相似-动力模式的月平均环流预报试验

在过去相似-动力模式研究的基础上, 建立了以T63L16月动力延伸业务预报模式为动力核的相似-动力月预报模式. 原T63模式的月平均环流预报为控制试验, 所建立的相似-动力模式的月平均环流预报为对比试验. 通过4个相似-动力模式预报成员的集合平均, 对比试验结果显示了优于控制试验的月平均环流预报技巧.     

改善月动力延伸预报水平的一种新途径

从数值模式普遍存在的一个重要预报误差源—— 纬向平均环流入手, 提出了一种改进月动力延伸预报的新途径. 首先, 应用重构相空间理论和非线性时空序列预测方法, 在大量历史资料的基础上构建纬圈平均环流(纬向平均高度场)月尺度逐候非线性动力学区域预报模型; 然后将非线性动力预报和数值模式动力预报结合起来, 即将非线性预报结果转化为模式需要的预报量, 再在模式积分过程中实施过程订正. 试验结果表明, 这种方法不仅有效减少了模式的系统性预报误差, 而且通过波流非线性相互作用, 使部分波分量的预报得到了较明显的改善.     

纬向和经向谐波分析与季风

多年来,有不少工作用谐波分析方法对月平均环流进行了研究,文献[1]对多年月平均500毫巴60°N和30°N的环流作过分析,文献[2]则用全球多年月平均海平面气压场研究了南北半球的大气环流与东亚季风,指出欧亚非大陆在东亚季风形成中起了主要作用。鉴于地球上的海陆分布特点在东西半球和南北半球都是不同的,因此在研究大气环流时,     

一个修正的海气通量距平耦合方案

通过分析海气耦合模式“气候漂移”的原因,提出了一个修正的通量距平耦合方案,它可以保证通过海气界面的热通量长期平均值接近于零。应用这个耦合方案,可以成功地把一个２０层海洋环流模式和９层大气环流模式耦合起来,并完成了一个４０ａ的长期积分,积分结果表明,模式没有出现明显的气候漂移。     

全球变暖对未来气候的影响

300万年前,气候比现在温暖,冰川稀少、海洋广布,天气类型各异.掌握当时气候变暖的根据,气候模拟裴置将有助于预测未来的天气. 在理论上,空气中增加二氧化碳和其它温室气体会使地球变暖,但是没有人知道这种变化有多大.决策者们需要知道在许多预报中哪种预报是最可靠的,但是科学家们还不能分辨哪种预报最可靠.广泛用于气侯研究的各种大气环流模式基于今天的气候条件:预报人员感到,如果他们能通过一年中的各个季节较合理地再现气候,那么这些大气环流模式就是相当可     

地球物理因素在长期天气预报中的应用

一、问题的提出我们的研究表明,地球物理因素(包括地极移动和地球自转速度变化)在大气环流和我国气候演变中起一定作用。本文的主要目的是,从统计学角度估计地球物理因素对我国长江流域、华北及东北地区降水和气温的影响,并寻求将这种影响应用于长期天气预报的方法;为此,我们将综合分析大气环流因子、地球物理因子和太阳活动与预报对象的关系。     

数值模式的质量守恒方程中水汽源汇项作用的讨论

目前,数值预报模式、大气环流和气候模式及中尺度模式的湿空气质量守恒方程中一般都没有考虑水汽源汇项的影响。文献[6]虽然在基本方程组的质量守恒方程(T2)中列出了源汇项,但是在计算所用的该方程近似形式(T6)中还是把它忽略了。实际大气中存在着水分的凝结与蒸发,有时凝结还是很强的。本文将讨论水汽源汇项在湿空气质量守恒方程和有关方程中的作用,以及它们对数值预报结果的影响。     

