Сравнение эмпирических данных по испарению и осадкам. Анализ испарения и осадков в результатах численных экспериментов с моделью общ - shikardos.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Лабораторная работа посвящена моделированию сигнала, содержащего... 1 49.69kb.
Анализ данных самолетного зондирования для случаев замерзающих осадков 3 508.5kb.
Анализ формул постановления правительства РФ №354, сравнение постановлений... 1 166.32kb.
Ю. Д. Реснянский, А. А. Зеленько Динамика водообмена между океаническими... 3 461.15kb.
Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 1 116.79kb.
Ниссан мотор украина 1 231.72kb.
План работы: Определиться с темой 1 135.56kb.
Анализ статистических данных о состоянии преступности, связанной... 1 119.32kb.
Федеральное государственное автономное образовательное 7 1392.72kb.
Анализ статистических данных о состоянии преступности среди несовершеннолетних... 1 158.76kb.
Методика диагностики уровня творческой активности учащихся Цель 1 87.17kb.
Малогабаритный взрывной генератор свч импульсов для метеорологического... 1 88.73kb.
- 4 1234.94kb.
Сравнение эмпирических данных по испарению и осадкам. Анализ испарения и осадков - страница №1/1

Р. Ю. Игнатов
Сравнение эмпирических данных по испарению и осадкам. Анализ испарения

и осадков в результатах численных экспериментов с моделью общей циркуляции атмосферы Гидрометцентра России
Введение

Для валидации моделей общей циркуляции атмосферы в качестве эталонов необходимо использовать глобальные данные. Естественно, встает вопрос о надежности этих данных, какому архиву отдать предпочтение в том или ином случае. Для ответа на эти вопросы необходимо выполнить сравнение между собой различных типов данных. Этому посвящена первая часть работы, в которой анализируются имеющиеся в наличии глобальные данные по осадкам и испарению.

Во второй части работы анализируются осадки и испарение в экспериментах с моделью общей циркуляции атмосферы Гидрометцентра России.

Уравнение водного баланса атмосферы для любой территории (отнесенной к единице площади) может быть записано в виде



, (1)

где - изменение полного потока влаги в атмосфере, и - осредненные значения осадков и испарения для той же территории, - изменение влагосодержания атмосферы.

Уравнение (1) дает соотношение между основными элементами водного баланса в системе взаимодействующих сред – атмосферы и деятельной поверхности. Это соотношение также позволяет оценить «климатический» сток () через изменение влагосодержания атмосферы.

Влагосодержание всей атмосферы должно сохраняться, иными словами , тоже должно равняться нулю. Таки образом, формула водного глобального водного баланса атмосферы будет выглядеть так:



. (2)

Иными словами, со всей поверхности Земли должно испаряться столько же влаги, сколько выпадает в виде осадков в среднем за год.

Формула для глобального баланса влаги над океанами не меняется (2), а для суши добавляется еще один значимый компонент – сток с поверхности:

, (3)

где и - соответственно осадки и испарение, - сток.

Для анализа водного баланса атмосферы необходимо иметь достоверные сведения обо всех его компонентах.

Данные по осадкам могут быть получены несколькими способами. Наиболее точный из них – непосредственное измерение на метеорологических станциях. Следует помнить, что сеть метеорологических станций очень неравномерна, например, в Европе густота станций велика, в Африке и над океанами – редка.

Осадки можно получить косвенным методом: с помощью спутниковых наблюдений, измеряя уходящую длинноволновую радиацию. Достоинством этого метода является покрытие больших пространств равномерной сеткой измерений, а недостатком – невысокая достоверность значений.

Сведения об осадках могут быть получены с помощью модели общей циркуляции атмосферы. Поля осадков, полученные таким способом, равномерно покрывают всю территорию Земли, но, как и в случае со спутниковыми измерениями, встает вопрос о достоверности этих данных.

Для решения вопроса о целесообразности использования того или иного набора данных, необходимо проанализировать все имеющиеся архивы, учитывая специфику территории. Например, для Европы более высокую надежность имеют данные станционных наблюдений, в то время как на территориях с редкой сетью (например, над океанами) трудно отдать предпочтение какому-либо типу данных.

Из всех компонент водного баланса осадки являются наиболее изученным и легко измеряемым элементом. Другим важнейшим компонентом глобального водного баланса является испарение. К сожалению, на метеорологических станциях не ведутся регулярные наблюдения за испарением, поэтому для получения сведений о нем приходится задействовать другие источники информации. Для получения сведений об испарении наиболее широко используется численное моделирование.

