全球變暖形勢(shì)下中國(guó)陸表水分的變化

張文君，譚桂容

(南京信息工程大學(xué)1.氣象災(zāi)害省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;2.大氣科學(xué)學(xué)院，江蘇南京210044)

0 引言

作為地球系統(tǒng)中緩變過(guò)程之一，海表溫度對(duì)氣候變率的重要性已經(jīng)比較清楚，并有大量的研究工作(陳海山等，2002;Wu and Zhou，2008;Zhou et al.，2008，2009;李忠賢等，2011)。有觀點(diǎn)認(rèn)為，土壤濕度在氣候中的作用僅次于海表溫度，在中高緯，其作用甚至與海溫相當(dāng)(Shukla and Mintz，1982;Etin et al.，1999;Koster et al.，2000)。短期內(nèi)，土壤濕度可以通過(guò)控制地表感熱和潛熱，影響邊界層的特性和對(duì)流的觸發(fā)條件、維持時(shí)間;長(zhǎng)期內(nèi)，土壤濕度可調(diào)節(jié)干旱和洪澇(馬柱國(guó)等，2001;Pan et al.，2001;左志燕和張人禾，2007;梁樂(lè)寧和陳海山，2010)。大量數(shù)值試驗(yàn)已經(jīng)證明了土壤濕度對(duì)氣候有重要影響，如Shukla and Mintz(1982)利用模式對(duì)干、濕土壤的影響做了對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明干、濕土壤對(duì)后期降水和氣溫的影響差異較大;Walker and Rowntree(1977)的敏感性試驗(yàn)表明，干土壤可使未來(lái)氣溫升高，濕土壤可使后期降水持續(xù);Kim and Hong(2007)利用區(qū)域氣候模式研究了東亞地區(qū)土壤濕度對(duì)夏季降水的影響，指出東亞區(qū)域的土壤濕度對(duì)降水有正反饋?zhàn)饔?張文君等(2012)通過(guò)較好的土壤濕度強(qiáng)迫區(qū)域氣候模式發(fā)現(xiàn)，合理描述土壤濕度是提高中國(guó)夏季氣候預(yù)報(bào)技巧的潛在途徑之一;類(lèi)似的工作較多(Rind，1982;Yeh et al.，1984;王萬(wàn)秋，1991;林朝暉等，2001;胡婭敏等，2009)。

全球變暖已成為國(guó)際上大多數(shù)科學(xué)家的共識(shí)(王紹武，1994)。目前普遍認(rèn)為，過(guò)去50 a的全球增暖可能主要是人類(lèi)活動(dòng)向大氣排放溫室氣體造成的(張?zhí)m生等，2000)。全球變暖會(huì)導(dǎo)致地表蒸發(fā)的增加，從而引發(fā)全球干旱化的加劇(Mather and Feddema，1986)。隨著溫室氣體的增加，使得向下的紅外輻射增強(qiáng)，到達(dá)地表的能量增加，從而地球表面蒸發(fā)增加，由于大氣的三維運(yùn)動(dòng)，蒸發(fā)的加強(qiáng)不僅導(dǎo)致局地降水的增加，而且可能導(dǎo)致其他區(qū)域降水的增加;對(duì)某一區(qū)域而言，如果降水大于潛在蒸發(fā)，將導(dǎo)致徑流的增加，反之，降水的增加(減少)不會(huì)導(dǎo)致徑流的增強(qiáng)(減弱)，取而代之的是土壤濕度的增加(減少)(Manabe et al.，2004)。那么在全球變暖的背景下，土壤濕度究竟如何變化呢?Wetherald and Manabe(2002)、Manabe et al.(2004)運(yùn)用GFDL的耦合模式研究了在增加溫室氣體和硫酸鹽氣溶膠(相當(dāng)于IPCC(政府間氣候變化委員會(huì))中的IS92a情景;Houghton et al.，1992)以及CO2增加四倍情景下土壤濕度的變化，結(jié)果表明，半干旱區(qū)土壤變干，北半球中高緯度土壤濕度是夏季變干、冬季變濕。