分块地形坐标大气环流模式动力框架及其积分结果分析

给出了分块地形坐标大气环流模式的动力框架及其积分结果, 采用该坐标可解决陡峭地形的问题. 该框架的微分和差分方程组具有总质量守恒、平流项二次守恒、科氏力作功为零、总有效能量守恒等特点, 其时间积分方案则采用改进的非线性迭代. 对该框架的9层和21层版本的积分结果作了能量检测, 同相应的IAP AGCM-Ⅱ和AGCM-III的动力框架相比, 其动能和总有效位能的变化均与之相近, 证实了该框架具有较好的稳定性, 可长期积分. 该框架较原IAP AGCM动力框架更能反映复杂大地形对大气环流的影响, 表明分块地形坐标要较原坐标为优. 最后用21层版本研究了地形对准定常行星波的影响, 结果也证实了该框架的正确合理性.     

区域环境集成系统模式以及对我国夏季季风的模拟研究

重点介绍了中国科学院区域气候-环境重点实验室研制的区域环境集成系统模式RIEMS 2.0, 以及利用该模式对东亚地区进行了1979年1月到2000年12月的长期积分试验, 重点考察了区域气候模式对东亚地区的夏季季风的模拟能力. 结果表明: (1) RIEMS 2.0模式能够较好地模拟出夏季表面大气温度的空间分布以及不同区域温度的年变化; 同时模式模拟季平均和月表面大气温度与观测之间偏差大约一般在1~2℃. (2) 对于降水来说, RIEMS 2.0模式能够较好地模拟夏季降水的空间分布特征以及东亚地区雨带季节性演变, 同时RIEMS 2.0模式模拟的雨带演变较RIEMS 1.0更加接近观测. (3) RIEMS 2.0模式能够模拟出大尺度环流背景场. 该研究表明区域环境集成系统模式能够较好地应用于我国区域夏季季风气候模拟研究工作.     

“大气环流的若干基本問題”

地球外面包裹着的这一整层空气,即大气,怎样在运动盾,这个极为复杂的問題,是近代气象学的中心課題。大气是一个整体,一个地方的天气只在較短的时日里就受到很远地区气流的影响。一个地方也因为它所处在大气的部位的不同,主要由这地区的气流特点,在平均状态上表現出它一定的特色——气候。天气預报,特则是中长期天气预报,和对自然改造有重要意义的气候学研究,如果下面对大气环流研究这一课題,在进展上就会受到很严重的限制,只能解决一些枝节問题,甚至于表面问题,而不得要领。从中学自然地理教科书到較专門的气象学教科书里,都有一定的章节,用不同的尺寸介紹大气环流問     

大气中红外辐射传输的参数化模式

一、引言 在利用大气环流模式进行长期数值天气预报和气候模拟的研究中,需要很好地考虑辐射在大气中传输的问题。目前,已经有很多精确的方法可以计算现实的模式大气中的辐射传输,但它们都需要大量的计算机时间,因而,应用这些方法到大气环流模式中是不现实的。这就需要建立简化的辐射传输计算方案,它们要有足够的精度,但只需很少的机时。Stephens对这     

一个长期预报可预报性的现实论证

作者对中国古天文参数长期预报进行过十年完整调查,然后在这个基础上于1981至1983年间初步模拟了一个以环流-海气-天体综合效应的季预报模式。通过对中国15大区120个标准站23年(1957—1980年)的历史检验及1981至1983年三年实际性的全国分区预报实验,结果为历史检验拟合率达     

大气环流学术会議

中国科学院和中国气象学会联合召开的大气环流学术会議,于12月8—12日在北京举行。会議听取了“十年来我国的大气环流和动力气象研究工件”、“东亚大气环流的特征”、“西藏高原对东亚大气环流的影响”和“十年来我国中长期预报的研     

东亚夏季大气环流

引言解放以后,新中国的气象事业有了迅速发展。台站网不断加密,天气预报业务日益扩大,这促使我国气象工作者对东亚大气环流和中国的天气、气候,进行大量的研究工作。通过这些研究,人们对东亚大气环流的特点有了认识,对于影响中国天气的一些系统活动情况有所了解,摸索出一些预报这些系统活动的方法,对于西藏高原在东亚大气环流以至在北牛球大气环流中的作用进行了探索,对高原上的环流特点也有很多发现。     

