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Responses of Mean and Extreme Precipitation to Different Climate Forcing Under Radiative-Convective Equilibrium
Advances in Atmospheric Sciences ( IF 5.8 ) Pub Date : 2020-03-30 , DOI: 10.1007/s00376-020-9236-1
Chenyu Ma , Wei Yuan , Ji Ni

Understanding the responses of mean and extreme precipitation to climate change is of great importance. Previous studies have mainly focused on the responses to prescribed sea surface warming or warming due to increases of CO 2 . This study uses a cloud-resolving model under the idealization of radiative–convective equilibrium to examine the responses of mean and extreme precipitation to a variety of climate forcings, including changes in prescribed sea surface temperature, CO 2 , solar insolation, surface albedo, stratospheric volcanic aerosols, and several tropospheric aerosols. The different responses of mean precipitation are understood by examining the changes in the surface energy budget. It is found that the cancellation between shortwave scattering and longwave radiation leads to a small dependence of the mean precipitation response on forcings. The responses of extreme precipitation are decomposed into three components (thermodynamic, dynamic, and precipitation efficiency). The thermodynamic components for all climate forcings are similar. The dynamic components and the precipitation-efficiency components, which have large spreads among the cases, are negatively correlated, leading to a small dependence of the extreme precipitation response on the forcings. 了解平均降雨与极端降雨对气候变化的响应是非常重要的. 先前的工作主要集中于其对海平面升温和二氧化碳增加导致的变暖的响应. 本文运用云解析模式研究在辐射对流平衡的理想化条件下, 平均降雨和极端降雨对各种气候强迫(包括海平面温度、 二氧化碳、 太阳辐射、 地表反射率、 平流层火山气溶胶和对流层气溶胶)的响应. 本文通过分析地表能量辐射收支平衡中各项的变化来理解平均降水的不同响应. 短波辐射和长波辐射的变化相互抵消导致平均降雨响应对气候强迫的依赖性弱, 即平均降雨对不同气候强迫所导致的升温的响应差异不大. 极端降水的响应可分为三部分(分别为热力动力学部分、 动力学部分和降雨效率部分). 对各气候强迫引起的降雨变化, 热力动力学部分的贡献量相似, 动力学部分和降雨效率部分的贡献量在不同强迫下变化较大并且呈负相关, 导致极端降雨响应对气候强迫的依赖性弱.

中文翻译:

辐射-对流平衡下平均和极端降水对不同气候强迫的响应

了解平均和极端降水对气候变化的响应非常重要。以前的研究主要集中在对规定的海面变暖或由于 CO 2 增加而变暖的响应上。本研究使用辐射-对流平衡理想化下的云解析模型来检查平均和极端降水对各种气候强迫的响应,包括规定的海面温度、CO 2 、太阳日射、地表反照率、平流层火山气溶胶和几种对流层气溶胶。通过检查表面能量收支的变化可以理解平均降水的不同响应。发现短波散射和长波辐射之间的抵消导致平均降水响应对强迫的依赖性很小。极端降水的响应被分解为三个分量(热力学、动力学和降水效率)。所有气候强迫的热力学分量都是相似的。动态分量和降水效率分量在案例之间具有很大的差异,它们呈负相关,导致极端降水响应对强迫的依赖性很小。了解平均实时与近对气候变化的响应是重要的。主要集中于其对海地面工作和全部增加导致的先前的响应。本文运用解析云模式研究在辐射对流平衡的理想化条件下,定期和实时对各种气候需求(包括海平面温度、气球、太阳辐射、地表反射率、平流层火山气溶胶和对流层溶气胶) )的响应。本文通过分析地表能量辐射收支平衡中各项的变化来理解经济的不同响应。短波辐射和长波辐射的变化会导致各种原因的变化,从而产生不同的需求。紧急响应的响应可分为三部分(分别为热力动力学部分、动力学部分和整体效率部分)。对各气候强迫症的流行、热力动力学部分的贡献量相似、动态部分和常见的有效部分的贡献量在不同的特性下变化并呈现负相关,从而导致对气候变化的吸引力弱。
更新日期:2020-03-30
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