CMIP6模型對(duì)青藏高原水汽輸送的模擬能力存在較大差異
青藏高原水汽輸送對(duì)于高原水儲(chǔ)量的變化有重要的調(diào)節(jié)作用，進(jìn)而對(duì)下游地區(qū)的農(nóng)業(yè)、生產(chǎn)、生活用水產(chǎn)生顯著影響。在氣候變暖背景下，青藏高原水汽輸送的演變過(guò)程亟待明確。第六次國(guó)際耦合模式比較計(jì)劃 (CMIP6) 為氣候預(yù)測(cè)提供了有力的科學(xué)支撐。然而，目前有關(guān)CMIP6不同模型對(duì)于青藏高原水汽輸送模擬能力的系統(tǒng)性的檢驗(yàn)仍較為缺乏，這為研究高原水儲(chǔ)量的變化帶來(lái)了較大的不確定性。
為此，“亞洲水塔動(dòng)態(tài)變化與影響”任務(wù)“亞洲水塔變化及其廣域效應(yīng)”專題中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所環(huán)境變化與多圈層過(guò)程團(tuán)隊(duì)高晶研究員等利用亞洲精細(xì)化分析數(shù)據(jù) (HAR v2) 作為參照數(shù)據(jù)，開(kāi)展了CMIP6模型對(duì)于青藏高原水汽輸送歷史模擬的檢驗(yàn)。研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)以往研究中檢驗(yàn)方案的不足，將青藏高原劃分為13個(gè)邊界（圖1），在每個(gè)邊界上對(duì)模擬結(jié)果開(kāi)展檢驗(yàn)，并統(tǒng)計(jì)最終的檢驗(yàn)結(jié)果?；谏鲜龇椒ǎ芯咳藛T討論了33個(gè)CMIP6成員模擬青藏高原水汽輸送的主要不足，并給出了模式在季風(fēng)期與非季風(fēng)期中模擬能力的排名（圖2）。此外，利用HAR v2數(shù)據(jù)，研究團(tuán)隊(duì)還探究了上述13個(gè)邊界上的水汽輸送更為細(xì)致的時(shí)空特征。
研究發(fā)現(xiàn)，33個(gè)CMIP6模式基本可以再現(xiàn)青藏高原水汽輸送的空間格局，但在具體特征上仍存在明顯的差異與不足。這種情況在季風(fēng)期更為明顯，主要是由于模擬的印度季風(fēng)的位置、移動(dòng)、強(qiáng)度仍存在較大誤差。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，超過(guò)三分之一的模式無(wú)法正確刻畫(huà)青藏高原地形對(duì)水汽輸送的阻擋，表現(xiàn)為在800 hPa以下，13個(gè)邊界上仍存在明顯的水汽輸送（圖3）。地形阻擋偏差將導(dǎo)致模式模擬的水汽輸送結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重的失真，并使得不同模式間的模擬差異增大。
該研究成果以”Evaluation of atmospheric moisture transport to the Tibetan Plateau from 33 CMIP6 models”為題，近期發(fā)表在《npj Climate and Atmospheric Science》期刊。我所博士生劉宜綱為第一作者，高晶研究員為通訊作者。該研究獲得第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究專項(xiàng)（2019QZKK0208）和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41988101-03和41922002）資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s41612-024-00785-0
圖1 研究中定義的青藏高原13個(gè)邊界的分布。黑色等值線代表海拔達(dá)到4000米的等高線
圖2 CMIP6成員在 (a) 季風(fēng)期與 (b) 非季風(fēng)期對(duì)于水汽輸送的模擬能力的排名?？v坐標(biāo)的數(shù)值越大，表明該成員的模擬能力越強(qiáng)。圖中省略了縱坐標(biāo)數(shù)值為0的成員
圖3 無(wú)法正確模擬青藏高原地形對(duì)水汽輸送阻擋的模式在邊界6上模擬的水汽入流