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2001年  第25卷  第2期

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赤道东太平洋海温正异常对西太平洋副高影响的数值模拟研究
龙振夏, 李崇银
2001, 25(2): 145-159. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2001.02.01
摘要:
利用LASG九层大气环流谱模式及IAP两层大气环流模式,模拟研究了不同持续时间的赤道东太平洋海表温度正异常(海表温度异常的持续时间分别为1月份,1~2月份,1~4月份及1~8月份,其他月份为气候SST)对西太平洋副高的影响。结果表明,尽管海表温度异常的持续时间不同,但其引起的西太平洋副高的异常演变及其分布却十分相似;同时,季风区的异常降水(进而异常潜热释放)随时间的演变及其分布也存在一定的相似性(对应于不同持续时间的赤道东太平洋的海表温度正异常,5月份印度洋至西太平洋地区都表现出赤道辐合带北移偏晚的特征);季风区降水的这种变化同西太平副高的异常是一致的,从而揭示出这两种现象有可能存在着某种联系。结果还表明,导致这种大气响应场对赤道东太平洋海表温度异常持续时间不敏感的一个重要原因是大气内部过程的影响:中纬大气的内部Rossby波源维持了热带地区激发的扰动在中高纬的存在,同时大气内部Rossby波源对赤道太平洋地区的海表温度异常持续时间表现出不敏感性,正是由于这种不敏感性才导致了响应场对赤道太平洋地区海表温度异常持续时间的不敏感性。模拟结果还表明,在夏季赤道东太平洋存在海表温度正异常的情况,尽管大气内部动力过程的作用十分重要,但夏季赤道东太平洋海表温度正异常对夏季西太平洋副高的影响却明显存在,因此,基于赤道太平洋地区海表温度异常的夏季西太平洋副高的可预报性受到赤道东太平洋海表温度正异常及大气内部动力过程的双重影响。模式的依赖性研究表明,模拟结果具有一定的普遍性。
El Nino事件发生和消亡中热带太平洋纬向风应力的动力作用 II.模式结果分析
严邦良, 黄荣辉, 张人禾
2001, 25(2): 160-172. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2001.02.02
摘要:
为了分析ElNio事件发生和消亡中热带太平洋纬向风应力的动力作用,建立一个类似于Zebiak的简单热带海洋数值模式,在观测到的风应力异常的强迫下,模拟赤道太平洋地区1971年1月至1998年8月海表温度异常的变化。结果表明,模式对观测的Nio3区海表温度异常(SSTA)有很好的模拟能力。模拟和观测Nio3区SSTA之间的相关系数可达0.90。模式对ElNio事件期间赤道太平洋海表温度异常随时间变化也有较好的模拟能力。为了分析ElNio期间SSTA的空间分布及其随时间变化的动力学机制,还对19861989年ENSO循环期间赤道太平洋地区观测的SSTA的传播特征及其形成机制进行了分析。模式较好地模拟出了观测到的赤道太平洋地区SSTA的传播特征,即从1986年底至1987年4月,SSTA具有向东传播的特征,从1987年6月至1988年2月具有向西传播的特征。动力学分析的结果表明,赤道中西太平洋地区的纬向风应力异常对ElNio事件的发生和消亡具有重要作用。赤道中西太平洋地区的西风异常可强迫出东传的Kelvin波,这个东传的Kelvin波对正SSTA的东传起主要作用,当这个东传的Kelvin波到达东边界,由于东边界的反射作用,在东边界产生西传的Rossby波,这个西传的Rossby波对赤道中东太平洋地区正SSTA的西传起主要作用。东传Kelvin波和反射的Rossby波对ElNio期间赤道东太平洋正SSTA二次峰值的形成具有重要作用。
El Nino 位相期间印度洋海温异常对中国南部初夏降水及初夏亚洲季风影响的数值模拟研究
肖子牛, 晏红明
2001, 25(2): 173-183. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2001.02.03
摘要:
基于中国科学院大气物理研究所的IAP9L大气环流模式,设计并完成了赤道太平洋暖异常海温和印度洋地区的不同结构异常海温的强迫试验,以研究在ElNio位相期间印度洋不同海温异常分布对初夏亚洲季风及我国南部地区初夏降水的影响。结果表明:ElNio位相期间印度洋异常海温的作用是不可忽视的。在ElNio位相期间,印度洋不同的海温结构对越赤道气流异常,对印度、中南半岛及中国南方的降水分布有重要的影响。利用NCEP的资料进行合成分析,进一步证实了数值模拟结果的可靠性。
