古气候数据同化能够有效融合气候模式模拟与代用资料,已成为重建过去气候变化的重要方法。作为基础的先验数据集对同化结果具有重要影响,但目前针对不同模式输出作为先验数据集对同化结果的差异化影响,尚缺少系统性对比与定量评估研究。基于离线古气候数据同化框架,系统评估了13 个耦合气候模式输出作为先验数据集对北半球过去千年年均温度场重建的影响。对1880—2000 年观测时期重建的结果显示,同化后的重建数据质量在时空维度上均获提升:时间相关系数由0.54~0.88 提高至0.86~0.89,泰勒技巧评分由0.31~0.78 提升至0.71~0.80,且不同重建结果间的离散程度缩小;空间维度上,同化有效提升了北半球年际变率的同步性并校正了多数区域的平均态冷暖偏差,但改善幅度呈现区域差异特征,主要受代用资料覆盖密度与先验场初始质量的共同约束,模式固有偏差是制约特定区域功效系数提升的关键因素。通过多维度秩评分体系,将重建结果划分为高、中、低性能组进行评估后发现,各组均能清晰捕捉中世纪暖期、小冰期和现代暖期的演变特征,并反映出了极地放大效应及强火山事件冷却响应,其中高性能组表现较为稳健。研究证实了耦合模式比较计划的标准输出作为同化先验数据集的可行性,也为先验优选提供了定量依据,以期为理解过去千年气候演变特征提供数据基础。
中图分类号:
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