Nước là nguồn gốc của sự sống, và nếu lượng mưa theo mùa theo các khu vực mà bị thay đổi, thì các tác động tiềm tàng có thể ảnh hưởng một cách sâu rộng. Cho nên, nó là một mối quan tâm thiết thực để đánh giá các mô hình có thể mô phỏng lượng mưa tốt hay không, không chỉ ở phạm vi toàn cầu, mà còn đối với khu vực. Không giống với sự biến đổi theo mùa của nhiệt độ với tỷ lệ lớn là được xác định chủ yếu bởi kiểu nắng và hình dạng của các lục địa, sự biến đổi lượng mưa lại bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi sự chuyển động theo chiều dọc đứng của không khí do các kiểu bất ổn định khác nhau của khí quyển và bởi các dòng khí ở trên địa hình núi. Để các mô hình mô phỏng chính xác các kiểu mùa khác nhau của lượng mưa, họ phải mô phỏng chính xác một số các quá trình (e.g, sự bốc hơi nước, sự ngưng tụ, sự vận chuyển) và thật khó để mô phỏng ở phạm vi toàn cầu. Vấn đề này còn được thảo luận thêm trong mục 8.2 và 8.6. Trong mục nhỏ này, tập trung vào sự phân phối lượng mưa và hơi nước. Sơ đồ 8.5a chỉ ra sự ước lượng dựa theo sự quan sát của lượng mưa trung bình hàng năm và sơ đồ 8.5b ước lượng theo trường số liệu trung bình của đa mô hình. Tại phạm vi lớn nhất, tỷ lệ lượng mưa thấp hơn ở các vĩ độ cao hơn, nó phản ánh việc giảm cả sự bay hơi cục bộ ở nhiệt độ thấp hơn lẫn áp suất hơi nước bão hoà thấp hơn của không khí lạnh, điều này hạn chế sự vận chuyển hơi nước từ các khu vực khác. Ở kiểu phạm vi lớn, thu được bởi các mô hình, là lượng mưa tối thiểu mang tính cục bộ gần xích đạo tại thái bình dương, do xu hướng vùng hội tụ nội nhiệt đới (ITCZ)2 quanh cận xích đạo tập trung ngoài xích đạo. Có một điểm cực đại cục bộ ở vĩ độ giữa, tương ứng với chiều hướng cho sự giảm lượng mưa ở vùng cận nhiệt đới và cho hệ thống bão để tăng lượng mưa ở vĩ độ giữa. Các mô hình thu được sự chênh lệch lượng mưa trung bình khu vực ở phạm vi lớn, ám chỉ rằng chúng có thể miêu tả thích đáng các đặc trưng của chu trình khí quyển. Hơn nữa, có một vài bằng chứng được cung cấp ở mục 8.3.5 mà mô hình đã được cải tiến nhiều hơn qua một vài năm trong việc mô phỏng chu kỳ hàng năm của lượng mưa.
(Các mô hình cũng mô phỏng một vài các đặc tính khu vực chính về lượng mưa, bao gồm vùng hội tụ chính và điểm cực đại trên rừng mưa nhiệt đới, mặc dù ở đây có khuynh hướng đánh giá thấp lượng mưa ở trên vùng amazon. Khi xem xét một cách chi tiết hơn, có sự thiếu sót về lượng mưa trung bình của đa mô hình. Đó là xu hướng riêng cho các mô hình để định hướng cho đường khu vực hội tụ nam thái bình dương song song vĩ độ và kéo dài quá xa về phía đông. Trong vùng nhiệt đới đại tây dương, lượng mưa cực đại quá yếu trong các mô hình so với quá nhiều mưa ở phía nam của xích đạo. Cũng có sai số hệ thống ở vị trí đông tây trong sự phân bố lượng mưa phía trên indo-pacific warm pool trong hầu hết các mô hình, với sự vượt quá của lượng mưa trên vùng biển tây ấn độ dương và trên các lục địa giáp biển.)
(Mặc dù kỹ năng rõ ràng được gợi ý bởi giá trị trung bình của đa mô hình (sơ đồ 8.5), nhưng nhiều mô hình hiển thị riêng lẻ lượng mưa thiên về thực tế, đặc biệt trong vùng nhiệt đới, nơi mà coi như là độ lớn của khí hậu quan sát trung bình (sơ đồ S8.9 và S8.10). Mặc dù các thiên hướng này có thể được quy cho sai số trong SST của mô hình ghép, ngay cả phiên bản chỉ có khí quyển của các mô hình chỉ ra sai số lớn tương tự. Đây có thể là một yếu tố dẫn tới việc thiếu sự nhất trí giữa các mô hình như dấu hiệu cho sự thay đổi lượng mưa theo khu vực trong tương lai thuộc các phần của vùng nhiệt đới. (xem chương 10).)