近些年，耦合模式是評(píng)估溫室氣體增加對(duì)全球和區(qū)域氣候影響的重要工具，IPCC總結(jié)報(bào)告(Lakeman，1996;Houghton，2001)指出，雖然模式模擬的氣候變化在全球和大陸尺度上大體是一致的，但在區(qū)域細(xì)節(jié)上仍存在很大的不確定，所以有必要進(jìn)行多模式分析。IPCC第四次評(píng)估報(bào)告(IPCC AR4)組織了CO2加倍的模擬試驗(yàn)，其中包括了陸面模式的結(jié)果，為研究全球變暖背景下中國(guó)土壤濕度的變化提供了基礎(chǔ)。

本文利用可獲的10個(gè)耦合模式CO2加倍試驗(yàn)和控制試驗(yàn)的模擬結(jié)果，分析在全球變暖背景下中國(guó)土壤濕度的變化。本文其他部分安排如下:第一部分為資料和方法的簡(jiǎn)單介紹，第二部分為東亞季風(fēng)的變化，第三部分為降水和降水蒸發(fā)差的變化，第四部分為土壤濕度的變化及其可能原因，第五部分為結(jié)論和討論。

1 資料和方法

本文所用IPCC CO2加倍試驗(yàn)的具體做法為:模式大氣的CO2是在控制試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以1%/a的速率遞增，大約70 a后達(dá)到加倍，隨后固定CO2濃度再積分150 a。這里通過(guò)對(duì)CO2加倍試驗(yàn)最后80 a的平均結(jié)果和控制試驗(yàn)最后80 a的平均結(jié)果進(jìn)行比較，討論全球變暖對(duì)中國(guó)土壤濕度的影響。模式介紹見(jiàn)表1，詳細(xì)信息見(jiàn)http://www-pcmdi.llnl.gov。注意NCAR CCSM3和MRI_CGCM2.3.2的CO2加倍試驗(yàn)是從當(dāng)代氣候的控制試驗(yàn)開(kāi)始積分的，而其他模式的CO2加倍試驗(yàn)是從工業(yè)革命前的控制試驗(yàn)開(kāi)始積分的。

這里分析表層10 cm土壤濕度的變化。此外，文中的“變化”是指CO2加倍試驗(yàn)最后80 a的平均值減去控制試驗(yàn)最后80 a的平均值。

2 東亞季風(fēng)的變化

溫室氣體的增加使得溫度升高，CO2加倍后中國(guó)氣溫顯著上升，年均增溫約2.7℃，增溫在東南最少，向東北和西部逐漸變強(qiáng)，且冬季強(qiáng)于夏季(圖1)。溫度升高將使得環(huán)流場(chǎng)發(fā)生變化，圖2為CO2加倍后夏季850 hPa風(fēng)場(chǎng)的變化?？梢?jiàn)，多模式集合平均在中國(guó)東部區(qū)域表現(xiàn)為西南風(fēng)異常，這意味著夏季風(fēng)增強(qiáng)，不過(guò)模式間依然存在差異;模擬夏季風(fēng)增強(qiáng)的模式有CGCM3.1(T47)、GISS_ER、FGOALS_g1.0、MIROC3.2(hires)、MIROC3.2(medres)、CCSM3和UKMO_HadCM3;模擬夏季風(fēng)減弱的模式僅有MRI_CGCM2.3.2模式。

表1 模式情況簡(jiǎn)介T(mén)able 1 The models'information

圖3為冬季850 hPa風(fēng)場(chǎng)變化。由多模式平均結(jié)果可見(jiàn)，冬季氣流異常主要是由南海、印度洋以及西太平洋向中國(guó)的氣流異常，意味著冬季風(fēng)減弱。但模式間的差異較大，模擬冬季風(fēng)減弱的模式有GISS_ER、FGOALS_g1.0、UKMO_HadCM3和UKMO_HadGEM1，而CCSM3模擬的冬季風(fēng)增強(qiáng)。

