季風(fēng)會對世界各地的人口產(chǎn)生重大影響，其帶來的強降水以及隨之而來的泥石流、山洪，能夠損害農(nóng)作物，并對安全和健康構(gòu)成威脅。在一些國家，如印度，季風(fēng)也為農(nóng)作物的生長提供了重要水源。能夠準(zhǔn)確地預(yù)測季風(fēng)，以及預(yù)測導(dǎo)致這些事件的氣候變化，可以幫助國家和社會進行更好地準(zhǔn)備和規(guī)劃，從而提高安全性并減少經(jīng)濟損失。來自中國科學(xué)院的一組研究人員進行了一系列的模式擾動試驗，產(chǎn)生了有助于改進這些預(yù)測的數(shù)據(jù)集。
　　近日，Advances in Atmospheric Sciences 剛剛預(yù)出版的一篇數(shù)據(jù)描述文章，介紹了該試驗所用的模式、試驗設(shè)計以及模擬數(shù)據(jù)集。
　　季風(fēng)是大氣環(huán)流或盛行風(fēng)向的季節(jié)性變化，其與海洋和陸地的不均勻加熱導(dǎo)致的降水的相應(yīng)變化有關(guān)。季風(fēng)從寒冷的地區(qū)吹向溫暖的地區(qū)，導(dǎo)致了熱帶地區(qū)的干季和旱季。然而，由于諸如陸地和海洋位置之類的外部因素可以影響區(qū)域的風(fēng)場以及降水場，因此，季風(fēng)的特征以及活動因地區(qū)而異。例如，由于喜馬拉雅山和青藏-伊朗高原的熱力強迫作用使得印度洋暖濕氣流輸送到印度和南亞的濕潤區(qū)，導(dǎo)致南亞季風(fēng)環(huán)流和降水尤其強勁。
　　中科院的氣候系統(tǒng)模式Flexible Global Ocean–Atmosphere–Land System (FGOALS-f3-L)向第六次耦合模式比較計劃(The sixth phase of the Coupled Model Intercomparison Project, CMIP6)中全球季風(fēng)模式比較計劃(Global Monsoons Model Intercomparison Project, GMMIP)提交的模式數(shù)據(jù)集，為評估海表溫度趨勢以及其對季風(fēng)環(huán)流和降水分布提供了一個有價值工具，同時也使人們更加清楚地理解高海拔地形如何影響全球季風(fēng)系統(tǒng)。
　　本文的第一作者何編，來自中科院大氣物理研究所大氣科學(xué)和地球流體力學(xué)數(shù)值模擬國家重點實驗室(Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics, LASG)和中國科學(xué)院大學(xué)地球與行星科學(xué)學(xué)院。他說：“這些數(shù)據(jù)對于理解由青藏高原驅(qū)動的次季節(jié)氣候信號的變化十分有用。”
　　全球季風(fēng)系統(tǒng)由幾個季風(fēng)子系統(tǒng)組成，包括亞洲季風(fēng)、澳大利亞季風(fēng)、北非季風(fēng)和南非季風(fēng)、北美季風(fēng)和南美季風(fēng)，它們在發(fā)生的時間和地點上都有各自獨特的特征和行為。描述這些差異對當(dāng)前的氣候模式具有挑戰(zhàn)性，因為人們還沒有完全理解驅(qū)動季風(fēng)系統(tǒng)的復(fù)雜的海陸氣相互作用，而與此同時季風(fēng)系統(tǒng)又受外部強迫和內(nèi)部變率的共同影響。
　　地形可以通過強迫空氣向上抬升而影響天氣，隨著空氣的上升，氣壓和溫度變化會導(dǎo)致降水，這種現(xiàn)象被稱為“地形效應(yīng)”或“地形降水”。盡管人們認識到地形會影響季風(fēng)，但關(guān)于全球高大地形對季風(fēng)環(huán)流和降水的直接影響仍存在很多爭論。
　　何編解釋說：“基于觀測海表溫度和海冰強迫，我們提供了三套全球季風(fēng)長期變化的集合模擬試驗，從初始化方法上來減少模式不確定性。我們也在GMMIP Tier-3試驗中提供高時間頻率輸出以便通過瞬變過程更好地了解青藏高原在全球季風(fēng)系統(tǒng)中的作用?！?br/>　　這是作者為IPCC CMIP6 世界氣候研究計劃撰寫的兩篇論文之一。另一篇論文描述了中科院FGOALS-f3-L模式參加CMIP6 DECK試驗中大氣模式比較計劃(Atmospheric Model Intercomparison Project, AMIP)這一基準(zhǔn)試驗的模擬數(shù)據(jù)。
　　何編說：“我們將在下一步模擬中考慮海氣相互作用，因為這也是理解全球季風(fēng)和相關(guān)的地形效應(yīng)的一個重要因素。我們的最終目標(biāo)是改進模式對季風(fēng)行為的模擬，以便更準(zhǔn)確地預(yù)測季風(fēng)?！?br/>　　論文鏈接：1 2
　　圖：(a)全球陸地表面氣溫異常的時間序列(單位：K，相對于1951-1980年的異常)。紅線表示GISS數(shù)據(jù)。粗黑線表示三組amip-hist試驗的集合平均結(jié)果，而三個集合r1i1p1f1, r2i1p1f1, r3i1p1f1分別用三種虛線表示。(b)與(a)同，但為降水(單位：mm d-1)的結(jié)果。紅線表示GPCC數(shù)據(jù)。