全球大气-海浪耦合模式对海面气压场模拟的改善

利用高分辨率的全球大气环流-海浪耦合模式进行了大气环流季节循环的集合模拟, 通过与欧洲中期预报中心再分析资料的比较, 表明耦合模式可以有效地改进海面气压场的模拟, 这种改进得益于考虑了波浪所产生的波生应力. 同时, 耦合试验结果也清楚地表明了中纬度大气对于海表热通量强迫表现为“热-低压”的响应形式, 增进了对中纬度大气对于海洋强迫响应的理解.     

地球自转速率变化的实时快速预报

地球自转速率变化的实时快速预报具有重要的科学意义和实际应用价值. 然而由于地球自转速率复杂变化(或日长变化)的时变特性, 传统的线性时间序列分析方法往往难以取得良好的预报效果. 采用非线性的人工神经网络技术预报日长变化, 网络的拓扑结构由最小均方误差法确定. 考虑到日长变化与大气环流运动间的密切联系, 在神经网络预报模型中首次引入轴向大气角动量的实时预报值, 进行日长变化1~5 d的实时快速预报. 结果表明, 联合日长变化序列和大气角动量预报序列的神经网络模型, 比起单独采用日长变化资料的模型, 预报精度得到显著的提高.     

风暴临近数值预报的可能性

大尺度大气环流系统的数值预报投入业务使用已经有近30年历史,而降水预报和中尺度剧烈灾害性天气的临近预报(Nowcasting,0-12h的预报)还停留在经验预报,数值预报进展较缓慢,但数值预报能更好地给出客观定量的预报。理伦研究可知,对流风暴尺度系统具有好几个小时的可预报性。一些数值模拟研究表明,风暴一旦产生,长时间以近于稳定的     

条件非线性最优扰动及其在天气和气候可预报性研究中的应用

条件非线性最优扰动(CNOP)是非线性动力系统中满足一定物理约束条件, 且在预报时刻有最大非线性发展的一类初始扰动. 它不仅可以代表某一天气或气候事件的“最优前期征兆”, 而且可以用来研究预报时刻对预报结果有最大影响的初始误差. 在流体运动的(不)稳定性(或敏感性)问题研究中, 它还可以代表最不稳定(或最敏感)的初始模态. CNOP还可以被用来估计某一天气或气候事件预报误差的上界. CNOP的上述物理特征在厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的可预报性研究和海洋热盐环流(THC)的敏感性分析中得到了实现: 在一个海气耦合ENSO模式中, CNOP代表了最容易发展成ENSO事件的初始模态(即最优前期征兆); 在ENSO事件的预报误差研究中, CNOP代表了在预报时刻对ENSO预报有最大影响的初始误差. 当CNOP作为观测ENSO事件的初始扰动时, 它给出了ENSO事件预报误差的上界估计; 当CNOP作为THC的最不稳定(或最敏感)的初始模态时, 它揭示了THC对有限振幅扰动的非线性不对称响应. 最后, 讨论了CNOP方法在较复杂模式中的应用, 结果表明CNOP方法对于较高维数的模式也是适用的, 对应的优化算法也是有效的.     

用前期大气环流预报中国夏季降水的EOF迭代方案

大量工作表明: 前期冬春季500hpa季平均高度距平场与中国夏季6—8月的降水距平有较好的统计关系,从而可以利用前期大气环流场预报中国夏季降水分布,但是所用方法主要是相关和回归分析等。本文则提出了一种新的统计预报方法——EOF迭代方案,并利用     

台风路径的随机动力预报模式

台风路径的统计-动力预报是台风路径业务预报中比较有成效的方法之一。我们在分析了国内外现有台风路径统计动力预报方案的基础上,提出了一个利用因子场的主要信息,引进与预报时段具有相同时刻的环流预报因子的台风路径随机动力预报模式。这个模式的主