Сведения об испарении могут быть получены балансным методом. Величина испарения над сушей может быть вычислена по формуле (3), в которой осадки и сток можно измерить.

В данной работе мы будем рассматривать лишь глобальный водный баланс, т.е. осадки и испарение, но вначале проведем обзор имеющихся наборов данных по испарению и осадкам архивов данных.


Анализ имеющихся архивов

Начнем с осадков. На данный момент времени у нас имеются несколько архивов данных.

1. Данные об осадках проекта GPCP [4]. В эти данные «замешаны» метеорологические наблюдения, поэтому они являются наиболее надежными, особенно для территорий с густой наблюдательской сетью. При подготовке массивов данных в районах с редкой сетью наблюдений использовались косвенные методы расчета осадков, основанные на спутниковых наблюдениях за уходящей длинноволновой радиацией. В таких районах надежность данных GPCP меньше. Имеются ежедневные и осредненные по пятидневкам данные в сетке 2.5х2.5о (1979-2000 гг.), а также данные в сетке 1х1о (1997-2000 гг.).

2. Данные об осадках ре-анализа NCAR/NCEP [3], которые являются продуктом схемы усвоения данных, в которой используется численное моделирование. Эти данные охватывают промежуток с 1948 по 2000 г., есть ежедневные и среднемесячные данные в сетке 2.5х2.5 о.

3. Данные об осадках ре-анализа ECMWF [5], которые также являются продуктом схемы усвоения данных, в которой используется численное моделирование. Эти данные охватывают промежуток с 1979 по 1993 г., есть ежедневные данные в сетке 2.5х2.5 о.

4. Данные об осадках проекта CMAP [6], полученные с помощью спутниковых наблюдений и результатов численного моделирования. Имеются два архива, один из них получен с помощью спутниковых измерений и численного моделирования. В другой архив включены только данные спутниковых измерений. К набору данных прилагаются поля относительных ошибок. Данные охватывают промежуток времени с 1979 по 2000 г., есть среднемесячные и осредненные по пятидневкам данные в сетке 2.5х2.5 о.

5. Климат Jaeger (Ягер) [7].

6. Климат Legates (Легейтс) [8].

Наборов данных по испарению значительно меньше, чем по осадкам. В наличии имеются следующие архивы.

1. Данные об испарении ре-анализа NCAR/NCEP [3], которые являются продуктом схемы усвоения данных с использованием численного моделирования. Эти данные охватывают промежуток с 1948 по 2000 г., есть ежедневные и среднемесячные данные в сетке 2.5х2.5о.

2. Данные об испарении ре-анализа ECMWF [5], которые также являются продуктом схемы усвоения данных с использованием численного моделирования. Эти данные охватывают промежуток с 1979 по 1999 г., есть ежедневные и среднемесячные данные в сетке 2.5х2.5о.

Проанализируем некоторые свойства перечисленных выше архивов данных. Для каждого архива были рассчитаны среднегодовые величины осадков и испарения над всей Землей, а также отдельно над сушей и океанами. Результаты расчетов приведены на рис .1. Свойства двух наборов CMAP близки друг к другу, что видно на графиках, кривые, обозначенные номерами 4 и 5, практически совпадают, поэтому в дальнейшем будет рассматривать лишь один набор осадков, который получен с помощью спутниковых измерений и численного моделирования.

На рис. 1а видно, что глобальная интенсивность осадков почти во всех наборах колеблется вблизи 2.7 мм/сут. Исключение составляет интенсивность осадков ре-анализа ECMWF, которая выше интенсивности осадков во всех рассмотренных архивах. При осреднении по суше и океанам (рис. 2б и 2в), видно, что кривые интенсивности идут примерно параллельно друг другу, не пересекаясь. Следует также отметить, что во всех рассматриваемых архивах интенсивность осадков над океанами выше, чем над сушей, что является справедливым, именно океан является основным источником влаги, которая поступает в атмосферу.

