高原气象

作者：王旭蕾,孙慧,郭辉,萨楚拉,孟凡浩,罗敏

单位：1. 内蒙古师范大学地理科学学院，内蒙古 呼和浩特 010022 ","2. 内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室，内蒙古 呼和浩特 010022 ","3. 清华大学水利水电工程系，水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京 100084 ","4. 华北水利电力大学水利学院，河南 郑州 450046

关键词：积雪覆盖度,北半球,CMIP6,评估,预估

基金：内蒙古自治区自然科学基金项目(2022MS04004),国家自然科学基金项目(42101030),内蒙古自治区重点研发和成果转化计划项目(2022YFDZ0061),内蒙古师范大学基本科研业务费专项资金(2023JBPT004)

积雪是对气候变化响应最敏感的自然要素之一， 对地表的辐射平衡和水循环有着重要影响， 全球积雪覆盖面积约为46×106 km2， 且98%分布在北半球， 由于积雪具有独特的辐射（高表面反照率）和热（低热传导率）特性， 其变化对陆地和大气之间的能量平衡和水循环过程具有重要的影响， 在全球变暖背景下， 近几十年来北半球积雪覆盖面积减少趋势明显， 尤其春季最明显， 基于观测数据评估CMIP6模式数据对于积雪覆盖面积的模拟能力， 应用多模式平均评估未来时期积雪覆盖度的变化情况。本文以美国国家海洋和大气管理局/美国国家气候数据中心（NOAA/NCDC）的积雪产品为参考数据， 采用泰勒技巧评分、 相对偏差等方法， 对国际耦合模式比较计划第六阶段（CMIP6）发布的1982 -2014年北半球春季积雪覆盖度（SCF）数据进行评估， 并选取排名前三的模式的集合平均预估未来（2015 -2099年）不同排放情景下SCF的时空变化特征。结果表明： 历史时期（1982 -2014年）从整体上看， 积雪覆盖度呈现出高纬高， 低纬低， 青藏高原和亚洲东部等高海拔地区较同纬地区高的特点， 北半球的积雪覆盖度呈减少趋势地区为68.37%， 积雪覆盖度呈现增加趋势的区域面积占北半球总面积的31.63%， 与参考数据相比， CMIP6各模式模拟北半球春季SCF在大部分地区表现为减少特征， 多数CMIP6模式高估了青藏高原地区的SCF， 大多模式的SCF结果呈减少趋势的地区大于参考区域， 并且低估了3月、 4月和5月的SCF。总体来看， 各模式模拟SCF的能力存在差异， 其中NorESM2-MM、 CESM2、 BBC-CSM2-MR、 NorESM2-LM和CESM2-WACCM综合模拟能力最优， 模拟能力最差的是MIROC-ES2L、 MPI-ESM1-2-LR和MPI-ESM-1-2-HAM。而多模式集合平均（MME）的模拟能力在各方面都优于多数单个模式， 其综合模拟能力泰勒得分与NorESM2-MM模式和CESM2-WACCM模式均为最高的0.984， 在空间分布、 年际变化趋势、 年内变化三个方面， CMIP6各模式模拟北半球春季SCF的能力差异显著， CMIP6 MME模拟的北半球春季SCF更接近观测数据（CMIP6各模式的偏差值为-14.27%~5.96%， CMIP6 MME的偏差值为-2.3%）， 相对于1982 -2014年参考时段， 21世纪末期（2067 -2099年）北半球春季SCF在大部分地区表现为减少特征， 随着排放强度的提高， SCF的减少程度愈加显著， SCF呈减少的地区也愈加扩大， 在2015 -2099年期间， 不同排放情景下SCF的变化在2040年之前较一致， 2040年之后， SSP1-2.6情景下SCF维持稳定状态， 在SSP2-4.5情景下呈微弱减少趋势， 在SSP5-8.5情景下则呈显著减少趋势。

来源：2024年第6期

《高原气象》期刊编辑部

查看高原气象杂志2024年第6期