布和朝魯(2003)指出，由于全球變暖，大陸增溫強(qiáng)于海洋，從而使得夏季海陸溫差加大，夏季風(fēng)增強(qiáng)，而冬季海陸溫差減小，使得冬季風(fēng)減弱，本文結(jié)果與之一致。夏季風(fēng)增強(qiáng)使得印度西南季風(fēng)流經(jīng)孟加拉灣向中國(guó)的水汽輸送、沿105°E附近流經(jīng)我國(guó)南海的跨赤道水汽輸送、來(lái)自西太平洋菲律賓的水汽輸送均增強(qiáng)(圖略)。雖然大部分模式表現(xiàn)出冬季風(fēng)減弱，但是其水汽場(chǎng)變化與風(fēng)場(chǎng)變化并不一致。由多模式平均結(jié)果可見(jiàn)，在中國(guó)30°N以南主要為西太平洋菲律賓和印度向中國(guó)的水汽輸送異常，而在中國(guó)30°N以北則為來(lái)自西北方向的弱水汽輸送異常，除了INM_CM3.0和CCSM3外，所有模式與多模式平均基本一致(圖4)。總之，不論夏季還是冬季，向中國(guó)區(qū)域輸送的水汽增加了。

3 降水和降水蒸發(fā)差的變化

向中國(guó)輸送的水汽增加有利于中國(guó)降水的增加，圖5為中國(guó)夏季降水的變化。由多模式平均結(jié)果看，中國(guó)夏季降水除了長(zhǎng)江流域外基本都增加了，但模式間的差別較大;CGCM3.1(T47)、GISS_ER、MIROC3.2(hires)、CCSM3和UKMO_HadCM3模式模擬的降水變化與多模式集合平均結(jié)果基本類(lèi)似，不過(guò)INM_CM3.0和MRI_CGCM2.3.2模式模擬的夏季降水在長(zhǎng)江、華北及西北基本都減小，F(xiàn)GOALS_g1.0模式模擬的降水在中部和華南減小。

圖1 中國(guó)夏季(a)和冬季(b)溫度的變化(10個(gè)模式的平均結(jié)果;陰影區(qū)表示通過(guò)0.05信度的顯著性檢驗(yàn);單位:℃)Fig.1 Changes of the temperature over China in(a)summer(JJA)and(b)winter(DJF)(The results are the ensemble mean of 10 coupled models.Shaded regions are significant at 95%confidence level.Units:℃)

圖6為中國(guó)冬季降水的變化。由多模式結(jié)果可見(jiàn)，除了華南外，中國(guó)冬季降水都增加，且在江淮流域存在一個(gè)增加中心，除了GISS_ER和MIROC3.2(hires)模式模擬的降水在華南明顯增加外，其余模式與此結(jié)果基本一致，只不過(guò)增值中心略有不同而已。

隨著全球增溫，到達(dá)地面的能量增加，使得蒸發(fā)增加，CO2加倍后中國(guó)蒸發(fā)不論夏季還是冬季都一致地增加，且蒸發(fā)增加量相對(duì)于降水而言空間分布較均勻(圖略)，但是作為陸面水分來(lái)源之一的降水蒸發(fā)差(P-E)變化如何呢?夏季P-E變化的集合平均結(jié)果除了在東北和南方增加外，從長(zhǎng)江流域一直到西北有一帶狀減小區(qū)域，但由于模式間降水的差別較大，導(dǎo)致夏季P-E在模式間的差別也較大;MRI_CGCM2.3.2和UKMO_HadCM3模式結(jié)果與集合平均結(jié)果基本類(lèi)似，MIROC3.2(hires)和UKMO_HadGEM1模式結(jié)果通過(guò)顯著性檢驗(yàn)的區(qū)域很小，其余模式差別較大(圖7)。冬季P-E變化的集合平均結(jié)果是北方增加、南方減小，由于各模式模擬的冬季降水變化較一致，所以各模式P-E變化除了GISS_ER模式外，基本與集合平均結(jié)果類(lèi)似(圖8)。