青藏高原异常雪盖和ENSO在1998年长江流域洪涝中的作用
陈烈庭
2001, 25(2): 184-192. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2001.02.04
摘要:
1997/1998年冬季青藏高原大部地区积雪异常偏多,出现了历史上罕见的严重雪灾。作者在回顾关于青藏高原雪盖与中国季风雨关系的基础上,分析了1998年夏季各月中国东部降水分布和主要雨带移动的特点,并与青藏高原多雪年夏季我国主要雨带活动的统计特征进行对比分析,探讨了1998年夏季长江流域洪涝的成因。结果表明,1998年夏季降水的一些重要特征:如6月强降雨出现在湖南、江西、浙江一线,7月二度梅发生在湖南北部、湖北南部、江西北部一带,8月长江上游、汉水流域和黄淮地区降水频繁,以及夏季我国主要雨带北移明显推迟,都与多雪年的情况非常相似。突出地反映了1998年夏季长江流域洪涝的发生,前期冬季青藏高原出现的积雪异常起着重要的作用。多雪年夏季西太平洋副热带高压北移也明显偏迟,致使中国主要雨带持续偏南,造成长江流域降水异常偏多。另外,分析表明,它还与1997年强厄尔尼诺的共同作用有密切关系。
一种适于较强台风的切向风廓线方案及其对异常台风路径的数值模拟研究
孟智勇, 徐祥德, 陈联寿
2001, 25(2): 193-199. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2001.02.05
摘要:
针对现今台风数值预报中强热带气旋切向风廓线设计上的困难,提出了一种利用台风报告中7级风和10级风的半径来确定台风切向风廓线的方法。它既可反映真实台风外围结构又避免了强风速切变问题。该方案有可能改进台风尤其是异常路径台风的预报效果,具有广阔的业务应用前景。
60年代亚非夏季风十年尺度的突变
宋燕, 季劲钧
2001, 25(2): 200-208. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2001.02.06
摘要:
在综合分析了近几十年气候资料的基础上,揭示了本世纪60年代的一次亚非夏季风十年尺度的突变。这次突变在地面温度场上表现为突变前亚非大陆是正距平,印度洋和西太平洋为负距平,海陆温差较强;突变后相反,海陆温差减弱。地面气压由突变前亚非大陆强热低压中心转变为突变后的弱低压中心。同时突变前北非和东亚夏季风增强,而突变后明显减弱。这次十年尺度的气候突变突出表现了东亚季风、印度季风和北非季风明显的变化同步性,而最显著的特征是在行星尺度的降水场上从北非撒哈拉-萨赫勒、中东、印度北部到华北干旱半干旱带上由多雨变为少雨的雨量减少带。
包络地形和重力波拖曳对区域气候模拟效果的影响
刘华强, 钱永甫
2001, 25(2): 209-220. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2001.02.07
摘要:
用NCAR区域气候模式(RegCM2)的数值试验,研究了包络地形和地形重力波拖曳作用对1991年5、6月份中国区域内气候模拟效果的影响。通过试验结果的对比分析发现,在模式中引入地形重力波拖曳作用可在一定程度上改善模式对气候系统和要素的模拟效果,使模拟结果更符合气候实况。包络地形对模拟结果也有一定的改善,但对于细网格的区域气候模式(RCM)来说,其效果不如重力波拖曳明显。不论是地形重力波拖曳还是包络地形,在模式积分的初期,它们的作用并不明显,随着积分时间的增长,它们对模拟结果的影响程度增大。
一个引入近地层的区域气候模式
汤剑平, 苏炳凯, 江静, 赵鸣, 潘益农, 符淙斌
2001, 25(2): 221-230. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2001.02.08
摘要:
把近地层引入到NCAR的区域气候模式RegCM2中(简称为RCMC1),用该模式及1991年梅雨期间的观测资料作了3组模拟试验,并同实况进行了比较。结果表明,在区域气候模式中引入近地层后,能够更合理的模拟出地表及植被同大气之间的感热和潜热通量输送,从而改善模式模拟的月降水及月平均地面温度的分布。l0层的RCMC1比18层RCM具有更优的模拟气候的能力,且一个模式天的计算量节省227s。
硫酸盐和烟尘气溶胶辐射特性及辐射强迫的模拟估算
张立盛, 石广玉
2001, 25(2): 231-242. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2001.02.09
摘要:
