发展适合我国气候特点的、有较高分辨率的、具有较高模块化功能的、能反映当代科学技术水平的全球耦合气候系统模式。基于该模块化气候系统模式的比较试验揭示目前气候系统模式对海气和陆气相互作用过程以及对东歪气候及其变化过程模拟差异的原因。该模式系统可作为未来发展地球系统模式的基础模式,为深入开展气候研究和气候预测奠定良好的基础。
完成对IAP/LASG两个全球大气模式和一个全球海洋模式的改进,主要包括提高模式分辨率、改进模式物理过程和实现模式的模块化和并行化。在此基础上,基于NCAR CCSM的模块化耦合器建立了一个有较高分辨率的、具有较高模块化、标准化和并行化程度的耦合气候系统模式。该模式系统已对从事气候模拟和气候变化研究提供了重要支撑。系统评估分析了目前数值模式模拟热带地区和东亚区域气候的能力和不足。特别是通过评估耦合模式的虚假双"辐合带"现象,分析了层云模拟偏差的影响,提出了改进的层云参数化方案,提高了模式的模拟能力。观测分析发现了东亚区域,特别是中国东部地区的气候及其变化有其特殊性和复杂性,比如长江流域独特的云辐射强迫特征和云辐射反馈机制;东亚对流层上层独特的年代际冷变化及其对应的环流变化和对中国东部"南涝北旱"型降水变化的解释;青藏高原对纬向环流的摩擦效应对其下游天气过程的影响等,为改进模式提供了科学依据。认识到气候模式对中国区域气候模拟能力较弱的主要原因是模式对青藏高原动力和热力作用的描述能力有限;对该区域的云、降水、温度等所具有的特殊气候特征和气候变化的物理过程未能在模式中合理体现。