黑河流域高分辨率区域气候模式比较

In this proposal,dynamical downscaling with the high-resolution regional climate models(RIEMS-Heihe,WRF and CCLM) driven by ERA-INTERIM reanalysis dataset will be used in Heihe River Basin. Long-term simulation of multi-regional climate models will be conducted to understand the impact of major factors of uncertainty on simulated results in the River Basin. And we will develop the Bayesian uncertainty assessment theory and method based on the multi-model ensemble prediction results , to contribute in reducing the uncertainty of regional climate modeling and improving models’simulation and prediction ability in the Heihe River Basin. And the dynamical downscaling methodology for key project of Heihe River Basin integrated eco-hydrological process study over this region, where there are spare observation dataset and a lack of high spatial-temperal resolution and high quality dateset,will be developped and improved. Finally, high quality and high-resolution-temperal-spatial regionl climate datesets will be provided to the key project of Heihe River Basin integrated eco-hydrological process study over Heihe Basin, to drive the integrated model which coupled ecological, hydrological and socio-economic processes. It is science foundation for the integrated model of watershed eco-hydrology and the decision support system.

本项目以黑河流域为研究对象，利用国家自然基金委黑河流域生态水文过程集成研究重大研究计划资助建立的适合于黑河流域生态-水文过程集成研究的高分辨率区域气候模式（RIEMS-Heihe）和美国国家大气科学中心（NCAR）研制的最新一代区域气候模式（WRF）以及CCLM区域气候模式，开展多区域气候高分辨率对比试验，分析多模式在黑河流域模拟过程中的不确定性，发展多模式集成预估的贝叶斯（Bayes）理论与方法，降低区域气候模式在黑河流域模拟过程中的不确定性，提高模式在黑河流域综合应用水平,为黑河流域生态水文过程集成研究重大研究计划发展和完善降尺度技术和方法, 从而解决黑河流域无资料或缺少高时空高精度的资料问题，为黑河流域重大计划中建立的黑河流域经济－水文－生态集成模型提供高时空分辨率气象驱动场，为实现流域水资源精细化管理的决策支持提供科学依据。

本项目以黑河流域为研究对象，利用在国家自然基金委黑河流域生态水文过程集成研究重大研究计划支持下，建立具有独立版权适合于黑河流域生态-水文过程集成研究的高分辨率区域气候模式（RIEMS-Heihe）与由美国国家大气科学中心（NCAR）研制最新一代区域气候模式WRF及欧洲多国家联合开发的CCLM非静力区域气候模式开展1999-2014年长期模式模拟，其主要结论为：（1）采用默认配置参数的WRF模式能够基本再现黑河流域降水的空间格局，但是上游地区模拟降水量显著偏大；暖季模拟大-暴雨日数总体偏多，而微-小雨日数总体偏少；冷季节模拟降水日数仍然以“大-暴雨日数偏多”为主要特征；通过开展WRF区域气候模式中的微物理过程参数化方案和地形数据对模拟黑河流域降水量的影响研究表明，地形数据对模拟降水影响较小；微物理过程对降水影响较大，主要影响模拟降水中心的位置和降水强度，WSM3微物理参数化方案模拟误差最小。（2）CCLM模式基本能再现黑河区域近期历史气候特征，在部分区域较ERAI再分析资料更接近观测，若能采用更高时空分辨率的观测数据集可能会有助于体现出CCLM模式更多的增益效应；（3）对于RIEMS-Heihe来说，模式模拟能够较好地模拟出黑河流域年和季节的温度和降水空间分布和时间演变，相关系数达到0.99,通过99%置信度检验；（4）开展多模式集合分析研究表明，多模式集合后模式降水的空间分布、降水天数，降水频次更加接近观测，可以提高模式模拟能力可信度。项目研究数据已经提供给黑河流域计划办公室，该数据将为“黑河流域生态-水文过程集成研究”重大研究计划提供高时空分辨率科学数据，直接用于驱动流域水文模型，为水文模型评估与实现对流域水资源精细化管理和决策支持提供科学数据.