Page 237 - 《高原气象》2022年第5期
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高 原 气 象 41 卷
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观测值非常接近，这也与图 5的描述一致；CRA40、
ERA5 和 CFSR 的标准差比值分别为 1. 02、1. 15 和
1. 28，表明 CRA40 的降水与实测降水的离散度接
近，而ERA5和CFSR则比实测的离散度偏大，这也
与 图 4 的 描 述 一 致 。 三 者 的 均 方 根 误 差 对 比 ，
CRA40 明 显 优 于 ERA5 和 CFSR。 因 此 ，相 较 于
ERA5和CFSR，我国第一代大气再分析资料的降水
产品在中国大陆地区的降水刻画上具有明显优势，
图3 CRA40、ERA5、CFSR和观测（OBS）中国区域 这一点也可以从年平均降水量的时间序列图（图 5）
年平均气温的时间序列 上非常直观地看出来，虽然三种再分析降水资料都
Fig. 3 The time series of annual mean air temperature
能很好地描述年平均降水量的年际特征，但是
regionally averaged over China for CRA40，ERA5，
CRA40 的量值和变化趋势是最接近观测实况的。
CFSR and OBS.
CRA40在降水产品中表现出巨大的优势，这可能是
分析资料的年平均气温都比观测值小，其中 CFSR 因为 CRA40 同化了中国的基础数据，并且在做降
偏小的最多，CRA40 在 2005 年之前更接近于观测 水同化的过程中，为了纠正降水偏差，引入了两组
值，而 2005年之后，ERA5和 CRA40与 OBS的偏差 基于观测的全球降水分析，并按照 CFSR/GLDAS
相近。 中使用的方法将它们与 CRA-Interim 再分析降水混
4 降水产品在中国大陆的适用性对比 合在一起的原因（Liang et al，2020）。考虑到图 4中
ERA5 与观测值相近的区域最大（即图中白色的区
从观测的 1 月、7 月和年平均月降水的空间分 域），包括了华北和华东大部分区域，所以以上两
布以及 CRA40、ERA5、CFSR 1月、7月和年平均月 个地区在降水量产品的选择上可以选择 ERA5 和
降水与观测值差的空间分布（图 4）来看，CRA40 的 CRA40，其他地区则更适合使用 CRA40 数据，CF‐
空间模态分布与观测最接近，虽然 ERA5 和 CFSR SR的降水产品不推荐使用。
也能大致反映出中国大陆区域各雨带的空间变化 5 再分析气温和降水与观测值的误
特征和季节变化特征，但是二者相对观测值的偏差
较大。ERA5 在我国北部地区（东北北部、内蒙古、 差评估对比
新疆地区）存在负偏差中心，最大可偏少 60~100 表 1 是 CRA40、ERA5 和 CFSR 的气温和降水
mm，其他大部分地区的偏差分布在 0~10 mm；CF‐ 与观测值在中国大陆四个区域的误差评估值列表，
SR 在 I 区和Ⅲ区分别存在负偏差中心和正偏差中 图 6是再分析气温与观测气温在各区的均方根误差
心，最大偏差可达100 mm，其他大部分地区的偏差 分布. 结合表1，从图6中可以看到，CRA40、ERA5
在 0~20 mm；CRA40 降水偏差的空间分布与 ERA5 和 CFSR 的气温与观测气温的均方根误差最小值均
和 CFSR 不尽相同，表现为没有明显的正（负）偏差 出现在Ⅱ区，Ⅰ区和Ⅲ区次之，Ⅳ区最大。同观测气
中心，在全国大部分地区的偏差都分布在 0~20 温值相比，CRA40 和 ERA5 在四个区域的偏差都小
mm。三种再分析产品对 1 月平均降水的刻画能力 于CFSR。在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区的大部分台站中，CRA40和
普遍高于 7 月，这可能与中国大陆降水量的季节性 ERA5 与观测气温值的偏差均在 2 ℃以内，而在Ⅳ
差异有关。 区的大部分台站的偏差在 5 ℃左右，个别台站的最
对比表 1中三种再分析降水产品与观测降水的 大偏差可达 10 ℃以上。CFSR 与观测气温值的偏
误差比较结果，三者与观测值的相关性表现基本相 差在Ⅲ区明显高于 CRA40 和 ERA5，在大部分台站
同，在 0. 87~0. 90，CRA40 略好于 ERA5 和 CFSR， 的偏差为3~5 ℃，且以负偏差居多。 从标准差比值
说明三种再分析资料都可以较好地描述降水的月 来看，三种再分析气温资料的离散度都在Ⅲ区表现
变 化 ；偏 差 均 值 都 大 于 零 ，彼 此 间 差 异 较 大 ， 相对较差。从模式技巧看，Ⅰ、Ⅱ区都在 0. 97 以上，
CRA40 的 偏 差 均 值 最 小 ，为 0. 60 mm，ERA5 为 Ⅲ、Ⅳ区略偏低，但均在 0. 91以上。四个区域的相
15. 85 mm，CFSR 最大为 27. 49 mm，说明再分析资 关系数相近，说明 CRA40、ERA5 和 CFSR 在全国
料的降水值普遍高于实测降水，CRA40的降水值与 各地区都能很好地描述气温的周期性变化。总的
