Research for understanding and improving systematic biases of tropical cloud and precipitation processes and El Nino-Southern Oscillation in climate models

研究了解和改善气候模型中热带云和降水过程以及厄尔尼诺南方涛动的系统偏差

基本信息

批准号：
21K13993
负责人：
林未知也
金额：
$ 2.75万
依托单位：
National Institute for Environmental Studies
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

多くの数値気候モデルが、エルニーニョ・南方振動(ENSO)の発達率に関わる主要な正と負のフィードバック過程の両方が弱すぎるにも関わらず一見正しいENSOの振幅をシミュレートするという、フィードバック系統誤差(バイアス)の相互補償問題を抱えているが、大気内部プロセスに起因するフィードバックバイアスの実体はまだよくわかっていない。フィードバックバイアスはENSOの将来変化や気候の将来予測の不確実性などに関わるため、気候モデルのさらなる改善のためにバイアスが生じる仕組みを理解する必要がある。本研究では、多くの気候モデルにおいて海面水温変動に対する熱帯の雲降水および大気循環の変動が観測と整合しない要因を明らかにするために、第6期結合モデル相互比較計画(CMIP6)に参画する約30種類の気候モデル実験出力を観測的なデータと比較した。まず、大気モデル実験において海面水温変動に対する熱帯の降水の応答はバイアスが小さいものの、降水変動に対する大気循環応答が系統的に過小評価されていることを明らかにした。さらに、そのバイアスが大気海洋結合モデル実験においても共通して確認されることを示した。以上の内容の詳細は国際学術誌に投稿済みであり、いくつかの国際学会で講演済み・講演予定である。また、ENSOのフィードバックや統計的特性が観測と比較的整合する気候モデルの一つであるMIROC6を用いた実験から、ENSOの将来変化の要因と仕組みの調査を進めており、その成果の一部は国際学術誌に投稿予定である。

一种反馈系统误差，其中许多数值气候模型模拟了看似正确的 ENSO 振幅，尽管厄尔尼诺南方涛动 (ENSO) 发展速率所涉及的主要正反馈过程和负反馈过程都太弱，但其实际性质却太弱。大气内部过程引起的反馈偏差尚不清楚。反馈偏差与ENSO的未来变化以及未来气候预测的不确定性有关，因此有必要了解偏差发生的机制，以进一步改进气候模型。在本研究中，为了阐明导致热带云降水和大气环流随海面温度变化而变化的因素与许多气候模型的观测结果不一致，我们旨在调查30个气候模型的实验输出：与观测数据进行比较。首先，我们发现虽然热带降水对海面温度变化的响应在大气模型实验中存在较小偏差，但大气环流对降水变化的响应被系统性地低估。此外，我们表明这种偏差通常在大气-海洋耦合模型实验中得到证实。上述内容已详细提交至国际学术期刊，并已或拟在多个国际学术会议上做报告。此外，我们正在通过MIROC6的实验来研究ENSO未来变化的原因和机制，该模型的反馈和统计特征与观测结果相对一致，计划提交给国际学术期刊。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ENSO dynamic feedback biases common to atmosphere-only and atmosphere-ocean coupled climate models in CMIP6

CMIP6 中仅大气和大气-海洋耦合气候模型常见的 ENSO 动态反馈偏差

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ren Hong-Li;Zhang Wenjun;Lian Tao;Xie Ruihuang;Hayashi Michiya;Hayashi Michiya;Hayashi Michiya;Hayashi Michiya
通讯作者：
Hayashi Michiya

Editorial: ENSO Nonlinearity and Complexity: Features, Mechanisms, Impacts and Prediction