ISSN 1004-4965

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CMIP6模式对云南区域性干旱过程的模拟评估及预估

罗蒙 徐非 李蒙 马思源 杨鹏武 黄玮

罗蒙, 徐非, 李蒙, 马思源, 杨鹏武, 黄玮. CMIP6模式对云南区域性干旱过程的模拟评估及预估[J]. 热带气象学报, 2023, 39(4): 484-496. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.044
引用本文: 罗蒙, 徐非, 李蒙, 马思源, 杨鹏武, 黄玮. CMIP6模式对云南区域性干旱过程的模拟评估及预估[J]. 热带气象学报, 2023, 39(4): 484-496. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.044
LUO Meng, XU Fei, LI Meng, MA Siyuan, YANG Pengwu, HUANG Wei. EVALUATION AND FUTURE PROJECTION OF REGIONAL DROUGHT EVENTS IN YUNNAN PROVINCE USING CMIP6 MODEL PRODUCTS[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2023, 39(4): 484-496. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.044
Citation: LUO Meng, XU Fei, LI Meng, MA Siyuan, YANG Pengwu, HUANG Wei. EVALUATION AND FUTURE PROJECTION OF REGIONAL DROUGHT EVENTS IN YUNNAN PROVINCE USING CMIP6 MODEL PRODUCTS[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2023, 39(4): 484-496. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.044

CMIP6模式对云南区域性干旱过程的模拟评估及预估

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.044
基金项目: 

中国气象局创新发展专项 CXFZ2021J056

云南省科技厅重大科技专项计划 202102AE090020

云南省科技厅重点研发计划社会发展专项 202203AC100005

云南省气象局自筹科研项目 YZ202103

云南省气象局自筹科研项目 QZ202105

云南省气象局创新团队项目 2022CX05

云南省自然科学基金 202302AN360006

详细信息
    通讯作者:

    李蒙,男,云南省人,研究员级高级工程师,从事气候变化及监测评估研究。E-mail:limeng5945@sina.com

  • 中图分类号: P467

EVALUATION AND FUTURE PROJECTION OF REGIONAL DROUGHT EVENTS IN YUNNAN PROVINCE USING CMIP6 MODEL PRODUCTS

  • 摘要: 21世纪以来,云南频繁发生全省性干旱过程,造成严重的灾害。未来在气候变化背景下云南全省性干旱过程将如何变化尚未得到充分研究。基于16个第六次耦合模式比较计划(CMIP6)的模式结果和区域性干旱过程监测评估方法,研究了云南省区域性干旱过程历史时期的特征和未来不同排放情景下的可能变化。结果显示,适当订正后的CMIP6模式能较好地模拟出近54年云南省区域干旱事件的特征,模式偏差主要表现为夏季降水偏多、10—11月降水偏少。未来54年在三种排放情景下,云南省区域性干旱过程发生次数将增加1.1~4.7次,持续日数将增加2.6~4.0日,影响范围将增加0.2~0.6站,累计强度将增加0.1~0.2。未来发生在干季内的干旱过程次数将减少,但持续日数、影响范围、累计强度都将增加;由干季延伸至雨季的干旱过程次数、持续时间、累计强度都将增加;发生在雨季内的干旱过程次数和影响范围将增加、累计强度将减小。滇西北、滇东北等受干旱过程影响较轻的地区未来也将更容易受到干旱过程的影响。上述结果表明未来云南省全省性干旱过程将加强。

     

  • 图  1  观测(a、c)和模拟(b、d)的近54年(1961—2014年)云南5种区域性干旱过程的起始月(a、b)和终止月(c、d)

    图  2  观测(a)和模拟(b)的近54年(1961—2014年)历次云南区域性干旱过程平均的轻旱以上站点的累计MCI值

    图  3  观测和CMIP6模拟的云南区域逐年气温(a)、降水(c)、潜在蒸发(e)序列以及多年平均气温(b)、降水(d)、潜在蒸发(f)的逐月分布

    a、c、e中的阴影为historical(灰色)和SSP1-2.6(绿色)、SSP2-4.5(蓝色)、SSP5-8.5(红色)多模式模拟结果的范围。b、d、f中观测和historical模拟值的多年平均时段为1961—2014年,SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5模拟值的多年平均时段为2022—2075年。

    图  4  CMIP6模拟的未来54年(2022—2075年)三种情景下云南区域年平均气温(a~c)、降水(d~f)、降水-潜在蒸发(g~i)相对于近54年(1961—2014年)的空间变化

    打点区域表示达到或超过75%的模式变化符号一致。

    图  5  CMIP6模拟的未来54年(2022—2075年)不同情景下云南省降水量(a)、降水日数(b)、降水站数(c)、降水-潜在蒸发(d)的逐月变化(相对于1961—2014年)

