Klimatmodeller är oumbärliga verktyg för framtida klimatprognoser, inklusive förutsägelser om Mei-yu-frontens nederbörd, som är det största regnbärande systemet i den östasiatiska sommarmonsunen. Anpassning till klimatförändringar är starkt beroende av data från klimatprognoser från Coupled Model Intercomparison Project (CMIP). Dock, upplösningar för CMIP-modeller som CMIP5 är i allmänhet runt 100 till 200 kilometer, som inte är tillräckligt höga för att lösa vissa regionala nederbördssystem, till exempel, Mei-yu regnbältet längs Yangtzeflodens dal. Osäkerhet i regional nederbördsprognose på grund av modellupplösning måste kvantifieras.

Nyligen, Dr Chen Xiaolong och professor Zhou Tianjun från Institutet för atmosfärsfysik, kinesiska vetenskapsakademin, samarbetar med Drs. Peili Wu och Malcolm Roberts från Hadley Centre, U.K. Met Office, undersökte effekten av modellupplösning på Mei-yu nederbördsprojektionen med hjälp av Hadley Centres senaste klimatmodell, HadGEM3-GC2. Den högupplösta HadGEM3-GC2 (N216, ~60 km) projekterar stora ökningar av sommarnederbörd under två representativa scenarier för koncentrationsvägar (RCP8.5 och RCP4.5) medan lågupplösningen (N96, ~130km) visar en minskning. En större ökning av beräknat Mei-yu-nederbörd i modeller med högre upplösning observeras också över CMIP5-ensemblen.

Varför visar klimatmodeller som använder olika upplösningar så stora skillnader i de förväntade nederbördsförändringarna? "Baserat på fuktig statisk energi och fuktbudgetanalys, vi finner att advektion av fuktig statisk energi med bristfällig energi och fuktkonvergens av stationära virvlar (främst i meridionalriktningen) i N96 (~130 km) tillskrivs den projicerade svagare uppåtgående rörelsen och mindre mei-yu-nederbörd, " sa Dr Chen.

En storskalig manifestation av de anomala stationära virvlarna är det kontrasterande svaret på samma uppvärmningsscenario från den västra norra Stillahavsområdets subtropiska hög (WNPSH), som förblir oförändrad i N216 (~60 km) men drar sig tydligen österut i N96 (~130 km) som CMIP5-modeller. Interaktioner mellan vågaktivitet på hög latitud och konvektion på låg latitud är dynamiska orsaker till de distinkta svaren från WNPSH i hög och låg upplösning HadGEM3-GC2. Med oförändrad cirkulation i N216, mer fukt i varmare klimat kommer att öka den förväntade Mei-yu nederbörden, medan österut reträtt för mycket i N96 hindrar fuktig statisk energi och fukt att transporteras in i Mei-yu-regionen.

"Denna undersökning belyser behovet av högupplösta modeller i framtida klimatförändringsprognoser. Medan klimatmodeller som användes i tidigare CMIPs i allmänhet är lågupplösta modeller, Jag är glad att se att det i den pågående CMIP6 finns ett projekt för att jämföra modeller med hög upplösning, resultaten kommer att vara till hjälp för att ytterligare klargöra upplösningsberoendet av nederbördsprognoser, " sa motsvarande författare Prof. Zhou Tianjun.