Для корректного сравнения был выбран 20-летний интервал времени (1979-1998 гг.), т. к. этот промежуток времени содержится во всех имеющихся архивах, за исключением ре-анализа ECMWF, который ограничивается 1993 г. Были вычислены средние значения интенсивности осадков для всей поверхности Земли, для суши и океанов, их отклонения от интенсивности осадков, осредненной по всем архивам. Результаты представлены в табл. 1. В эту и последующие таблицы добавлена интенсивность осадков, взятая из климатов Легейтса и Ягера. В табл. 2 представлена пространственная изменчивость среднегодовой интенсивности осадков, осредненная за 20 (для ре-анализа – за15) лет и временная изменчивость осредненной по всей поверхности Земли, суше и океанам интенсивности осадков. Под изменчивостью здесь понимается среднеквадратическое отклонение. Естественно, что у климатов Ягера и Легатеса временную изменчивость вычислить невозможно, т. к. у нас нет набора этих данных для отдельных лет, а есть только осредненные характеристики.

Будем условно считать, что отклонение интенсивности осадков более, чем 0.2 мм/сут (10%) от среднего является значительным. Их табл. 1 видно, что к таким данным относятся ре-анализ ECMWF и климат Легейтса (0.26 и 0.36 соответственно). В табл. 2 видно, что максимальная пространственная изменчивость наблюдается у ре-анализа ECMWF и климата Легатеса (больше 2 мм/сут).

В идеале средняя по Земле годовая интенсивность осадков от года к году меняться не должна, поэтому в качестве одного из критерий качества данных возьмем величину временной изменчивости среднегодовой интенсивности осадков: чем она меньше, тем данные надежней. По этому критерию наиболее надежными данными являются данные по осадкам проекта GPCP, т.к. они имеют наименьшую временную изменчивость (см. табл. 2), однако над сушей на первое место выходит ре-анализ NCAR/NCEP. Остальные архивы имеют более высокую временную изменчивость, а поэтому менее надежны.

Из проведенного краткого анализа имеющихся архивов данных по осадкам можно сделать вывод, что в качестве эталона рекомендуется использовать среднегодовые и климатические архивы осадков проекта GPCP ре-анализа NCAR/NCEP.

Как уже отмечалось выше, в наличии имеются всего 2 архива по испарению – это ре-анализы NCAR/NCEP и ECMWF. Было проанализировано изменение во времени среднегодовой интенсивности испарения для двух ре-анализов, получено, что в ре-анализе ECMWF интенсивность испарения выше, чем в ре-анализе NCAR/NCEP в течение всего промежутка времени (1979-1993 гг.) на 0.2-0.3 мм/сут. Это утверждение справедливо как для всей поверхности Земли, так и отдельно для суши и океана.

Проанализируем теперь глобальный водный баланс. Это представляется возможным сделать только для ре-анализов, в которых содержатся и осадки и испарение.

На рис. 2 и 3 представлено изменение во времени среднегодовой интенсивности осадков и испарения, осредненных для всей поверхности Земли. На рисунках видно, что в ре-анализе NCAR/NCEP в среднем по всей поверхности Земли осадки превышают испарение в течение всего промежутка времени, в то время как в ре-анализе ECMWF водный баланс меняет знак.

Основываясь на полученных результатах нельзя сделать однозначный вывод о том, какие данные по испарению более надежны, но, учитывая результаты анализа архивов осадков, более надежными, по-видимому, следует считать данные по испарению ре-анализа NCAR/NCEP.
Анализ водного баланса в экспериментах с моделью общей циркуляции атмосферы Гидрометцентра России

Одним из методов исследования водного баланса атмосферы являются эксперименты с моделью общей циркуляции атмосферы.

В 2001 г. с версией модели общей циркуляции атмосферы Гидрометцентра России T40L15 [1] были проведены два 10-летних (1979-1988 гг.) эксперимента, которые были направлены на исследование влияния удвоения концентраций углекислого газа и аэрозоля на характеристики атмосферы. T40L15 означает использование 40 гармоник в спектральном разложении с треугольным усечением и 15 уровней по вертикали.

В базовом эксперименте была задана современная концентрация углекислого газа и аэрозоля, а температура поверхности океана (ТПО) соответствовала среднемесячным данным наблюдений, интерполированным на сетку модели. По сути, это был эксперимент, соответствовавший требованиям международной программы по сравнению моделей общей циркуляции атмосферы (АМИП) [2].

В другом эксперименте в 2 раза были увеличены концентрации углекислого газа и аэрозоля во всей толще атмосферы, а ТПО была получена путем помесячного осреднения ТПО 1-го эксперимента за 10 лет и, таким образом, содержала реалистические внутригодовые изменения температуры и не содержала межгодовую изменчивость.