4 土壤濕度的變化及其可能原因

降水的增加有利于土壤濕度的增加，而蒸發(fā)的增加則不利于土壤濕度的增加，土壤濕度的變化主要是受降水的影響還是受P-E的影響?圖9為耦合模式模擬的夏季中國(guó)土壤濕度變化。多模式集合平均結(jié)果表現(xiàn)為，除在西北和華北的東部土壤有較弱的變濕外，基本都變干;除了INM_CM3.0和UKMO_HadGEM1模式模擬的土壤基本都變干外，其余模式模擬結(jié)果與多模式結(jié)果基本類(lèi)似，此外變濕的區(qū)域基本在干旱區(qū)。圖10為耦合模式模擬的冬季中國(guó)土壤濕度的變化，除了UKMO_HadGEM1模式模擬的土壤基本都變干外，幾乎所有耦合模式都一致表現(xiàn)為干旱區(qū)土壤濕度增加，且增加的范圍和強(qiáng)度遠(yuǎn)大于夏季，其他區(qū)域土壤變干，但GISS模式模擬的南方土壤卻變濕了。

上述分析表明，土壤濕度的變化與降水的變化并不一致。夏季，雖然多模式平均結(jié)果的土壤濕度變化與P-E的變化也不一致，但FGOALS_g1.0、INM_CM3.0、CCSM3和UKMO_HadCM3的土壤濕度變化與P-E變化基本一致，CGCM3.1(T47)和MRI_CGCM2.3.2除了西部和東北外，土壤濕度變化與P-E的變化基本一致;冬季，土壤濕度變化與P-E的變化較一致。華文劍和陳海山(2011)也分析了土壤濕度對(duì)全球變暖的響應(yīng)，他們研究結(jié)果也表明亞洲中北部干旱區(qū)土壤濕度增加而南部區(qū)域土壤濕度減少。盡管本研究的結(jié)果與他們的結(jié)論定性一致，但是區(qū)域分布仍存在著較大的差異，其主要原因是所選取的模式存在差異性。這也說(shuō)明了多模式集合平均模式結(jié)果仍存在著一定的不確定性。

圖2 各模式夏季850 hPa風(fēng)場(chǎng)變化(Ensemble為10個(gè)模式的平均結(jié)果;陰影區(qū)表示通過(guò)0.05信度的顯著性檢驗(yàn);單位:mm/s)Fig.2 The 850 hPa wind changes in summer(JJA)(“Ensemble”denotes the ensemble mean of 10 coupled models.Shaded regions are significant at 95%confidence level.Units:mm/s)

一些學(xué)者分析了全球變暖的背景下夏季干旱的原因(Manabe et al.，1981;Manabe and Wetherald，1987;Mitchell and Warrilow，1987;Wetherald and Manabe，1999)，Wetherald and Manabe(2002)在此基礎(chǔ)上分析了中高緯土壤濕度夏季變干、冬季變濕的物理機(jī)制，指出:在海洋上，溫度的季節(jié)變化小，伴隨著全球變暖，海表面飽和水汽壓增加，因此全年蒸發(fā)都增加，增加的水汽通過(guò)大氣環(huán)流使得鄰近大陸上的降水增加;與海洋上相反，在大陸上，季節(jié)循環(huán)溫度變化較大，冬季溫度很低，夏季較高，在低溫下，由于Clausius-Clapeyron方程非線性，盡管溫度增加，飽和水汽壓幾乎不增加，因此，用于到達(dá)地表紅外輻射增加的能量主要用于感熱的增加，而非潛熱的增加。另一方面，由于海洋輸送到大陸的水汽使得降水增加，所以冬季土壤濕度增加。在夏季，不管海洋還是大陸表面溫度和飽和水汽壓都很高，地表增加的能量主要用于蒸發(fā)的增加;另一方面，在中緯度，相同緯度的大陸上降水的增加小于海洋上降水的增加，這就使得土壤濕度變干。這也可能使得中國(guó)干旱區(qū)冬季變濕范圍大、強(qiáng)度強(qiáng)，而夏季變濕范圍小、強(qiáng)度弱。對(duì)于干旱區(qū)土壤變濕，而其余區(qū)域變干，Manabe and Wetherald(1987)認(rèn)為由于CO2加倍導(dǎo)致紅外輻射增加使得蒸發(fā)幾乎都增加，而在半干旱區(qū)降水的增加相對(duì)較小，從而土壤變干;而在干旱區(qū)蒸發(fā)和降水的增加都很小，溫度的增加可能導(dǎo)致零星的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，從而增加降水和土壤濕度。