    图  6  不同情景下未来54年(2022—2075年)历次云南区域性干旱过程平均的轻旱以上站点的累计MCI值相对于近54年(1961—2014年)的变化

    打点区域表示达到或超过75%的模式变化符号一致。

    表  1  本文使用的CMIP6模式

    序号 模式名称 水平分辨率 模式在云南的格点数
    1 ACCESS-CM2 $ 1.875^{\circ} \times 1.250^{\circ} $ 14
    2 ACCESS-ESM1-5 $ 1.875^{\circ} \times 1.250^{\circ} $ 14
    3 BCC-CSM2-MR $ 1.125^{\circ} \times 1.125^{\circ} $ 31
    4 CESM2-WACCM $ 1.250^{\circ} \times 0.938^{\circ} $ 29
    5 CMCC-CM2-SR5 $ 1.250^{\circ} \times 0.938^{\circ} $ 29
    6 CMCC-ESM2 $ 1.250^{\circ} \times 0.938^{\circ} $ 29
    7 CNRM-ESM2-1 $ 1.406^{\circ} \times 1.406^{\circ} $ 15
    8 FGOALS-g3 $ 2.00^{\circ} \times 2.25^{\circ} $ 7
    9 GFDL-ESM4 $ 1.25^{\circ} \times 1.00^{\circ} $ 27
    11 INM-CM5-0 $ 2.0^{\circ} \times 1.5^{\circ} $ 12
    12 MIROC6 $ 1.406^{\circ} \times 1.406^{\circ} $ 15
    13 MIROC-ES2L $ 2.812^{\circ} \times 2.812^{\circ} $ 4
    14 MPI-ESM1-2-HR $ 0.938^{\circ} \times 0.938^{\circ} $ 37
    15 MRI-ESM2-0 1.125°×1.125° 31
    16 NorESM2-LM 2.500°×1.875° 8
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    表  2  观测和使用不同订正方法处理的CMIP6模式模拟的1961—2014年云南省区域性干旱过程

    数据来源 过程次数 持续时间/天 影响范围/站 累计强度
    观测 60 68.6 91.7 7.8
    模拟_raw 41.7 43.3 98.2 6.6
    模拟_mon 59.0 51.5 99.2 6.9
    模拟_QM 63.3 59.0 98.5 7.4
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    表  3  观测和模拟的1961—2014年云南省5种类型的区域性干旱过程特征

    统计参数 数据来源 干季型 雨季型 干季偏长型 雨季偏短型 极端型
    过程次数 观测 20.0 16.0 15.0 4.0 5.0
    模拟 26.2 13.4 13.9 8.6 1.2
    持续时间/天 观测 49.2 46.6 72.9 57.0 212.8
    模拟 49.1 32.8 69.4 85.3 212.3
    影响范围/站 观测 92.5 92.4 88.8 95.9 99.0
    模拟 99.6 95.0 99.0 99.5 107.7
    累计强度 观测 6.2 6.6 8.4 6.2 17.1
    模拟 6.3 5.7 8.7 8.9 18.2
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    表  4  不同情景下未来54年(2022—2075年)云南省区域性干旱过程相对于近54年(1961—2014年)变化

    参数 情景 干季型 雨季型 干季偏长型 雨季偏短型 极端型 全部过程
    过程次数 SSP1-2.6 -0.8 0.8 $ 1.0^{*} $ $ -0.3^{*} $ $ 0.4^{*} $ $ 1.1(-4.5 \sim 4.5) $
    SSP2-4.5 $ -1.3^{*} $ $ 3.2 * * $ $ 1.4^{*} $ 0.6 $ 0.8^{*} $ $ 4.7 *(0 \sim 7) $
    SSP5-8.5 $ -4.1 * * $ $ 4.6^{* *} $ $ 1.6^{* *} $ $ 1.6^{* *} $ $ 0.8^{*} $ $ 4.4^{*}(-1 \sim 11) $
    持续时间/天 SSP1-2.6 $ 1.1^{*} $ $ -0.7^{*} $ $ 4.9 * $ $ 3.0^{*} $ 10.2 $ 2.6^{*}(-2.9 \sim 7.9) $
    SSP2-4.5 $ 3.4^{* *} $ $ -3.7 * * $ $ 5.9^{* *} $ $ 5.4^{*} $ -1.8 $ 3.3 *(-1.1 \sim 7.7) $
    SSP5-8.5 $ 3.9^{* *} $ 0.6 $ 7.7^{* *} $ $ -1.1^{*} $ 9.8 $ 4.0 * *(1.5 \sim 8.9) $
    影响范围/站 SSP1-2.6 0.1 $ 1.7^{* *} $ 0 $ -1.1^{*} $ -2.8 $ 0.4^{*}(-0.7 \sim 1.8) $
    SSP2-4.5 $ 0.5^{*} $ $ 1.6^{*} $ -0.2 0.2 -2.1 $ 0.2(-0.8 \sim 1.3) $
    SSP5-8.5 0.1 $ 1.5^{*} $ $ 1.9 * * $ 0.1 -1.1 $ 0.6(-0.6 \sim 1.7) $
    累计强度 SSP1-2.6 $ 0.2 * $ -0.1 $ 0.2^{*} $ $ 0.1 * $ -1.1 $ 0.2 *(-0.3 \sim 0.6) $
    SSP2-4.5 $ 0.2 * $ $ -0.4^{*} $ $ 0.3^{*} $ 0.3 -1.5 $ 0.1(-0.2 \sim 0.2) $
    SSP5-8.5 $ 0.1^{*} $ $ -0.1^{*} $ $ 0.6^{* *} $ $ -0.2 * $ -0.4 $ 0.2 *(-0.1 \sim 0.5) $
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-07-15
  • 修回日期:  2023-06-08
  • 网络出版日期:  2023-10-24
  • 刊出日期:  2023-08-20

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