BCC_CSM对北极海冰的模拟:CMIP5和CMIP6历史试验比较

作     者：王松 苏洁 储敏 史学丽 Wang Song;Su Jie;Chu Min;Shi Xueli

作者机构：中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100 物理海洋教育部重点实验室山东青岛266100 中国高校极地联合研究中心北京100875 中国气象局国家气候中心北京100081 

出 版 物：《海洋学报》 (Haiyang Xuebao)

年 卷 期：2020年第42卷第5期

页      面：49-64页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0707[理学-海洋科学] 

基　　金：国家重点研发计划(2016YFC1402705 2018YFA0605901 2016YFA0602602) 

主　　题：BCC_CSM 气候系统模式 北极海冰 CMIP5 CMIP6 

摘      要：本文利用北京气候中心气候系统模式(BCC_CSM)在最近两个耦合模式比较计划(CMIP5和CMIP6)的历史试验模拟结果,对北极海冰范围和冰厚的模拟性能进行了比较,结果表明:(1)CMIP6改善了CMIP5模拟海冰范围季节变化过大的问题,总体上更接近观测结果;(2)两个CMIP试验阶段中BCC_CSM模拟的海冰厚度都偏小,但CMIP6试验对夏季海冰厚度过薄问题有所改进。通过对影响海冰生消过程的冰面和冰底热收支的分析,我们探讨了上述模拟偏差以及CMIP6模拟结果改善的成因。分析表明,8-9月海洋热通量、向下短波辐射和反照率对模拟结果的误差影响较大,CMIP6试验在这些方面有较大改善;而12月至翌年2月,CMIP5模拟的北极海冰范围偏大主要是海洋热通量偏低所导致,CMIP6模拟的海洋热通量较CMIP5大,但北大西洋表层海流的改善才是巴芬湾附近海冰外缘线位置改善的主要原因。CMIP试验模拟的夏季海冰厚度偏薄主要是因为6-8月海洋热通量和冰面热收支都偏大,而CMIP6试验模拟的夏季海冰厚度有所改善主要是由于海洋热通量和净短波辐射的改善。海冰模拟结果的改善与CMIP6海冰模块和大气模块参数化的改进有直接和间接的关系,通过改变短波辐射、冰面反照率和海洋热通量,使BCC_CSM模式对北极海冰的模拟性能也得到有效提高。