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基于海温背景约束的中国区域次季节模式预测降水的误差订正

次季节至季节预测,物理背景约束订正,分位数映射,印度洋海盆模,降水

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.10 东亚季风短期气候预测及机理

次季节至季节（S2S）动力模式在15天以上的降水预测中技巧有限，这主要受限于模式自身的系统性偏差，以及对可预测性来源调控作用的刻画能力不足。本研究基于CMA-CPSv3次季节动力模式，采用三种改进的分位数映射（QM）订正方法，旨在提升次季节模式对中国区域日降水的预测能力。本研究采用三种逐步递进的分位数映射（QM）订正方法。CM1为滑动窗口法，通过构建15天滑动窗口内的累积分布函数，引入时间采样以刻画次季节演变特征。CM2为区域聚合法，在CM1的基础上增加空间聚合，通过融合时空采样进一步扩大样本量，提升订正的空间一致性。CM3为背景约束法，在CM2的基础上进一步将印度洋盆地模态（IOBM）作为物理约束因子引入订正过程，依据IOBM的不同位相分别构建订正函数，以体现可预测源的物理调控作用。评估结果表明，原始模式存在对弱降水（≤1 mm/d）的高估、对中雨及以上量级降水（≥10 mm/d）的低估，以及对长江流域雨带位置的刻画偏差。三种订正方法均能有效改善上述问题，其中CM2 CM3效果更优。CM3在降水空间分布形态的模拟能力和偏差减小方面表现最佳，尤其在IOBM正位相下优势更为明显。这得益于CM3能够准确刻画IOBM对中国降水时空分布的物理影响，表明基于物理背景约束的偏差订正方法在次季节预测中具有显著效果。