圖3 各模式冬季850 hPa風(fēng)場(chǎng)變化(Ensemble為10個(gè)模式的平均結(jié)果;陰影區(qū)表示通過(guò)0.05信度的顯著性檢驗(yàn);單位:mm/s)Fig.3 The 850 hPa wind changes in winter(DJF)(“Ensemble”denotes the ensemble mean of 10 coupled models.Shaded regions are significant at 95%confidence level.Units:mm/s)

由陸表水分平衡方程可知，土壤濕度的變化受降水、蒸發(fā)和徑流的影響，通常在此忽略積雪的影響，在緩變氣候中，此近似是成立的，但在CO2加倍的情景下，積雪的影響就不能忽略了，尤其夏季高原積雪融化給西北補(bǔ)充大量的水分，而冬季雖然溫度也升高了，但實(shí)際溫度仍較低，積雪的變化不大，所以冬季P-E的變化與土壤濕度變化較一致。

為了研究陸表水循環(huán)的整體性，在此本文簡(jiǎn)單分析一下多模式年平均統(tǒng)計(jì)結(jié)果。表2給出了兩個(gè)典型區(qū)域的陸表水循環(huán)分量的變化。不論南方還是西北，降水、蒸發(fā)、徑流都增加了，控制試驗(yàn)中總徑流和蒸發(fā)之和與降水量幾乎是平衡的;CO2加倍試驗(yàn)中，西北地區(qū)總徑流和蒸發(fā)之和與降水量差別很小，但南方差別較大。由表3可見(jiàn)，西北徑流和蒸發(fā)的增加為4.1 cm/a，而降水增加為3.9 cm/a，降水的增加不足以滿足徑流和蒸發(fā)的增加，但在西北積雪融化給該地區(qū)補(bǔ)充了大量的水分(圖略)，使得土壤濕度增加;南方徑流和蒸發(fā)的增加遠(yuǎn)大于降水的增加，因?yàn)闆](méi)有別的水分補(bǔ)充，只有通過(guò)土壤水分來(lái)維持陸表水平衡，使得土壤變干。

圖4 各模式冬季850 hPa水汽場(chǎng)變化(Ensemble為10個(gè)模式的平均結(jié)果;陰影區(qū)表示通過(guò)0.05信度的顯著性檢驗(yàn);單位:(g/kg)·(m/s))Fig.4 The water vapor transport changes at 850 hPa in winter(DJF)(“Ensemble”denotes the ensemble mean of 10 coupled models.Shaded regions are significant at 95%confidence level.Units:(g/kg)·(m/s))

表2 多模式年平均的中國(guó)西北(75～102.5°E，35～45°N)、南方(102.5～120°E，22～30°N)降水、徑流、蒸發(fā)和土壤濕度(徑流指地表徑流，總徑流指地表徑流與地下徑流之和)Table 2 Precipitation，runoff，evaporation and soil moisture over Northwest China(35—45°N，75—102.5°E)and South China(22—30°N，102.5—120°E)(The results are the ensemble mean of 10 coupled models.Runoff denotes surface runoff and total runoff denotes the sum of surface runoff and underground runoff )

