气候研究计划（2013-2020年）

优先主题 55：物理过程参数扰动在模式集合预测中的应用

根据物理量的统计平均和空间概率分布特征，随机重构相关模式参数化，实

现对不确定次网格过程的显式计算；基于国家气候中心新一代季节气候预测模式

系统，引入云物理过程和海气相互作用过程的次网格随机构造参数化方案，评估

模式相关物理参数化过程的不确定性以及由此导致的东亚季风气候预测的不确

定性，针对东亚气候预测确定最优海气相互作用参数化方案；检验模式对 ENSO

和东亚季风的预测能力，并与 DEMETER、 ENSEMBLES 等国际计划的相关结果比较，

考查随机参数化方案相较于多模式集合方法在刻画模式本身不确定性方面的优

劣；研究随机扰动和外强迫相互作用对东亚气候模拟的影响及其机制，深入了解

东亚气候的可预报性。

优先主题 56：气候模式降水微物理过程参数化方案的改进与评估

改进高分辨率气候模式中降水微物理过程的参数化方案，引进国际上先进的

云微物理过程双参数化方案，增加气溶胶的间接效应；结合东亚气候特点，优化

云、降水等参数化方案，完善模式对混合云、冰云的模拟；开展不同的气溶胶核

化参数化方案、不同云量参数化方案的比较研究，评估对云量、云水过程、云辐

射强迫的模拟能力，实现对云滴、冰晶数浓度的水平空间分布和垂直空间分布的26

合理描绘，对降水过程有较强的模拟能力。

优先主题 57：天气尺度瞬变扰动对中高纬度环流异常的影响与预测

评估国家气候中心新一代气候系统模式对中高纬度地区环流和天气尺度瞬

变活动的模拟能力，研究天气尺度瞬变扰动对中高纬度大尺度平均环流的动力和

热力反馈作用，研究天气尺度瞬变扰动输送的热量和动量对中高度纬度大气环流

模拟及其可预报性的影响，揭示瞬变扰动对平均流的反馈作用、对中高纬度地区

大尺度环流异常预测的影响及其在提高模式短期气候预测能力中的作用，为中高

纬度地区异常环流形势的准确预测提供科学基础。

优先主题 58：气候系统模式对大气季节内振荡的模拟能力评估

研究大气季节内振荡（ ISO）现象的气候平均状态、季节变化、年际变化及

年代际变化，评估不同气候系统模式对 ISO 的模拟能力；研究 ISO 产生的机制，

分析不同模式模拟 ISO 的差别及其可能成因，获得不同模式对 ISO 模拟能力的评

估结论，研究改进气候系统模式 ISO 模拟能力的方法。

优先主题 59：全球海洋显式生态系统模式的建立及其在气候变化研

究中的应用

在国家气候中心现有海洋生物地球化学分量模式的基础上，建立显示生态系

统的海洋碳循环过程模式，包含真光层内浮游生物的生长过程及其伴随的碳、氮、

磷等生物化学转化过程，考虑营养盐（如硅、铁等）对海洋生态系统的影响，能

够表征海洋中生态系统与碳循环的相互作用，实现碳循环模式与国家气候中心气

候系统模式的耦合，研究海洋生态系统对全球海洋固碳的贡献、气候变化条件下

海洋生态系统的响应及其对全球海洋碳循环的影响。

优先主题 60：陆地生态系统碳、氮循环过程模型研发与应用

研究陆地生态系统氮状态对植被光合、呼吸作用、同化产物的分配、土壤有

机质分解过程的影响机制及其参数化；土壤质地和土壤温度、湿度状况对土壤碳、

氮积累、分解过程的影响及其参数化；大气 CO2浓度增加，土地利用、土地覆盖

变化对陆地碳、氮循环的影响；全球变暖和氮沉降背景下陆地碳库、氮库的动态

变化,建立陆地生态系统碳、氮循环过程模型。27

优先主题 61：热带海洋生物地球化学循环过程模式发展与评估

研究 BCC_CSM 海洋生物地球化学循环过程（包括海洋生态系统、碳循环等）

影响海温的关键机制；针对 BCC_CSM 热带暖池区和冷舌区模拟误差引入合理的生

物地球化学循环过程参数化方案（如由简单生物地球化学过程向带显式生态系统

的碳循环模式发展），改进上层海洋热力结构模拟能力，进而提高对短期气候的

预测能力，揭示影响热带海温的生物地球化学重要过程，通过引入合理的生物地

球化学循环过程参数化方案改进上层海洋从季节到年际尺度海温的模拟，并在短

期气候预测中加以应用。

（二）区域特色

开展气候模式对东亚和中国区域气候变化模拟能力的评估;研究影响西太平

洋暖池的关键物理过程，包括混合层过程、热力学过程等，提出暖池维持的条件

和机理，对影响模拟西太平洋暖池的模式误差提出改进方案；开展淮河流域农田

生态系统陆气相互作用的机理和模拟研究，分析未来气候变化条件下淮河流域农

田碳源（汇）的变化趋势和地气过程响应特征；开展西北半干旱地区绿洲植被与

气候相互作用的模拟研究，探索西北地区显著性增温所造成的绿洲植被覆盖种类

变化以及植被对区域温度和降水时空变化特点的影响。28

五、基础支撑平台

预期目标：建立国家级、区域和省级气候监测诊断、预测及影响评估综合业

务平台（ CIPAS)，构建全国、区域（省级）综合气候服务系统，实现全国和区域

（省级）气候监测、诊断、评估、预测、服务为一体的实时业务系统。

主题 1：国家级、区域和省级一体化气候业务综合平台（ CIPAS)

在现有国家级 CIPAS 业务系统的基础上，重点研制典型区域气候异常的监测

诊断指标体系，研发影响区域气候的大气、海洋、陆面过程等物理因子及其作用

机理，研制区域气候异常的主要海洋大气环流系统和影响因子诊断归因技术；研

制区域级（省级）气候集合预报技术、区域（省级）气候影响与评估业务技术；

研制区域级（省级）通用的中国气候信息处理与分析一体化综合气候业务平台，

具备支撑国家级、区域和省级气候监测诊断、气候预测、气候影响评价、气候应

用服务的业务能力，实现平台软件设计通用化、数据共享集约标准化、系统结构

网络化、交互工具人性化。

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