Thực chất của việc hiểu cái xác định sự phân bố lượng mưa theo khu vực trên đất liền và đại dương trong vùng nhiệt đới là sự đối lưu khí quyển và các tác động qua lại của nó với sự lưu thông ở phạm vi lớn. Sự đối lưu xảy ra trên phạm vi rộng lớn của không gian và thời gian, và nó làm tăng dấu hiệu mà sự tác động qua lại ngang qua mọi phạm vi có thể được quyết định cho
việc xác định khí hậu nhiệt đới trung bình và sự phân bố các trận mưa theo khu vực của nó. Trên các vùng đất nhiệt đới, chu kỳ ngày đêm chi phối, tuy thế nhiều mô hình gặp khó khăn trong việc mô phỏng cực đại vào buổi chiều sớm của trận mưa. Thay thế, họ hướng sang mô phỏng trân mưa vào trước buổi trưa cái mà làm tổn hại đến quỹ năng lượng của đất bề mặt. Tương tự, gió brizo xung quanh hệ thống phức tạp của các đảo ở Idonexia đã bị kéo theo trong sự sai của các mô hình để nắm được các kiểu trận mưa theo khu vực ngang qua Indo-Pacific Warm Pool. Trên các đại dương, phân phối lượng mưa dựa theo kết quả ITCZ từ sự đối lưu có hệ thống kết hợp với hệ thống thời tiết xảy ra trên synoptic và phạm vi thời gian trong mùa (xem mục 8.4.8). Những hệ thống này liên kết thường xuyên với cấu trúc sóng xích đạo ghép đối lưu, nhưng điều này mô tả sai trong các mô hình… )
Lượng mưa có liên kết mật thiết tới độ ẩm, độ bốc hơi, độ ngưng tụ, và các quá trình vận chuyển của khí quyển. Sự uơc tính quan sát tốt đường toàn cầu của sự bốc hơi không tồn tại, sự ngưng tụ và vận chuyển theo chiều dọc của hơi nước có thể bị chi phối bởi quá trình đối lưu theo phạm vi rất nhỏ cái mà rất khó để đánh giá trên toàn cầu. Triển vọng nhất cho việc đánh giá quá trình vận chuyển hơi nước trong khu vực ẩm ướt, đặc biệt ở phạm vi hàng năm và theo thời gian dài, có thể là so sánh kết quả mô hình và dòng chảy quan sát thuc te và gần như phải buoc cân bằng đuoc luơg van chuyen cua khi quyen vì sự biến thien du tru nước trên mặt đất trong phạm vi thời gian dài là rất nhỏ.( xem 8.3.4.2).
Mặc dù phép phân tích của dong nuoc mua trong MMD (multi-model-data set) ở PCMDI đã không được thực hiện, kết quả thực của sự bay hơi, vận chuyển và quá trình ngưng tụ có thể được quan sát trong sự phân bố độ ẩm không khí. Mô hình tái tạo lại sự giảm ở phạm vi lớn độ ẩm với cả vĩ độ và kinh độ (sơ đồ S8.11), mặc dù đây là sự kiem tra mô hình, nhưng nó là kết quả trực tiếp của sự mô phỏng thực tế về nhiệt độ. Giá trị trung bình đa mô hình phụ thuộc độ ẩm, việc lấy trung bình theo khu vực và theo hàng năm, thấp hơn 10% xuyên suốt hầu hết tầng đối lưu thấp hơn so với sự phân tích lại, nhưng sự đánh giá mô hình trong tầng đối lưu phía trên bị cản trở đáng kể bởi tính không rõ rag trong quan sát. Khi phan tich lai bang da mo hinh thi su sai so theo vug nho hon 10%
(Bất cứ sai số nào trong sự phân bố hơi nước cũng ảnh hưởng tớ sự phản xạ lại bức xạ LW (xem 8.3.1.1.2), cái mà khong lien quan den sai so he thong trung bình khu vực . Trong thực tế, sự chênh lệch quan sát trong bức xạ LW phát ra giữa các khu vực ẩm ướt và khô được tái tạo lại bởi mô hình, cung cấp các bằng chứng mà sai số độ ẩm không ảnh hưởng trầm trọng đến dòng cuối cùng tại TOA. Tuy nhiên, sức mạnh của sự phản hồi hơi nước, cái mà ảnh hưởng mạnh tới độ nhạy cảm của khí hậu toàn cầu, được xác định chủ yếu bởi sự thay đổi rất nhỏ của hơi nước đáp lại sự ấm lên, và khả năng của mô hình để miêu tả chính xác sự phản hồi này có lẽ được đánh giá tốt hơn với việc nghiên cứu các quá trình (xem 8.6).)
Figure 8.5. Annual mean precipitation (cm), observed (a) and simulated (b), based on the multi- model mean. The Climate Prediction Center Merged Analysis of Precipitation (CMAP; Xie and Arkin, 1997) observation-based climatology for 1980 to 1999 is shown, and the model results are for the same period in the 20th-century simulations in the MMD at PCMDI. In (a), observations were not available for the grey regions. Results for individual models can be seen in Supplementary Material, Figure S8.9.