圖5 各模式夏季降水的變化(Ensemble為10個(gè)模式的平均結(jié)果;陰影區(qū)表示通過(guò)0.05信度的顯著性檢驗(yàn);單位:mm/d)Fig.5 The precipitation changes in summer(JJA)(“Ensemble”denotes the ensemble mean of 10 coupled models.Shaded regions are significant at 95%confidence level.Units:mm/d)

表3 表2中CO2加倍試驗(yàn)與控制試驗(yàn)的差值Table 3 Differences of the double CO2and the control experiments in Table 2cm·a－1

8 結(jié)論和討論

本文通過(guò)對(duì)10個(gè)耦合模式的CO2加倍試驗(yàn)與控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較，討論了全球變暖對(duì)中國(guó)土壤濕度的潛在影響，結(jié)果表明:

1)隨著全球變暖，7個(gè)模式模擬的夏季風(fēng)增強(qiáng)(CGCM3.1(T47)、GISS_ER、FGOALS_g1.0、MIROC3.2(hires)、MIROC3.2(medres)、CCSM3和UKMO_HadCM3)，而MRI_CGCM2.3.3模式模擬的夏季風(fēng)減弱;4個(gè)模式模擬的冬季風(fēng)減弱(GISS_ER、FGOALS_g1.0、UKMO_HadCM3和UKMO_HadGEM1)，但CCSM3模式模擬的冬季風(fēng)增強(qiáng)。

2)在夏季，由夏季風(fēng)帶給中國(guó)的水汽輸送增強(qiáng);在冬季，30°N以南為西太平洋菲律賓和印度向中國(guó)的水汽輸送異常，30°N以北為由西北而來(lái)的水汽輸送異常。

圖6 各模式冬季降水的變化(Ensemble為10個(gè)模式的平均結(jié)果;陰影區(qū)表示通過(guò)0.05信度的顯著性檢驗(yàn);單位:mm/d)Fig.6 The precipitation changes in winter(DJF)(“Ensemble”denotes the ensemble mean of 10 coupled models.Shaded regions are significant at 59%confidence level.Units:mm/d)

3)夏季降水除長(zhǎng)江流域外基本都增加，但模式間差別較大，CGCM3.1(T47)、GISS_ER、MIROC3.2(hires)、CCSM3和UKMO_HadCM3模式模擬的降水變化與多模式集合平均結(jié)果基本類(lèi)似，不過(guò)INM_CM3.0和MRI_CGCM2.3.2模式模擬的夏季降水在長(zhǎng)江、華北及西北基本都減小，而FGOALS_g1.0模式模擬的夏季降水在中國(guó)中部和華南減小;冬季，除了GISS_ER和MIROC3.2(hires)模式模擬的降水在華南為明顯增加外，其余模式模擬的降水基本一致表現(xiàn)為除華南外均增加。

4)夏季P-E變化的集合平均結(jié)果除了在東北和南方增加外，從長(zhǎng)江流域一直到西北有一帶狀減小區(qū)域，其中FGOALS_g1.0、MRI_CGCM2.3.2和UKMO_HadCM3模式結(jié)果與集合平均結(jié)果基本一致，MIROC3.2(hires)和UKMO_HadGEM1模式結(jié)果通過(guò)顯著性檢驗(yàn)的區(qū)域很小，其余模式差別較大;冬季，幾乎所有模式的P-E均表現(xiàn)為北方增加、南方減小。

圖7 各模式夏季P-E的變化(Ensemble為10個(gè)模式的平均結(jié)果;陰影區(qū)表示通過(guò)0.05信度的顯著性檢驗(yàn);單位:mm/d)Fig.7 The P-E changes in summer(JJA)(“Ensemble”denotes the ensemble mean of 10 coupled models.Shaded regions are significant at 95%confidence level.Units:mm/d)

