Page 21 - 《高原气象》2025年第6期

6 期 施雨卿等：青藏高原降水氧同位素的多模式模拟评估研究 1429

图1 本文使用的青藏高原TNIP数据采集站点
Fig. 1 TNIP data stations on the Qinghai-Xizang Plateau used in this study

表1 本研究使用的带有水稳定同位素大气/气候模式模拟数据
Table 1 Information of simulation data from stable water isotope-enabled atmospheric/climate models
模式名称 IsoGSM2 iCAM6 ECHAM6 MIROC5 TNIP
开发机构 斯克里普斯实验气候 美国国家大气研究 德国马普研究所 日本气候系统
-
预测中心ECPC 中心NCAR MPI 研究中心
松驰逼近试验所用再分析资料 NCEPR、 ERA5、 JRA55 ERA5 JRA55 JRA55 -
大气模式水平和垂直分辨率 T62L28 0. 9°×1. 25°L30 T63L47 T42L40 -
模拟时长 1979 -2020年 1980 -2004年 1979 -2020年 1979 -2020年 1991 -2008年
是否有自由运行试验 是 是 否 否 -

2. 2 模式介绍 蒸发进行参数化， 还采用了半拉格朗日格式的示踪
本研究选取的模式有大气环流模式 IsoGAM2、 平流（Okazaki and Yoshimura， 2019）。这些模式的
iCAM6、 ECHAM6 以及跨学科气候系统模式 MI‐ 差异可能会直接影响模式对青藏高原地区降水氧
ROC5， 各模式的基本信息见表 1。IsoGSM 是一种 同位素的模拟结果。
带有水同位素的大气谱模式， 其假设水在陆地上蒸 2. 3 松弛逼近技术
发时没有分馏， 海洋表层水是大气的主要水汽来 近年来， 利用再分析数据集的松弛逼近技术已
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源， d O 和 dD 的同位素值均设定为 0‰（Yoshimura 被应用于一些大气模式， 以此来约束大尺度大气环
et al， 2006）。iCAM6 是美国国家大气研究中心地 流， 使模拟结果与观测接近。松驰逼近方法是指在
球系统模型的大气模式， 采用有限元体积动力框 数值模式中一些变量（如风场、 温度场等）的控制方
架， 可示踪大气中各种水物质（包括水汽、 降水、 云 程中加入与模拟和观测之差成正比的线性松驰项，
水、 云冰等）及其同位素（Nusbaumer et al， 2017）。 使得对这些变量的模拟更接近于观测值， 能有效地
ECHAM6-wiso 是马克斯普朗克气象研究所开发的 减小模式模拟降水同位素的偏差（Fiorella et al，
第 六 代 大 气 环 流 模 式 ， 与 ECHAM5-wiso 相 比 ， 2021）。本研究将对松弛逼近后的模式模拟数据、
ECHAM6-wiso 将海冰表面积雪的同位素也考虑在 自由运行模式下的模拟数据、 以及同时期的降水同
内 ， 其 考 虑 了 更 多 植 被 陆 面 过 程（Stevens et al， 位素观测资料进行比较， 分析其应用在青藏高原地
2013； Giorgetta et al， 2013）。MIROC5 是同位素地 区的改善效果。
球系统模型的大气组成部分， 该模型假设相变中的 本研究选取的再分析资料包括 NCEPR、 ERA5
大多数分馏发生在热力学平衡下， 它对水域表面的 和 JRA55。NCEPR 是由国家能源研究科学计算中