Для удобства анализа обозначим базовый эксперимент BZ, а эксперимент с удвоенными концентрациями AC.

При анализе результатов экспериментов в данной работе рассчитывались и анализировались средние значения метеорологических элементов за исследуемый период (в данных экспериментах – средние за 9 последних лет 1980 – 1988 гг.).

Перейдем непосредственно к анализу компонент водного баланса. В табл. 3 представлена зонально-осредненная среднегодовая интенсивность осадков. При анализе таблиц следует помнить, что данные об осадках GPCP на суше имеют более высокую степень доверия, чем данные об осадках ре-анализа. Поэтому при анализе осадков над сушей в качестве эталона будут использованы архив GPCP, а в случае осадков над океанами – оба эталона.

Из табл. 3 видно, что среднегодовая интенсивность осадков в базовом эксперименте равна 2.38 мм/сут. Рассмотрим отдельно сушу и океан. Над всей сушей выпадает 2.09 мм в сутки, что составляет 105% от данных GPCP, т.е. в модели осадки получились немного завышенными, причем основной вклад вносит северное полушарие, где в модель воспроизводит 125% осадков GPCP. В южном полушарии модель напротив занижает осадки, здесь она воспроизвела только 77% осадков GPCP, особенно значителен недобор осадков в тропиках (67% от GPCP). Схожая ситуация наблюдается и в умеренных широтах, однако следует учитывать, что зона умеренных широт в южном полушарии занимает ничтожно малую площадь. Из данной таблицы видно, что моделью значительно завышаются осадки в высоких широтах северного полушария (184% от GPCP), и южного (202% от GPCP). Ближе всего к GPCP модельные осадки оказались в тропиках – 103%.

Океаны занимают на Земле около 2/3 территории, поэтому важно, чтобы модель хорошо воспроизводила осадки не только над сушей, но и над океанами. В данном эксперименте над океанами выпадает 2.49 мм/сут, т.е. в среднем по всей Земле модель воспроизвела всего 88% и 84% от осадков ре-анализа и GPCP соответственно. Недобор более 10% - это очень много в глобальном масштабе. Если проанализировать распределение осадков по выбранным широтным зонам, то можно констатировать, что практически над всей океанической поверхностью по отношению к обоим выбранным эталонам модель занижает осадки. Исключением являются тропические океаны, где модельные осадки близки к осадкам GPCP (102%) но в то же время достаточно далеки от осадков ре-анализа (77%). Также необходимо обратить внимание и на высокие широты, где модельные осадки значительно выше осадков ре-анализа и близки к осадкам GPCP (см. табл.3).

Проанализируем теперь испарение, результаты анализа представлены в табл. 4. Из этой таблицы видно, что в модели Гидрометцентра в среднем по Земле испаряется 2.33 мм/сут. С поверхности всей суши в базовом эксперименте испаряется в среднем 1.62 мм/сут. Это составляет 91% от ре-анализа NCAR/NCEP и 107% ре-анализа ECMWF. Очевидно, что наши результаты находятся между этими двумя эталонами, из чего можно сделать вывод об удовлетворительном воспроизведении моделью Гидрометцентра России глобального испарения над сушей. Что касается распределения испарения по широтным зонам, то можно констатировать, что в тропиках осадки в модели Гидрометцентра в целом меньше эталонных, причем с ре-анализом NCAR/NCEP расхождений больше, чем с ре-анализом ECMWF (см. табл.4). В умеренных широтах северного полушария испарение в модели Гидрометцентра завышено в сравнении с ре-анализом ECMWF(137%) и близко к ре-анализу ECMWF (103%). Большие расхождения между эталонами можно отметить на суше в высоких широтах. Осадки в модели Гидрометцентра в этой зоне завышены в сравнении с европейским ре-анализом, и занижены в сравнении с американским ре-анализом.

Над океанами в базовом эксперименте в среднем испаряется 2.61 мм/сут, что составляет 84% и 79% от испарения американского и европейского ре-анализов соответственно. Очевидно, что имеет место занижение в модели Гидрометцентра испарения над океанами, которое в масштабах всей Земли является значительным. Из таблицы видно, что недостаток испарения в модели над океанами прослеживается практически во всех выбранных широтных зонах. Особенно мало влаги в сравнении с эталонами испаряется в тропиках (см. табл.4). Единственной зоной, где модельное испарение близко к испарению ре-анализов, являются умеренные широты северного полушария (100 и 103%).

