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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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大氣所揭示不同可降水量資料在中亞地區(qū)的適用性

2019-09-03 大氣物理研究所

【字體：大中小】

語音播報(bào)

　　觀測資料在中亞地區(qū)存在站點(diǎn)稀疏、時(shí)間不連續(xù)等問題，因此，科學(xué)界期望衛(wèi)星資料和再分析資料可以作為傳統(tǒng)觀測資料的重要替代，但是，關(guān)于二者在中亞地區(qū)的適用性尚缺乏系統(tǒng)評估。最近，中國科學(xué)院大氣物理研究所博士生江潔在其導(dǎo)師、研究員周天軍和博士張文霞指導(dǎo)下，基于探空站資料，評估并指出了兩套衛(wèi)星資料AIRS-only和AIRS/AMSU在中亞地區(qū)具有可靠性；隨后基于AIRS/AMSU衛(wèi)星資料，評估了8套常用的再分析資料的質(zhì)量，包括ERA-Interim、ERA5、NCEP1、NCEP2、CFSR、JRA55、MERRA和MERRA2。結(jié)果表明，ERA5和MERRA2較之其它再分析資料更適用于研究中亞地區(qū)大氣可降水量的時(shí)空分布，而NCEP1和NCEP2對年平均大氣可降水量有明顯的高估且相關(guān)系數(shù)最低，因此不適宜用于中亞水循環(huán)的研究。不同再分析資料之間的質(zhì)量差異來源于模式、同化方案、同化數(shù)據(jù)和分辨率等方面。他們指出不同資料在氣候態(tài)和年際變率上各有優(yōu)劣，在該研究中無“最優(yōu)”再分析資料。在此基礎(chǔ)上，他們采用不同再分析資料的技巧權(quán)重，構(gòu)建了一套多資料集成數(shù)據(jù)，這套基于技巧權(quán)重的數(shù)據(jù)較之算術(shù)平均值和原始的再分析資料更接近實(shí)際觀測。分析表明，中亞地區(qū)大氣可降水量年際變率的第一模態(tài)受局地水循環(huán)調(diào)控，第二模態(tài)受北大西洋遙強(qiáng)迫作用。

　　“這一工作的價(jià)值之一在于我們評估了最為常用的幾套再分析資料在中亞地區(qū)的適用性，為后續(xù)關(guān)于大氣可降水量的工作提供參考。此外，將求取技巧權(quán)重均值的方法應(yīng)用于再分析資料是融合各種再分析資料的新嘗試，該方法過去多用于多模式評估?！痹撐牡谝蛔髡呓瓭嵳f。

　　上述成果近日于AGU旗下學(xué)術(shù)期刊Earth and Space Science 在線發(fā)表。

　　論文信息：Jiang Jie, Tianjun Zhou* & Wenxia Zhang：Evaluation of satellite and reanalysis precipitable water vapor datasets against radiosonde observations in Central Asia.Earth and Space Science (2018) doi: 10.1029/2019EA000654

　　圖：再分析資料評估結(jié)果。再分析資料相對AIRS/AMSU的（a，b）相關(guān)系數(shù)，（c，d）均方根誤差和（e，f）相對偏差。（a，c，e）為區(qū)域平均時(shí)間序列結(jié)果，（b，d，f）為氣候態(tài)空間分布結(jié)果。每一行表示某一月或年平均，每一列表示某一套再分析資料或算術(shù)平均值、技巧權(quán)重均值。

　　中亞位于歐亞大陸中緯度，是全球主要的干旱區(qū)之一。近年來，水資源短缺對中亞地區(qū)的社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生顯著影響。水汽是全球水循環(huán)的關(guān)鍵組成部分，大氣可降水量的時(shí)空分布對氣候系統(tǒng)以及水資源都有著重要影響。揭示大氣可降水量的變化特征是理解中亞地區(qū)水循環(huán)變化規(guī)律的基礎(chǔ)。
　　觀測資料在中亞地區(qū)存在站點(diǎn)稀疏、時(shí)間不連續(xù)等問題，因此，科學(xué)界期望衛(wèi)星資料和再分析資料可以作為傳統(tǒng)觀測資料的重要替代，但是，關(guān)于二者在中亞地區(qū)的適用性尚缺乏系統(tǒng)評估。最近，中國科學(xué)院大氣物理研究所博士生江潔在其導(dǎo)師、研究員周天軍和博士張文霞指導(dǎo)下，基于探空站資料，評估并指出了兩套衛(wèi)星資料AIRS-only和AIRS/AMSU在中亞地區(qū)具有可靠性；隨后基于AIRS/AMSU衛(wèi)星資料，評估了8套常用的再分析資料的質(zhì)量，包括ERA-Interim、ERA5、NCEP1、NCEP2、CFSR、JRA55、MERRA和MERRA2。結(jié)果表明，ERA5和MERRA2較之其它再分析資料更適用于研究中亞地區(qū)大氣可降水量的時(shí)空分布，而NCEP1和NCEP2對年平均大氣可降水量有明顯的高估且相關(guān)系數(shù)最低，因此不適宜用于中亞水循環(huán)的研究。不同再分析資料之間的質(zhì)量差異來源于模式、同化方案、同化數(shù)據(jù)和分辨率等方面。他們指出不同資料在氣候態(tài)和年際變率上各有優(yōu)劣，在該研究中無“最優(yōu)”再分析資料。在此基礎(chǔ)上，他們采用不同再分析資料的技巧權(quán)重，構(gòu)建了一套多資料集成數(shù)據(jù)，這套基于技巧權(quán)重的數(shù)據(jù)較之算術(shù)平均值和原始的再分析資料更接近實(shí)際觀測。分析表明，中亞地區(qū)大氣可降水量年際變率的第一模態(tài)受局地水循環(huán)調(diào)控，第二模態(tài)受北大西洋遙強(qiáng)迫作用。
　　“這一工作的價(jià)值之一在于我們評估了最為常用的幾套再分析資料在中亞地區(qū)的適用性，為后續(xù)關(guān)于大氣可降水量的工作提供參考。此外，將求取技巧權(quán)重均值的方法應(yīng)用于再分析資料是融合各種再分析資料的新嘗試，該方法過去多用于多模式評估?！痹撐牡谝蛔髡呓瓭嵳f。
　　上述成果近日于AGU旗下學(xué)術(shù)期刊Earth and Space Science 在線發(fā)表。
　　論文信息：Jiang Jie, Tianjun Zhou* & Wenxia Zhang：Evaluation of satellite and reanalysis precipitable water vapor datasets against radiosonde observations in Central Asia.Earth and Space Science (2018) doi: 10.1029/2019EA000654
　　
　　圖：再分析資料評估結(jié)果。再分析資料相對AIRS/AMSU的（a，b）相關(guān)系數(shù)，（c，d）均方根誤差和（e，f）相對偏差。（a，c，e）為區(qū)域平均時(shí)間序列結(jié)果，（b，d，f）為氣候態(tài)空間分布結(jié)果。每一行表示某一月或年平均，每一列表示某一套再分析資料或算術(shù)平均值、技巧權(quán)重均值。
　　

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