研究揭示更新的CMIP6气候模型中南大洋云辐射和物理特性的补偿误差

科学家们仍在调查以弄清这一点，他们现在更近了一步，因为一个国际合作组织在被称为CMIP6的广泛使用的气候模型协议中确定了补偿误差。他们今天（9月20日）在《大气科学进展》杂志上发表了他们的发现。

通讯作者王元（音译）说：“南大洋上空的云和辐射偏差一直是过去几代全球气候模型中的一个长期问题。”他现在是普渡大学地球、大气和行星科学系的一名副教授。“在最新的CMIP6模型发布后，我们急于想看看它们的表现，以及旧的问题是否仍然存在。”

国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)是世界气候研究计划（WCRP）的一个项目。它允许对气候模型进行系统的评估，以阐明它们之间的比较和真实世界的数据。在这项研究中，王元和其他研究人员分析了CMIP6模型中的五个，旨在作为标准参考。

王元说，研究人员还受到该领域其他研究的激励，这些研究指出南大洋的云层覆盖是导致一些CMIP6模型高敏感度的一个因素，当模拟预测的表面温度上升太快，无法满足辐射增加的速度。换句话说，如果模拟不当，南大洋的云层可能会给未来气候变化的预测带来怀疑的阴影。

王元表示：“这篇论文强调，尽管南大洋上的辐射模拟有了全面的改善，但还是要补偿云层物理特性的错误。通过空间卫星观测，我们能够量化模拟的云层微物理特性中的那些误差，包括云层分数、云层水含量、云层液滴大小等等，并进一步揭示了每一种误差是如何导致云层辐射效应的总偏差的。”

云辐射效应--云如何干扰辐射以温暖或冷却表面--在很大程度上由云的物理特性决定。王元说：“CMIP6中的云辐射效应与卫星观测结果相当，但是我们发现在云的液态水路径和液滴有效半径方面存在很大的补偿性偏差。主要的含义是，即使最新的CMIP模型改进了对其平均状态的模拟，如大气层顶部的辐射通量，详细的云层过程仍然具有很大的不确定性。”

据王元说，这种差异也部分解释了为什么模型的气候敏感性评估表现不佳，因为这些评估依靠模型的详细物理学--而不是平均状态的表现--来评估对气候的总体影响。

王元表示：“我们未来的工作将旨在确定造成这些偏差的个别参数化。希望我们能够与模型开发者密切合作，使他们得到解决。毕竟，任何模型评估研究的最终目标是帮助改善这些模型。”