Важным элементом в модели является глобальный водный баланс, который выражается в равенстве глобальных осадков и испарения. Из результатов, приведенных выше, можно констатировать, что в модели осадков выпадает на 0.05 мм в сутки (или 18.25 мм в год) больше, чем испаряется, т.е. имеет место фиктивный сток влаги. Этот сток может оказывать негативное влияние на точность описание в модели гидрологического цикла, особенно на больших временных масштабах интегрирования.

Одной из возможных причин невыполнения глобального водного баланса в модели Гидрометцентра России является несовершенство описания в модели процессов, связанных с гидрологическим циклом. Одно из них заключается в следующем. При расчете производных по пространству влажности в области ее малых значений (например, в верхней тропосфере или зимой в высоких широтах) могут возникнуть отрицательные значения влажности. В этом случае в данной точке пространства влажность приравнивается к нулю, что на самом деле не соответствует действительности. Путь к решению этой проблемы – совершенствование программы, отвечающей за расчет пространственных производных влажности. Еще один недостаток модели проявляется в районах с избыточным увлажнением. Если в почву попадает влаги больше, чем она может впитать, то этот избыток влаги должен стекать по поверхности Земли в реки. В модели этот значения избытка влаги обнуляются. Путь к решению этой проблемы – внедрение в модель параметризации речного стока. Такая параметризация была внедрена в версию модели T21L15 Гидрометцентра России.

После анализа способности моделью Гидрометцентра воспроизводить осадки и испарение приступим к анализу результатов эксперимента с удвоенными концентрациями углекислого газа и аэрозоля.

По результатам экспериментов была рассчитана среднегодовая интенсивность осадков и ее изменение в эксперименте AC по сравнению с экспериментом BZ. В табл. 5 приведены результаты расчетов отдельно для всей Земли, для полушарий, а также для различных широтных зон обоих полушарий.

Из таблицы видно, что с увеличением концентраций углекислого газа и аэрозоля глобальная интенсивность осадков падает на 9%, причем основной вклад в это падение вносят территории, покрытые океаном (12% в среднем по Земле). Наиболее значительное уменьшение интенсивности осадков произошло в северной части Индийского океана, в Атлантике у северо-западного побережья Южной Америки, а также на западе Тихого океана, т.е. в северном полушарии. Вместе с областями падения интенсивности на тех же широтах северного полушария имеются и области ее роста. В результате интенсивность осадков, осредненная по всей тропической зоне северного полушария, уменьшилась только на 7%, в то время как в южном полушарии в аналогичных широтах она уменьшилась на 16%, что более чем в 2 раза больше, чем в северном полушарии. Над океанами южного полушария практически отсутствуют области увеличения интенсивности осадков. Исключением являются небольшие по площади районы на востоке Тихого океана вблизи экватора.

Возвращаясь к табл. 4 можно отметить, что глобальная интенсивность осадков над сушей уменьшилась всего на 1%, что в 10 раз меньше, чем над океанами. Однако распределение этой характеристики по территории суши носит более сложный характер, чем над океанами.

Наиболее значительные изменения наблюдаются в умеренных широтах южного полушария, здесь произошел рост интенсивности осадков в среднем на 14%, однако эта зона занимает очень маленькие площади (юг Южной Америки, крайний юг Африки и Австралии).

В умеренных широтах северного полушария, которые занимают значительную территорию, интенсивность уменьшилась всего на 1%. Сходная ситуация наблюдается и в высоких широтах, причем необходимо помнить, что суша высоких широт южного полушария представляет собой Антарктиду, покрытую материковым льдом.

Отдельного внимания заслуживает район полуострова Индостан, где по результатам экспериментов осадков стало выпадать меньше на 2-3 мм/сут. Это может неблагоприятно сказаться на сельском хозяйстве Индии из-за возможного увеличения продолжительности и частоты засух, связанных с перебоями летнего муссона.

Как уже говорилось выше, ТПО в модели не рассчитывалась, однако падение зонально-осредненной интенсивности осадков оказалось более значительным именно над океанами (-9%), в то время как над континентами всего 1%, однако даже такая на первый взгляд небольшая величина в масштабе всей Земли является значительной. Пространственное распределение этой характеристики над сушей носит более сложный характер, можно наблюдать как области роста, так и падения интенсивности осадков. Над океанами преобладают области уменьшения интенсивности осадков, особенно в южном полушарии.

