Abstract The western Pacific subtropical high (WPSH) is closely related to Asian climate. Previous examination of changes in the WPSH found a westward extension since the late 1970s, which has contributed to the interdecadal transition of East Asian climate. The reason for the westward extension is unknown, however. The present study suggests that this significant change of WPSH is partly due to the atmosphere’s response to the observed Indian Ocean–western Pacific (IWP) warming. Coordinated by a European Union’s Sixth Framework Programme, Understanding the Dynamics of the Coupled Climate System (DYNAMITE), five AGCMs were forced by identical idealized sea surface temperature patterns representative of the IWP warming and cooling. The results of these numerical experiments suggest that the negative heating in the central and eastern tropical Pacific and increased convective heating in the equatorial Indian Ocean/Maritime Continent associated with IWP warming are in favor of the westward extension of WPSH. The SST changes in IWP influences the Walker circulation, with a subsequent reduction of convections in the tropical central and eastern Pacific, which then forces an ENSO/Gill-type response that modulates the WPSH. The monsoon diabatic heating mechanism proposed by Rodwell and Hoskins plays a secondary reinforcing role in the westward extension of WPSH. The low-level equatorial flank of WPSH is interpreted as a Kelvin response to monsoon condensational heating, while the intensified poleward flow along the western flank of WPSH is in accord with Sverdrup vorticity balance. The IWP warming has led to an expansion of the South Asian high in the upper troposphere, as seen in the reanalysis.

Abstract. The Scenario Model Intercomparison Project (ScenarioMIP) defines and coordinates the main set of future climate projections, based on concentration-driven simulations, within the Coupled Model Intercomparison Project phase 6 (CMIP6). This paper presents a range of its outcomes by synthesizing results from the participating global coupled Earth system models. We limit our scope to the analysis of strictly geophysical outcomes: mainly global averages and spatial patterns of change for surface air temperature and precipitation. We also compare CMIP6 projections to CMIP5 results, especially for those scenarios that were designed to provide continuity across the CMIP phases, at the same time highlighting important differences in forcing composition, as well as in results. The range of future temperature and precipitation changes by the end of the century (2081–2100) encompassing the Tier 1 experiments based on the Shared Socioeconomic Pathway (SSP) scenarios (SSP1-2.6, SSP2-4.5, SSP3-7.0 and SSP5-8.5) and SSP1-1.9 spans a larger range of outcomes compared to CMIP5, due to higher warming (by close to 1.5 ∘C) reached at the upper end of the 5 %–95 % envelope of the highest scenario (SSP5-8.5). This is due to both the wider range of radiative forcing that the new scenarios cover and the higher climate sensitivities in some of the new models compared to their CMIP5 predecessors. Spatial patterns of change for temperature and precipitation averaged over models and scenarios have familiar features, and an analysis of their variations confirms model structural differences to be the dominant source of uncertainty. Models also differ with respect to the size and evolution of internal variability as measured by individual models' initial condition ensemble spreads, according to a set of initial condition ensemble simulations available under SSP3-7.0. These experiments suggest a tendency for internal variability to decrease along the course of the century in this scenario, a result that will benefit from further analysis over a larger set of models. Benefits of mitigation, all else being equal in terms of societal drivers, appear clearly when comparing scenarios developed under the same SSP but to which different degrees of mitigation have been applied. It is also found that a mild overshoot in temperature of a few decades around mid-century, as represented in SSP5-3.4OS, does not affect the end outcome of temperature and precipitation changes by 2100, which return to the same levels as those reached by the gradually increasing SSP4-3.4 (not erasing the possibility, however, that other aspects of the system may not be as easily reversible). Central estimates of the time at which the ensemble means of the different scenarios reach a given warming level might be biased by the inclusion of models that have shown faster warming in the historical period than the observed. Those estimates show all scenarios reaching 1.5 ∘C of warming compared to the 1850–1900 baseline in the second half of the current decade, with the time span between slow and fast warming covering between 20 and 27 years from present. The warming level of 2 ∘C of warming is reached as early as 2039 by the ensemble mean under SSP5-8.5 but as late as the mid-2060s under SSP1-2.6. The highest warming level considered (5 ∘C) is reached by the ensemble mean only under SSP5-8.5 and not until the mid-2090s.

Abstract The paper examines terrestrial and oceanic carbon budgets from preindustrial time to present day in the version of Beijing Climate Center Climate System Model (BCC_CSM1.1) which is a global fully coupled climate‐carbon cycle model. Atmospheric CO 2 concentration is calculated from a prognostic equation taking into account global anthropogenic CO 2 emissions and the interactive CO 2 exchanges of land‐atmosphere and ocean‐atmosphere. When forced by prescribed historical emissions of CO 2 from combustion of fossil fuels and land use change, BCC_CSM1.1 can reproduce the trends of observed atmospheric CO 2 concentration and global surface air temperature from 1850 to 2005. Simulated interannual variability and long‐term trend of global carbon sources and sinks and their spatial patterns generally agree with other model estimates and observations, which shows the following: (1) Both land and ocean in the last century act as net carbon sinks. The ability of carbon uptake by land and ocean is enhanced at the end of last century. (2) Interannual variability of the global atmospheric CO 2 concentration is closely correlated with the El Niño‐Southern Oscillation cycle, in agreement with observations. (3) Interannual variation of the land‐to‐atmosphere net carbon flux is positively correlated with surface air temperature while negatively correlated with soil moisture over low and midlatitudes. The relative contribution of soil moisture to the interannual variation of land‐atmosphere CO 2 exchange is more important than that of air temperature over tropical regions, while surface air temperature is more important than soil moisture over other regions of the globe.

Abstract We evaluate and compare the simulation of summer precipitation in China and the East Asian summer monsoon (EASM) by eight climate models from Phase 6 of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6) and the corresponding eight previous models from CMIP5. Skill metrics are calculated to assess the climatology, interannual variation and linear trends during the time period 1961–2005. The CMIP6 multimodel ensemble (MME) is more skillful than the CMIP5 MME in the spatial correlation and standard deviation ( SD) of the climatological precipitation over Eastern China. All the CMIP6 models improve the skill scores in the climatological pattern of the EASM relative to the previous models of CMIP5, which is related to their smaller sea surface temperature (SST) biases over the Northwestern Pacific Ocean. The models with a higher capability in reproducing the climatological pattern of the EASM tend to have a better skill in simulating summer precipitation over Eastern China. Most (six of eight) of the CMIP6 models have advantages over the previous CMIP5 models in reproducing the interannual anomalous rainfall pattern over Eastern China related to the EASM. Ten of the 16 models partly reproduce the weakening trend of the EASM during 1961–2005. The high‐skill models (GISS‐E2‐H, GISS‐E2‐1‐H) that simulate a clear weakening trend in the EASM also reasonably simulate the negative correlation between the EASM and the SST over Eastern Indian and the Western Pacific Oceans (EIWP). By contrast, the two models (CESM2 and CESM2‐WACCM) that simulate a positive correlation over the EIWP both produce increasing trends in the EASM indices. This indicates the importance of climate models in simulating the relationship between the EASM and the SST over the EIWP. Among the 16 models, only 2 CMIP6 models (BCC‐CSM2‐MR and GISS‐E2‐1‐H) partly reproduce the linear trend of precipitation over Eastern China, featured by the pattern of “southern flood and northern drought.”