从20世纪气候模拟评估极端降水变化的信号可检测性( Signal detectability in extreme precipitation changes assessed from twentieth century climate simulations )

SK Min X Zhang FW Zwiers P Friederichs A Hense Theoretical or Mathematical/ aerosols atmospheric composition atmospheric precipitation climatology/ signal detectability extreme precipitation changes coupled global climate model simulations GCM simulations generalized extreme value distribution GEV distribution cumulative probability density probability-based index preindustrial control run internal variability anthropogenic forcing natural forcing greenhouse-gases forcing sulfate aerosols forcing Bayesian decision method Asia South America Africa Australia signal-to-noise ratio climate simulations/ A9260J Water in the atmosphere (humidity, clouds, evaporation, precipitation) A9260S Climatology A9260M Particles and aerosols in the lower atmosphere A9260H Chemical composition and chemical interactions in the lower atmosphere

本研究通过一套耦合全球气候模式(GCM)模拟的完美模式分析，评估了20世纪降水极值变化中外部影响的可探测性。从广义极值(GEV)分布出发，定义了降水极值的三个指标：20年回归值(P)、中值(P)和累积概率密度(PI)。分析了从全球到大陆不同空间域上这三个极端指数的面积平均值随时间的变化。将20世纪的所有强迫模拟（自然加人为）视为观测，并使用前工业控制运行(CTL)来估计内部变异性，利用贝叶斯决策方法估计了对人为(ANT)、自然(NAT)、温室气体(GHG)和硫酸盐气溶胶(SUL)强迫的响应模式的幅度。结果表明，在全球、半球和纬向波段区域都有明显的蚂蚁信号。当只考虑陆地时，全球和半球探测结果不变，但纬向波段可探测到的蚂蚁信号仅限于低纬度地区。在亚洲、南美洲、非洲和澳大利亚的大陆尺度上，蚂蚁信号也可以在P和PI中探测到，但在P中没有。这表明位于GEV分布中心附近的指数（P和PI）可能比代表分布尾部的指数（P）给出更好的信噪比。GHG和NAT信号也可以检测到，但对于更有限的极端指数和区域来说不太稳健。当模型数据被掩盖以模拟观测数据的可用性时，这些结果在很大程度上是不敏感的。一个不完善的模式分析表明，蚂蚁只能在全球和半球尺度上被稳健地探测到，在纬向和大陆的结果中具有很高的不确定性，其中指纹是从不同的GCM模拟中获得的。

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