CWRF模式对中国夏季极端降水的模拟评估和误差订正

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本文基于区域气候模式CWRF(Climate-Weather Research and Forecasting model)模拟和中国站点观测的1980-2015年6-8月逐日降水资料,利用多种参数化方案极端降水指数的区域平均泰勒图和泰勒评分,区域平均时间序列M2指数和相关系数等方法评估了CWRF模式多种参数化方案在中国地区和中国华北华中华南三区的夏季极端降水指数的的模拟能力。通过将广义帕累托分布(GPD)引入到误差订正模型中,提出针对极端降水的累积概率变换误差订正法(XCDFt),检验和评估其对极端降水订正的适用性,进一步探讨了订正前后极端降水重现水平的分布特征。最后比较了不同方法和不同参数化集合方案的订正效果,主要结论如下:(1)各个参数化方案的时空模拟能力表现是比较一致的,不同参数化方案对于全国和华北华中华南区域的模拟亦存在着一致性。各个参数化方案对极端指数的模拟较好,但参数化方案之间存在较大差异,评估结果得到时空综合模拟能力最优的前4个参数化方案分别为C13,C14,C12和C1,综合模拟能力较差的后4个参数化方案分别为C6,C4,C3和C10。14种参数化集合后模拟效果优于优选和劣选4种参数化集合,更优于控制化方案。(2)XCDFt误差订正方法可以较好地改进华北华中华南三区极端降水GPD尺度参数与观测数据的差距。经过XCDFt订正后的20年一遇的极端降水重现水平的空间平均值、均方根误差和空间相关系数相比模拟值与观测更为接近,订正后的数据更准确。(3)不同误差订正方法对于极端降水均值均有不错的订正效果,各订正方法对不同区间的极端降水均值订正效果不同。RQ-lin订正方法相比其他订正方法效果较好,有效地减小了模式模拟极端指数的误差,评估不同参数化集合方案订正极端降水效果发现14套参数化方案成员各自订正后再集合与观测结果最为接近。
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