BCC-AGCM-Chem0模式对20世纪全球O_3气候平均态及季节变化特征的模拟研究

利用由国家气候中心最近研发的全球大气环流化学模式BCC-AGCM-ChemO对1871-1999年全球大气O_3浓度进行了模拟,并利用全球臭氧和紫外线辐射数据中心(WOUDC)提供的O_3台站观测资料以及第5次耦合模式国际比较计划(CMIP5)整理的一套全球O_3分析资料对BCC-AGCM-ChemO模拟的O_3的气候平均态及季节变化特征进行了评估。结果表明:(1)BCC-AGCM-ChemO模式模拟出了全球年平均的O_3空间分布特征,表现为北半球O_3浓度高于南半球,O_3的经向分布大致呈由低纬向高纬递增;模式可以再现台站观测的O_3浓度垂直分布结构;相对于CMIP5分析数据,BCC-AGCM-ChemO模拟的O_3气柱总量在40°S以南的南大洋区域,模拟值偏低3~6 DU,在40°S-50°N中低纬地区略偏高3~6DU,陆地地区差异明显大于海洋地区,这些模拟偏差与地面排放和模式中O_3水平和垂直平流输送的影响有关。(2)BCC-AGCM-ChemO模式对全球O_3浓度的季节变化特征也有较好的模拟能力,模拟的O_3柱浓度与CMIP5资料的结果在1、4、7和10月的全球格点空间相关系数分别达到0.89,0.97,0.86和0.91;模式再现了南、北半球O_3浓度春季偏大、秋季偏小的特点;(3)从模式模拟和台站观测的对比分析来看,500 hPa以上的对流层中高层与以下的对流层中低层的O_3季节变化峰值存在明显的不一致性,表明500 hPa以下的中低层区域O_3变化可能受地面排放和干、湿等过程的影响较大,而对流层中高层的O_3变化可能与化学过程和平流层向下的输送影响较大有关。