Еще одним важным компонентом водного баланса атмосферы является испарение. В табл. 6 представлены результаты экспериментов, которые касаются испарения. Из таблицы видно, что в среднем по Земле произошло уменьшение интенсивности испарения на 10%, причем, как и в случае с осадками, наибольший вклад внесли океаны, которые являются основным источником влаги в атмосфере. Самые большие изменения зонально-осредненной интенсивности испарения сосредоточены в южном полушарии: уменьшение испарения здесь составило 15% в тропиках и 20% в умеренных широтах, что согласуется с уменьшением интенсивности осадков. Единственной океанической зоной, где изменения оказались незначительными, являются умеренные широты северного полушария, там изменения не превышают 1%.

Как и в случае с осадками, изменение интенсивности испарения над сушей незначительно, в среднем по Земле она уменьшилась всего на 2%, что в 5 раз меньше, чем над океанами. Как и над океанами, сильнее всего уменьшилось испарение в южном полушарии (4-6%). Несмотря на общее уменьшение интенсивности в среднем по Земле, над сушей высоких широт северного полушария произошел рост на 6%, над сушей умеренных широт – на 1%.

Что касается пространственного распределения разности интенсивности испарения, то можно отметить, что основные очаги его уменьшения соответствуют очагам уменьшения интенсивности осадков, поэтому карта не приводится.
а) мм/сут


2
1
4,5

3

б) мм/сут год





2
1

3

4,5

в) мм/сут год






2

4,5

1
3

год


Рис.1. Изменение во времени глобальной среднегодовой интенсивности осадков (мм/сут),

а – над всей поверхностью Земли, б – над сушей, в – над океанами, 1 – ре-анаализ NCAR/NCEP; 2 – ре-анализ ECMWF; 3 – GPCP; 4 и 5 – CMAP.

а) мм/сут



E

P

б) мм/сут год





P
E

в) мм/сут год




E


P
год

Рис.2. Изменение во времени глобальной среднегодовой интенсивности осадков (P) и испарения (E) (мм/сут) в ре-анализе NCAR/NCEP,

а – над всей поверхностью Земли, б – над сушей, в – над океанами

а) мм/сут






P

E

б) мм/сут год





P

E

в) мм/сут год





E


P
год

Рис.3. Изменение во времени глобальной среднегодовой интенсивности осадков (P) и испарения (E) (мм/сут.) в ре-анализе ECMWF,

а – над всей поверхностью Земли, б – над сушей, в – над океанами.

Таблица 1

Среднегодовая глобальная интенсивность осадков (И) (мм/сут), осредненная за 20 лет (1979-1998 гг.) и отклонение (О) от средней величины



Архив

Суша+океан

Суша

Океан




И

О

И

О

И

О

NCAR/NCEP

2.65

-0.13

2.12

0.01

2.86

-0.20

ECMWF (15 лет)

3.04

0.26

2.37

0.26

3.32

0.26

GPCP

2.60

-0.18

2.03

-0.08

2.85

-0.21

CMAP

2.61

-0.17

1.76

-0.35

2.95

-0.11

Климат Ягера

2.65

-0.13

2.10

-0.01

2.87

-0.19

Климат Легатеса

3.14

0.36

2.25

0.14

3.50

0.44

Средние величины

2.78




2.11




3.06



Таблица 2

Пространственная и временная изменчивость интенсивности осадков, их амплитуда колебаний за 20-лет (1979-1988 гг.), для ре-анализа ECMWF – за 15-лет (1979-1993 гг.)


Архив

Пространственная изменчивость

Временная изменчивость

Амплитуда (разница между минимальным и максимальным значением в ряду).

