地表能量收支是大气与下垫面之间的能量交换，通常用净地表能量通量（Fs）来量化（图1）。地表能量收支可以调节地表温度和蒸散量来控制陆面气候过程和水循环，其变化会改变植物的光合作用、生产力和二氧化碳吸收，从而影响全球能量、水和碳循环过程。因此，Fs的合理模拟对地球能量收支和地表过程研究至关重要。
中国科学院大气物理研究所李剑东和刘屹岷研究员联合广东海洋大学的廖晓晴博士、刘春雷教授与曹宁副教授及英国雷丁大学Richard P. Allan教授，基于DEEPC地表能量平衡数据、再分析资料和CMIP6高分辨率模式计划（HighResMIP）结果，考察了全球和亚洲季风区Fs 的模拟偏差及其来源。
该研究表明，相较于低分辨率模式，当前高分辨率大气模式可显著提升全球年平均Fs空间分布和强度的描述能力（图2）。在亚洲季风区，高分辨率模式在Fs、地表湍流通量和低层环流方面表现更好，尤其是东亚和南亚区域（图3）。例如，相比于低分辨率模式，高分辨率多模式对冬季Fs的模拟误差降低了21.5%~63.6%，地表湍流通量的模拟误差降低了25.5%~76.7%；高分辨率模式对东亚夏季低层大气环流的改进可有效改进对云量的模拟，进而获得更为合理的地表辐射通量，由此改进了Fs。这项工作表明高分辨率气候模式在全球和关键季风气候区域的地表能量收支的描述方面具有优势，特别是对于具有复杂地形及海气作用的亚洲季风区域环流和湍流通量的模拟。后续对地表能量收支模拟的进一步提升有赖于对陆地表面湍流通量及辐射通量模拟的改进。
上述研究成果已于近期发表于学术期刊《Climate Dynamics》。论文第一作者是广东海洋大学海洋与气象学院廖晓晴博士（现为中山大学博后），中国科学院大气物理研究所李剑东研究员和广东海洋大学刘春雷教授为联合通讯作者。这项工作受到国家自然科学基金项目（42075036、42275017和42275026）、广东海洋大学研究生教育创新项目（202144和202253）及国家重大科技基础设施项目“地球系统数值模拟设施”（https://cstr.cn/31134.02.EL）的联合资助。论文信息如下：
Liao, X. Q., J. D. Li*, C. L. Liu*, R. P. Allan, Y. M. Liu, and N. Cao, 2025: Net Surface Energy Flux over the Globe and Asian Monsoon Region from CMIP6 High-Resolution Models. Climate Dynamics, doi:10.1007/s00382-025-07705-9.
相关链接为：https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-025-07705-9
图1. 2001-2014年平均的地表净能量通量（Fs）、地表净短波辐射（SWs）、地表净长波辐射 LWs和湍流通量（THF）。数据由DEEPC和CERES-EBAF卫星资料获得。
图2. 2001-2014年平均模式及再分析资料的Fs、SWs、LWs及THF与参考数据之间的空间相关系数。这里黑色数字为空间相关系数，红和蓝线及数字分别表示ERA5和MERRA2再分析资料的结果。紫色和灰色柱分别是CMIP6 HighResMIP高和低分辨率模式结果。
图3.CMIP6 HighResMIP多模式平均对Fs、SWs、LWs、THF和850-hPa风场的冬季和夏季模拟技巧。紫色和灰色柱分别是高和低分辨率模式结果。
转自：https://iap.cas.cn/gb/xwdt/kyjz/202507/t20250715_7889953.html | 
发表于 2025-7-16 09:56:00