利用已有的硫酸盐和烟尘气溶胶折射指数资料,精确计算了这两种气溶胶从太阳短波到红外谱段的辐射特性。然后,在LLNL化学输送模式(CTM)模拟的硫酸盐和烟尘气溶胶资料及改进的气溶胶参数化基础上,在国内首次用GCM估算了这两种气溶胶引起的全球辐射强迫。结果表明:(1)西欧是全球最大的硫酸盐辐射强迫中心,最大值出现在夏季,达-5.0W/m2;(2)烟尘强迫的最大中心出现在夏季的南美和非洲中南部,为4.0W/m2;(3)南半球大陆人为气溶胶的强迫不容忽视;(4)某些地区人为气溶胶的强迫在量值上可与CO2等温室气体引起的强迫相比拟。
贺兰山地区沙尘气溶胶粒子谱分布的观测研究
牛生杰, 章澄昌, 孙继明
2001, 25(2): 243-252. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2001.02.10
摘要:
1996年至1999年4年间的4月和5月,在贺兰山的东西两侧沙漠地区用APS-3310A型激光空气动力学粒子谱仪进行了大气气溶胶数浓度和质量浓度的观测,取得了大量背景大气、浮尘、扬沙和沙尘暴天气条件下的沙尘粒子谱分布资料,通过统计分析研究,总结出不同沙漠地区不同沙尘天气条件下的大气气溶胶粒子谱的分布规律。
斯堪的纳维亚上空的臭氧亏损与北大西洋海温
周立波, 邹捍, 季崇萍, 吴瑞欢
2001, 25(2): 253-259. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2001.02.11
摘要:
利用TOMS臭氧资料和NCAR/NCEP再分析海温资料,分析研究了斯堪的纳维亚地区的臭氧亏损状况及其季节变化规律,指出在斯堪的纳维亚地区上空存在一个严重的臭氧亏损区。该臭氧亏损有明显的季节变化:冬季最强,夏季最弱。同时研究了北大西洋海温分布和季节变化,指出其与斯堪的纳维亚地区臭氧亏损有极好的负相关。因此,认为可以用北大西洋海温的季节变化来估计斯堪的纳维亚地区气候尺度的臭氧亏损变化。
三维对流云对大气光化学组分的再分布作用及其化学效应
李冰, 刘小红, 洪钟祥
2001, 25(2): 260-268. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2001.02.12
摘要:
利用一个三维的冰雹云模式与化学组分输送模块耦合,得到云输送引起大气光化学组分的再分布,然后用一个包含详细气相化学反应机制的箱模式研究了云输送引起的气相体积分数的变化及其对大气化学系统产生的影响。结果表明,云输送后O3体积分数大于无云个例,但其后两天内两者的变化趋势相差不大;HNO3、NO2、NO3、PAN等的体积分数均明显高于无云个例,分别增长了87%、70%、62%和49%,其中NO2体积分数的增加主要由于云输送造成,而NO3、HNO3、PAN主要是输送对化学扰动的结果。两天内OH和HO2自由基体积分数比无云个例平均增长了13%和11%。
对流层光化学过程中的气粒转化研究
纪飞, 苏文颖, 秦瑜
2001, 25(2): 269-276. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2001.02.13
摘要:
在MM5和RADM耦合的基础上,考虑了NH3的源排放,获得了NH3的时空分布、演变特征;在此基础上,讨论了气体向粒子的转化,结果表明:干气溶胶总量分布与大气中H2SO4、NH3的浓度分布有非常好的对应,富氨环境条件下,产生干气溶胶的多少是由H2SO4浓度决定的;气溶胶中的含水量与干气溶胶的浓度分布没有太多的联系,主要取决于大气中相对湿度的大小。
冰雹形成机制的研究并论人工雹胚与自然雹胚的“利益竞争”防雹假说
许焕斌, 段英
2001, 25(2): 277-288. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2001.02.14
摘要:
在播撒防雹中,如何实现人工雹胚与自然雹胚的增长竞争是决定防雹效果的关键,这实质上也是雹云物理的关键课题。经过对强对流(雹)云的流场特征和相应的过冷水场配置的综合分析和数值模拟研究,发现:(1)由于雹云流场的对流性,其中必然存在着一个主上升气流区和相对于云体的水平风速零的区域,它在垂直剖面上,可呈现出一条零线,可长大成冰雹的水凝物粒子是绕零线循环运行增长的,并逐步进入主上升气流区;(2)在雹云中存在着冰雹“穴道”,它位于主上升气流区边侧及零线下的入流区,其体积约为雹云总体的6%或更小,不论自然雹胚或是人工雹胚,只要进入“穴道”都经历着循环运行增长,其轨迹是相互交叉的,因而可以实现平等“竞争”;(3)“穴道”的存在和位置由流场特征决定,运行轨迹的基本形态也由流场决定,而粒子增长率及运行路径的长短由“穴道”内的过冷水场(过冷度和量)决定。