Территория анализа

суша+

океан


суша

океан

суша+

океан


суша

скеан

суша+

океан


суша

океан

NCAR/NCEP

1.92

1.89

1.86

0.05

0.05

0.08

0.25

0.19

0.32

ECMWF (15 лет)

2.32

2.15

2.31

0.09

0.07

0.14

0.31

0.26

0.46

GPCP

1.75

1.50

1.74

0.03

0.06

0.04

0.14

0.22

0.14

CMAP

1.92

1.34

2.03

0.05

0.11

0.06

0.26

0.33

0.20

Климат Ягера

1.75

1.55

1.76



















Климат Легатеса

2.09

2.14

1.65



















Средние величины

1.96

1.76

1.89


















Таблица 3

Средняя за 9 лет (1979-1988 гг.) интенсивность осадков (мм/сут)


Широтная полоса

Территория анализа

Ре-анализ

NCAR/NCEP

(RE)


GPCP

Эксперимент

BZ








Вся Земля

суша+океан

2,62

2,61

2,38

91

91

суша

2,14

1,99

2,09

98

105

океан

2,82

2,98

2,49

88

84

Северное полушарие

суша+океан

2,70

2,60

2,63

97

101

суша

1,96

1,73

2,17

111

125

океан

3,17

3,18

2,92

92

92

Южное полушарие

суша+океан

2,54

2,62

2,13

84

81

суша

2,52

2,52

1,93

77

77

океан

2,55

2,65

2,17

85

82

Тропики северного полушария

(0 – 30о)



суша+океан

3,59

2,97

3,04

85

102

суша

2,84

2,14

2,20

77

103

океан

3,89

3,29

3,37

87

102

Тропики южного полушария

(0 - 30о)



суша+океан

3,20

2,80

2,35

73

84

суша

3,65

3,49

2,35

64

67

океан

3,07

2,59

2,35

77

91

Умеренные широты северного полушария

(30 - 60о)



суша+океан

2,13

2,48

2,35

110

95

суша

1,61

1,61

2,17

135

135

океан

2,63

3,32

2,53

96

76

Умеренные широты южного полушария

(30 – 60о)



суша+океан

2,23

2,73

2,05

92

75

суша

1,43

1,79

1,47

103

82

океан

2,28

2,78

2,09

92

75

Высокие широты северного полушария

(60 – 90о)



суша+океан

0,90

1,28

1,82

202

142

суша

1,06

1,16

2,13

201

184

океан

0,83

1,48

1,50

181

101

Высокие широты южного полушария

(60 – 90о)



суша+океан

0,94

1,05

1,50

160

143

суша

0,38

0,59

1,19

313

202

океан

1,27

1,82

1,70

134

93

Таблица 4

Средняя за 9 лет (1979-1988 гг.) интенсивность испарения (мм/сут)


Широтная полоса

Территория анализа

Ре-анализ

NCAR/NCEP

(RE)


Ре-анализ

ECMWF


(RE2)

Эксперимент

BZ








Вся Земля

суша+океан

2,77

2,96

2,33

84

79

суша

1,79

1,51

1,62

91

107

океан

3,16

3,54

2,61

83

74

Северное полушарие

суша+океан

2,76

2,80

2,41

87

86

суша

1,69

1,38

1,58

93

114

океан

3,43

3,69

2,94

86

80

Южное полушарие

суша+океан

2,78

3,12

2,25

81

72

суша

2,01

1,77

1,72

86

97

океан

2,95

3,43

2,37

80

69

Тропики северного полушария

(0 – 30о)



суша+океан

3,68

3,96

2,97

81

75

суша

2,10

1,96

1,81

86

92

океан

4,30

4,74

3,42

80

72

Тропики южного полушария

(0 - 30о)



суша+океан

3,90

4,32

3,06

78

71

суша

2,80

2,56

2,51

90

98

океан

4,22

4,84

3,21

76

66

Умеренные широты северного полушария

(30 - 60о)



суша+океан

2,19

2,02

2,25

103

111

суша

1,63

1,23

1,68

103

137

океан

2,72

2,79

2,80

103

100

Умеренные широты южного полушария

(30 – 60о)



суша+океан

2,07

2,48

1,84

89

74

суша

1,46

1,61

1,37

94

85

океан

2,11

2,53

1,87

89

74

Высокие широты северного полушария

(60 – 90о)



суша+океан

0,87

0,60

0,74

85

123

суша

0,97

0,56

0,82

85

146

океан

0,76

0,63

0,66

87

105

Высокие широты южного полушария

(60 – 90о)



суша+океан

0,55

0,42

0,36

65

86

суша

0,43

0,04

0,15

35

375

океан

0,62

0,65

0,49

79

75



Таблица 5

Разница между среднегодовой зонально-осредненной интенсивностью осадков (мм/сут) в эксперименте AC по сравнению с экспериментом BZ


