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IJC:过去38年中国地表风速站点观测与再分析资料的对比研究

作者:米西源 刘鹏  发布时间:2025/05/30 16:20:34  浏览量:

近地表风速(NSWS)的再分析产品被广泛应用于近地表风速的相关研究,但近地表风速再分析产品的适用性却缺乏准确细致的评估。近本科生米西源在其导师刘鹏副教授的指导下,基于中国大陆1980~2017年间站点10m风速观测数据,评估了同时期ERA5、MERRA-2、NCEP-2、JRA-3Q四种再分析资料在中国大陆地区地表风速的多种时空尺度气候特征,揭示了四种近地表风速再分析资料在中国地区的不同适应性。

研究结果表明,与站点观测相比,ERA5和NCEP-2在NSWS气候态上表现为正偏差,MERRA-2表现为负偏差,JRA-3Q表现为显著负偏差。在气候态空间分布上,ERA5表现最好,与站点的空间相关系数为0.55。从整体性上,JRA-3Q表现最好(图d)。在年际尺度上,ERA5表现最好(图i),与站点的相关系数为0.68,显著优于其他3个再分析数据集。在年代际尺度上,MERRA-2、NCEP-2和JRA-3Q能较好地再现1980~2011年NSWS的下降趋势。然而四个再分析数据集都无法再现2011年至2017年的增长趋势。在年循环上,只有ERA5较好地再现了不同区域的季节特征,包括春季中国北部和青藏高原NSWS达到最大,夏季长江以南NSWS达到最大。从不同时空尺度的评价结果来看,ERA5在气候态空间分布、年际变率和年循环方面表现较好,但在年代际尺度上未能再现观测特征。JRA-3Q在年代际变率方面表现出显著的优势(图L),MERRA-2和NCEP-2在各方面并无突出的优势。

该研究成果已发表在《International Journal of Climatology》期刊。

图 四种再分析资料与站点观测在不同时间尺度的相关系数

原始年资料(左)、年代际(中)、年际(右)第一行ERA5 (a)(e)(i)、第二行MERRA-2 (b)(f)(j)、第三行NCEP-2 (c)(g)(k)、第四行JRA-3Q (d)(h)(L)

相关文献

Mi, X. and Liu, P. (2025), A Comparative Study of Near-Surface Wind Speed Observations and Reanalysis Datasets in China Over the Past 38 Years.International Journal of Climatology, 45: e8738. https://doi.org/10.1002/joc.8738

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