173–194
Schiemann R, Demory ME, Mizielinski MS, Roberts MJ, Shaffrey LC, Strachan J, Vidale PL (2014) The sensitivity of the tropical circulation and Maritime Continent precipitation to climate model resolution. Clim Dyn 42(9–10): 2455–2468
Shukla J (1978) CISK-barotropic-baroclinic instability and the growth of monsoon depressions. J Atmos Sci 35(3):495–508
Sperber KR, Hameed S, Potter GL, Boyle JS (1994) Simulation of the northern summer monsoon in the ECMWF model: sensitivity to horizontal resolution. Mon Weather Rev 122(11):2461–2481
Sperber KR, Annamalai H, Kang IS, Kitoh A, Moise A, Turner A, Wang B, Zhou T (2013) The Asian summer monsoon: an intercomparison of CMIP5 vs. CMIP3 simulations of the late 20th century. Clim Dyn 41(9–10): 2711–2744
Stephenson DB, Chauvin F, Royer JF (1998) Simulation of the Asian summer monsoon and its dependence on model horizontal resolution. J Met Soc Jpn 76(2):237–265
Stowasser M, Annamalai H, Hafner J (2009) Response of the South Asian summer monsoon to global warming: mean and synoptic systems. J Clim 22(4):1014–1036
Taylor KE (2001) Summarizing multiple aspects of model performance in a single diagram. J Geophys Res 106(D7):7183–7192
Vellinga M, Roberts M, Vidale PL, Mizielinski MS, Demory ME, Schiemann R, Strachan J, Bain C (2016) Sahel decadal rainfall variability and the role of model horizontal resolution. Geophys Res Lett. doi:10.1002/2015GL066690
Walters DN et al (2011) The Met Office Unified Model global atmosphere 3.0/3.1 and JULES global land 3.0/3.1 configurations. Geosci Model Dev 4(4): 919–941
Xavier PK, Marzin C, Goswami BN (2007) An objective definition of the Indian summer monsoon season and a new perspective on the ENSO–monsoon relationship. Quart J R Meteor Soc 133(624): 749–764
Xie P, Arkin PA (1997) Global precipitation: a 17-year monthly analysis based on gauge observations, satellite estimates, and numerical model outputs. Bull Am Meteor Soc 78(11):2539–2558
Xie SP, Xu H, Saji NH, Wang Y, Liu WT (2006) Role of narrow mountains in large-scale organization of Asian Monsoon convection. J Clim 19(14):3420–3429
Yasunari T (1980) A quasi-stationary appearance of 30- to 40-day period in the cloudiness fluctuations during the summer monsoon over India. J Met Soc Jpn 58:225–229
Yoshimura H, Mizuta R, Murakami H (2015) A spectral cumulus parameterization scheme interpolating between two convective updrafts with semi-Lagrangian calculation of transport by compensatory subsidence. Mon Weather Rev 143(2):597–621
