影响气候系统模式温室气体敏感度的反馈过程——基于FGOALS模式的研究  

作　　者：陈晓龙[1,2] 周天军[1,3] 郭准[3] 

机构地区：[1]中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室,北京100029 [2]中国科学院大学地球科学学院,北京100049 [3]中国科学院气候变化研究中心,北京100029

出　　处：《中国科学：地球科学》2014年第2期322-332,共11页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家杰出青年科学基金项目(批准号:41125017);中国科学院战略性先导科技专项(编号:XDA05110301);国家重点基础研究发展计划(编号:2010CB951904)资助

摘　　要：气候系统模式对特定温室气体的敏感度对未来气候变化的预估结果至关重要.为理解影响气候模式对温室气体敏感度的关键反馈过程,本文利用瞬间4倍CO2强迫试验,研究了LASG/IAP两个版本的气候系统模式FGOALS-s2和FGOALS-g2的气候响应.将全球平均地表气温(SAT)的变化作为衡量气候模式响应的主要标准.根据SAT的响应随时间的变化趋势,将150年的试验结果分为两个时段:前20年为快响应阶段,后130年为慢响应阶段.采用国际通用的Gregory方法分别估计4倍CO2引起的辐射强迫和平衡态气候敏感度.结果表明,FGOALS-s2中水汽的响应偏强使估算的CO2辐射强迫比FGOALS-g2强7.1%.平衡态气候敏感度定义为2倍CO2强迫下达到新的平衡态时全球平均SAT的变化,其在FGOALS-s2和FGOALS-g2中分别约为4.5和3.7 K,前者较之后者偏强21.6%.FGOALS-s2敏感度大是由于快响应阶段的水汽和反照率正反馈过程偏强,表现为水汽含量的增加和海冰的减少均太快.在慢响应阶段,尽管FGOALS-s2的水汽及反照率正反馈仍然较强,但FGOALS-s2的总负反馈强于FGOALS-g2,这是因为FGOALS-s2中云短波负反馈更强,补偿了其较弱的晴空负反馈.FGOALS-s2中云短波负反馈偏强主要是由于总云量以及云水路径正响应过强.云短波反馈的不确定性是总反馈不确定性的主要来源.

关 键 词：气候敏感度 气候响应 反馈 FGOALS CMIP5 

分 类 号：P402[天文地球—大气物理学与大气环境]