dc.contributor.author
Huang, Bo
dc.date.accessioned
2018-06-07T16:48:56Z
dc.date.available
2017-08-16T12:21:04.723Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/3073
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-7273
dc.description.abstract
The East Asian summer monsoon (EASM) is an important part of the global
climate system and plays a vital role in the Asian climate. It influences the
livelihood and the socioeconomic status of over a billion residents who live
in the EASM dominated region. Accurate predictions of the EASM can provide
enormous socio-economic advantages. This study employs multi-prediction
systems to investigate the seasonal predictability of EASM. Six prediction
systems consisting of coupled atmosphere-ocean general circulation models
(AOGCMs: BCC-CSM1-1, CanCM4, GFDL-CM2p1, HadCM3, MIROC5 and MPI-ESMLR) were
applied in initialised experiments. Applying full-field and anomaly
initialisation, these six prediction systems show significant improvement in
predicting the zonal winds (850 hPa) as compared to a non-initialised
forecast. Two of the prediction systems (GFDLCM2p1 and MIROC5) increase the
forecast skill of the EASM index substantially in the initialisation. The
variability of EASM is evaluated in the eight re-analysis datasets (i.e. 20CR,
CFSR, ERA-20C, ERA-Interim, JRA-55, MERRA, NCEPI and NCEPII). There is no
significant difference of EASM index which has been calculated by the eight
re-analyses. However, the spread of the EASM index is larger in the prediction
systems than in the re-analysis datasets. One possible reason is the different
depiction of EASM-ENSO coupled mode in the prediction systems. Because of the
coarse resolution of the prediction systems, there is a spatial scale gap
between them and the input needed for applications at high resolution. This
study employs regional climate models to downscale the AOGCMs output. Five
regional climate models (RCMs: COSMO-CLM, HadGEM3-RA, RegCM4, SNU-MM5 and YSU-
RSM) contribute to this study. They follow a world-wide regional downscaling
framework in East Asia (i.e. CORDEX-East Asia). These five RCMs have been
assessed in their ability in representing the EASM. The five models are able
to capture the major characteristics of monsoon precipitation. There is
significant difference between models in presenting the monsoon precipitation
features (e.g. mean state, inter-annual variability, monsoon precipitation
intensity etc.). In general, the set up of the five RCMs can be used for
dynamical downscaling in East Asia. One particular prediction system (MPI-ESM-
LR) and one RCM (COSMO-CLM) are selected for studying the further dynamical
downscaling in detail. Although both the simulations capture the monsoon
precipitation and its associated general circulation, the RCM shows more
details. The simulating skill of EASM index by the RCM strongly depends on the
prediction system's driving data. Overall, the prediction systems combined
with dynamical downscaling provide a perspective for a skilful seasonal
prediction of EASM.
de
dc.description.abstract
Der Ostasiatische Sommermonsun (EASM) ist ein wichtiger Bestandteil des
globalen Klimasystems und spielt eine wichtige Rolle im asiatischen Klima. Er
beeinflusst den Lebensunterhalt und den sozioökonomischen Status über 1
Milliarde Einwohner, die in der EASM dominierten Region leben. Genaue
Vorhersagen des EASM können diese Verluste entscheidend mindern. Diese Studie
stellt Multi-Vorhersage-Systeme vor, um die saisonale Vorhersagbarkeit des
EASM zu untersuchen. In initialisierten Experimenten wurden sechs
Vorhersagesysteme angewendet, die aus gekoppelten Atmosphäre-Ozean-
Zirkulationsmodellen bestehen (AOGCMs: BCC-CSM1-1, CanCM4, GFDL-CM2p1, HadCM3,
MIROC5 und MPI-ESM-LR). Bei der Anwendung der Absolut -und Anomalie-
Initialisierung zeigen die sechs Vorhersagesysteme eine signifikante
Verbesserung bei der Vorhersage der Zonalwinde (850 hPa) im Vergleich zur
nicht-initialisierten Vorhersage. Zwei der Vorhersagesysteme (GFDL-CM2p1 und
MIROC5) verbessern durch eine Initialisierung die Prognose des EASM-Indexes.
Die Variabilität des EASM in verschiedenen Analysen wird in acht Reanalyse-
Datensätzen (20CR, CFSR, ERA-20C, ERA-Interim, JRA-55, MERRA, NCEPI und
NCEPII) betrachtet. Die verschiedenen Reanalysen weisen keinen signifikanten
Unterschied bei der Reparäsentation des EASM-Index auf. Die Variationsbreite
des EASM ist mit den Vorhersagesystemen größer als bei den Reanalysen. Ein
möglicher Grund ist die unterschiedliche Simulation der EASM-ENSO-Kopplung in
den Vorhersagesysteme. Bedingt durch die grobe Auflösung der verwendeten
Modelle gibt es eine räumliche Skalenlücke zwischen den Vorhersagesystemen und
den für Klimafolge-Modelle benötigen Antriebsdaten. In dieser Studie werden
regionale Klimamodelle verwendet, um ein dynamisches Downscaling mit den
AOGCM-Ergebnissen durchzuführen. Fünf regionale Klimamodelle (COSMO-CLM,
HadGEM3-RA, RegCM4, SNU-MM5 und YSU-RSM) werden dabei ausgewertet. Die RCMs,
die alle innerhalb eines internationalen Verbunds (CORDEX-Ostasien) zum
regionalen Downscaling in Ostasien beitragen, wurden bezüglich ihrer
Simulationsgüte des EASMs bewertet. Die fünf CORDEX-Modelle sind in der Lage,
die Hauptmerkmale des Monsun-Niederschlags zu erfassen. Im Allgemeinen können
diese regionalen Klimamodelle für das dynamische Downscaling in Ostasien
genutzt werden. Es gibt allerdings signifikante Unterschiede zwischen den
Modellen bei der Simulation des Niederschlags (mittlerer Zustand, mehrjährige
Variabilität, Monsun-Niederschlagsintensität). Ein spezielles Vorhersagesystem
(MPI-ESM-LR) und ein RCM (COSMO-CLM) wurden ausgewählt, um das dynamische
Downscaling weiter im Detail zu untersuchen. Beide Simulationen erfassen den
Monsun-Niederschlag und die damit verbundene allgemeine Zirkulation, das RCM
zeigt jedoch mehr Details. Die Simulationsfähigkeit des EASM-Index durch das
RCM hängt stark von den Antriebsdaten der Vorhersagesystem ab. Insgesamt
bieten die Vorhersagesysteme gekoppelt mit dynamischem Downscaling eine
Perspektive für eine realistische saisonale Vorhersage des EASM.
de
dc.format.extent
i, 109 Seiten
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
East Asia summer monsoon
dc.subject
Seasonal predictability
dc.subject
Dynamical downscaling
dc.subject
CORDEX-East Asia
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::550 Geowissenschaften, Geologie::551 Geologie, Hydrologie, Meteorologie
dc.title
East Asian summer monsoon simulations: dynamical downscaling and seasonal
prediction
dc.contributor.contact
huangb@zedat.fu-berlin.de
dc.contributor.firstReferee
Prof. Ulrich Cubasch
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Klaus Dethloff
dc.date.accepted
2017-06-23
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000105056-2
dc.title.translated
Ostasiatische Sommermonsun Simulationen: dynamische Downscaling und saisonale
Vorhersage
de
refubium.affiliation
Geowissenschaften
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000105056
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000021791
dcterms.accessRights.dnb
free
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open access