5)夏季，盡管模式間存在一些差異(如INM_CM3.0和UKMO_HadGEM1模式模擬的土壤基本都變干)，但是模式基本表現(xiàn)為，除了在干旱區(qū)土壤有較弱的變濕外都變干;冬季，除了UKMO_Had-GEM1模式外，幾乎所有耦合模式都一致表現(xiàn)為干旱區(qū)土壤濕度增加，其他區(qū)域土壤變干，且增加的范圍和強(qiáng)度大于夏季。

6)夏季，F(xiàn)GOALS_g1.0、INM_CM3.0、CCSM3和UKMO_HadCM3模式模擬的土壤濕度變化與PE變化基本一致，CGCM3.1(T47)和MRI_CGCM2.3.2模式除了西部和東北外，模擬的土壤濕度變化與P-E變化基本一致;冬季，所有模式模擬的土壤濕度變化與P-E的變化較一致。

7)由陸表水循環(huán)量的分析可知，土壤濕度是陸表水循環(huán)量變化的綜合結(jié)果，在全球變暖的背景下，中國(guó)蒸發(fā)、降水和徑流基本都增加了，它們的綜合結(jié)果以及積雪的作用使得土壤濕度在干旱區(qū)增加。

受復(fù)雜海陸分布和高大地形的影響，東亞氣候及其變化有其獨(dú)特性，目前的全球氣候模式對(duì)東亞氣候的模擬能力整體上還難以令人滿意(Yu et al.，2000;Zhou and Li，2002;Zhou and Yu，2006;吳蓉和張耀存，2012)。張宏芳和陳海山(2011a，2011b)對(duì)21個(gè)氣候模式模擬東亞夏季環(huán)流做了系統(tǒng)的評(píng)估，結(jié)果表明，盡管大部分模式對(duì)氣候態(tài)具有一定的模擬能力，但是對(duì)年際變率的模擬能力很弱。張文君等(2008)評(píng)估了14個(gè)全球?！憽?dú)怦詈夏Ｊ侥M的中國(guó)區(qū)域的土壤濕度，發(fā)現(xiàn)其模擬能力有限。由本文結(jié)果也可以看到，不同模式模擬的未來(lái)陸表水循環(huán)差異較大，盡管采用多模式集合平均盡量避免了模式間的誤差，但是不確定性仍較大，具有一定的模式依耐性。為了能更準(zhǔn)確地預(yù)估未來(lái)的氣候變化，提高模式模擬性能是當(dāng)務(wù)之急，一方面要不斷地提高模式分辨率，另一方面更需要關(guān)注模式相關(guān)物理過(guò)程及其參數(shù)化方案的改進(jìn)。

圖8 各模式冬季P-E的變化(Ensemble為10個(gè)模式的平均結(jié)果;陰影區(qū)表示通過(guò)0.05信度的顯著性檢驗(yàn);單位:mm/d)Fig.8 The P-E changes in winter(DJF)(“Ensemble”denotes the ensemble mean of 10 coupled models.Shaded regions are significant at 95%confidence level.Units:mm/d)

圖9 各模式夏季土壤濕度的變化(Ensemble為10個(gè)模式的平均結(jié)果;陰影區(qū)表示通過(guò)0.05信度的顯著性檢驗(yàn);單位:mm)Fig.9 The soil moisture changes in summer(JJA)(“Ensemble”denotes the ensemble mean of 10 coupled models.Shaded regions are significant at 95%confidence level.Units:mm)

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圖10 各模式冬季土壤濕度的變化(Ensemble為10個(gè)模式的平均結(jié)果;陰影區(qū)表示通過(guò)0.05信度的顯著性檢驗(yàn);單位:mm)Fig.10 The soil moisture changes in winter(DJF)(“Ensemble”denotes the ensemble mean of 10 coupled models.Shaded regions are significant at 95%confidence level.Units:mm)

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