Широтная полоса

Территория анализа

Разница


Относительное Изменение, %


Вся Земля

суша+океан

-0,24

-9

суша

-0,03

-1

океан

-0,32

-12

Северное полушарие

суша+океан

-0,15

-6

суша

-0,03

-2

океан

-0,22

-7

Южное полушарие

суша+океан

-0,33

-13

суша

-0,03

-1

океан

-0,40

-16

Тропики северного полушария

(0 – 30о)



суша+океан

-0,24

-9

суша

-0,09

-5

океан

-0,30

-10

Тропики южного полушария

(0 - 30о)



суша+океан

-0,40

-12

суша

0,03

1

океан

-0,53

-16

Умеренные широты северного полушария

(30 - 60о)



суша+океан

-0,08

-3

суша

-0,02

-1

океан

-0,13

-4

Умеренные широты южного полушария

(30 – 60о)



суша+океан

-0,30

-16

суша

-0,19

-14

океан

-0,30

-16

Высокие широты северного полушария

(60 – 90о)



суша+океан

-0,02

-1

суша

0,02

1

океан

-0,05

-3

Высокие широты южного полушария

(60 – 90о)



суша+океан

-0,16

-14

суша

-0,08

-8

океан

-0,23

-18


Таблица 6

Разница между среднегодовым зонально-осредненным испарением (мм/сут)

в эксперименте AC по сравнению с экспериментом BZ


Широтная полоса

Территория анализа




Изменение, %


Вся Земля

суша+океан

-0,25

-10

суша

-0,03

-2

океан

-0,33

-11

Северное полушарие

суша+океан

-0,16

-6

суша

-0,01

-1

океан

-0,26

-6

Южное полушарие

суша+океан

-0,33

-14

суша

-0,08

-3

океан

-0,39

-17

Тропики северного полушария

(0 – 30о)



суша+океан

-0,29

-8

суша

-0,04

-2

океан

-0,39

-9

Тропики южного полушария

(0 - 30о)



суша+океан

-0,40

-12

суша

-0,12

-4

океан

-0,47

-15

Умеренные широты северного полушария

(30 - 60о)



суша+океан

-0,02

-1

суша

0,01

1

океан

-0,06

-1

Умеренные широты южного полушария

(30 – 60о)



суша+океан

-0,32

-19

суша

-0,07

-4

океан

-0,34

-20

Высокие широты северного полушария

(60 – 90о)



суша+океан

-0,05

-7

суша

0,01

6

океан

-0,11

-9

Высокие широты южного полушария

(60 – 90о)



суша+океан

-0,08

-28

суша

-0,01

-6

океан

-0,12

-33


Список литературы
1. Рубинштейн К. Г., Егорова Е. Н. Оценка воспроизведения годового хода характеристик атмосферы и суши моделью общей циркуляции атмосферы Гидрометцентра России.// Труды Гидрометцентра России.- Вып. 333.- 2000.- С. 92-140.

2. Gates W. L. An overview of AMIP and preliminary results.// Proceedings of The First International AMIP scientific conference (Monterey, California, USA, 15-19 May 1995). 1995. WMO/TD-No.732. P. 1-8.

3. Kalnay E, Kanamitsu M., R. Kistler,W. Collins, D. Deaven, L. Gandin, M. Iredell,S. Saha, G. White, J. Woollen, Y. Zhu, A. Leetmaa, R. Reynolds, M.Chelliah, W. Ebisuzaki, W.Higgins, J. Janowiak, K. C. Mo, C. Ropelewski, J. Wang, Roy Jenne, Dennis Joseph: The NCEP/NCAR 40 –Year Reanalysis Project.// Bull. Amer. Meteor. Soc. 77(3). 1996. P. 437-484.

4. The Global Precipitation Climatology Project – Implementation and Data Management Plan.// WMO/TD-No.367.



5 . R.J. Engelen, G.L. Sephens. Use of the ECMWF reanalysis data in the assessment of the role of the hydrological cycle in the tropical intraseasonal oscillation.// Proceedings of the second WCRP international conference on reanalyses (Wokefield Park, nr. Reading, UK, 23-27 August 1999). 2000. WCRP-109. WMO/TD-NO.985. P. 201-204.

  1. URL: http://dss.ucar.edu/datasets/ds728.1/data/v0010files/

  2. URL: http://harp.gsfc.nasa.gov/ ims-bin/pub/imswelcome/

  3. URL: http://tao.atmos.washington.edu/legates_msu/