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2002年  第26卷  第2期

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热带西太平洋对风应力响应的动力学
巢纪平, 巢清尘
2002, 26(2): 145-160. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.02.01
摘要:
应用一个线性等值浅水模式,在低频近似下研究了热带大洋西部对风应力响应的动力过程.指出,由于西边界将激发出振幅大的Kelvin波,以及激发出能形成动力边界层结构的Rossby短波,这种结构使来自风应力的能量可在边界附近聚集和维持,并向东传播,表明了热带西太平洋对El Nino(La Nina)事件的形成和发展较热带东太平洋更为重要,因为后者只激发非色散的Rossby长波.一个重要的观点是:热带西太平洋发展成El Nino的初始暖海温距平是在强烈东风应力作用下形成的,当大气改吹西风时,暖的温度距平只是向东传播及进一步发展而已,而西风恰恰是形成La Nina事件的前期动力.另一个结果是当风应力停止作用于海洋后,海洋边界上的经圈流仍随时间呈正比的发展,这一类不稳定性的发现加强了对热带特西太平洋在El Nino(La Nina)发展中作用的认识.
印度洋海气热通量交换研究
周天军, 张学洪
2002, 26(2): 161-170. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.02.02
摘要:
基于综合海洋大气资料集(COADS)资料的研究表明,热带印度洋的海气热通量交换具有明显的区域性特征,在部分海域,如冬季热带印度洋的中东部、夏季的热带西印度洋和北印度洋,它主要表现为海洋对大气的强迫.海洋对大气的这种强迫,主要是通过潜热加热实现的.与潜热加热相比,感热加热尽管是一个小量,但感热异常与表层海温的显著相关,较之潜热明显超前.无论冬季还是夏季,热带印度洋都存在大面积海域,其SST变化难以通过海气热通量交换来解释.
一个大洋环流模式中赤道西太平洋暖池海面温度对西风爆发的响应
刘海龙, 李薇, 张学洪, 俞永强
2002, 26(2): 171-184. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.02.03
摘要:
用逐日的欧洲中期数值预报中心再分析(ERA)风应力,和由Haney公式结合ERA海表资料与预报海温计算出的热通量强迫一个全球大洋环流模式.并用逐日的模拟结果与TOGA-COARE(Tropical Ocean--Global Atmosphere--Coupled Ocean-AtmosphereResponse Experiment)浮标观测资料对比,分析模拟结果中暖池海区上层海洋热量平衡对西风爆发(WWB)的响应.在第一次WWB过程中,模拟与观测的主要差异在WWB期间,而造成差异的原因主要是模式中由下沉运动引起的增温和由强的纬向温度梯度引起的暖平流.初步认为下沉增温可能是差分格式本身和模式分辨率不足造成的.从热量平衡的结果看,第二次WWB事件的模拟比第一次更成功,两次差异可能与两次WWB事件的季节背景不同有关.
索马里跨赤道气流对南海夏季风爆发的重要作用
李崇银, 吴静波
2002, 26(2): 185-192. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.02.04
摘要:
通过分析NCEP/NCAR多年再分析资料,清楚地揭露了南海夏季风爆发与索马里跨赤道南风气流建立之间的重要关系.对应南海夏季风爆发,总是已先期在赤道印度洋地区有西风加强和索马里跨赤道南风气流的建立;而且,若南海夏季风爆发偏早(晚),赤道印度洋地区西风的加强和索马里跨赤道南风气流的建立也偏早(晚).可以认为,索马里跨赤道南风气流的稳定建立是南海夏季风爆发的重要物理机制之一,它的建立导致赤道印度洋地区西风的持续加强和向东扩展,并最终在南海地区形成西南气流.
一个可描写ENSO循环基本特点的简单热带海气耦合模式
严邦良, 黄荣辉, 张人禾
2002, 26(2): 193-205. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.02.05
摘要:
在所构造的海气耦合模式中,采用Zebiak海洋模式框架,并重建了一个海洋数值模式,大气模式采用了Gill模式.在大气模式中保留了时间发展项,潜热加热采用了Kleeman方案.对模式的积分结果表明,海温异常具有3~7年的准周期振荡.在模式El Nino事件的初始阶段,西风异常,海温正距平(SSTA)首先在赤道西太平洋发生,然后向东传播、加强.在模式ENSO循环的位相转换过程中,SSTA的空间分布共有4种不同类型.模式模拟的El Nino事件的初始阶段有两种发展类型,它们是:在初始阶段中西太平洋和东太平洋沿岸各有海表温度的正异常发生.在以后的发展中,一种情况是这两块正SSTA都发展连成一片,形成El Nino事件;另一种情况是中西太平洋地区的正SSTA衰减,中东太平洋地区的正SSTA加强,向西传播,形成El Nino事件.模式模拟的La Nina事件的初始阶段也有两科发展类型,它们的发展过程和El Nino事件初始阶段的发展过程相似.
区域气候模拟中多种对流参数化方案的比较研究
潘劲松, 翟国庆, 高坤
2002, 26(2): 206-220. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.02.06
摘要:
利用区域气候模式RegCM2,选择Betts-Miller、Kuo-Anthes和Grell3种积云对流参数化方案,进行了1991年和1994年5~7月2个个例的东亚季风区区域气候模拟试验,重点分析比较了3种参数化方案对降水总量分布、主要降水时段、雨带南北变动和基本气象要素场的模拟能力,并相对实测降水和基本要素的观测分析进行了统计检验.通过对比,发现Betts方案的模拟能力明显优于其他两种方案.
我国暴雨的500 hPa高度信号场分析
黄嘉佑, 杨扬, 周国良
2002, 26(2): 221-229. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.02.07
摘要:
提出用气候信号噪音比的概念来分析500hPa逐日高度场,并建立500hPa高度信号场用来分析我国暴雨发生的气候异常环境.从暴雨发生日当天和前两天的500hPa高度场中提取气候异常信号,发现在中国周围的东亚地区(30~180°E,80~20°N),500 hPa信号场的西部出现显著负信号区,中部为正显著信号区,东北部为显著负信号区,大体自西向东呈经向-+-的分布形势.信号场主要显著信号区大体分布在我国境外的西部和东部,它们的符号相反,是造成我国各大流域地区出现暴雨的主要模态.结果表明,此方法能进行天气意义分析和气候异常现象的统计规律诊断,对我国年度暴雨短期预报分析有一定的参考价值,可以作为传统天气动力诊断的补充工具.
双线偏振雷达识别冰雹的数值研究
漆梁波, 肖辉, 黄美元, 洪延超
2002, 26(2): 230-240. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.02.08
摘要:
利用中国科学院大气物理研究所的三维冰雹云模式,详细地讨论了云雨衰减作用和云中各粒子共存于同一空间给双线偏振雷达识别冰雹带来的影响.在实际工作中,分析双线偏振雷达的回波时,这些讨论结果对分析和理解云降水过程有帮助.另外,本工作能为改装双线偏振雷达提供有益的理论参考.
北京城市下垫面边界层湍流统计特征
刘辉志, 洪钟祥
2002, 26(2): 241-248. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.02.09
摘要:
分析了1998年10月在北京325 m气象塔47 m、120m及280m 3层取得的湍流资料,讨论了湍流宏观统计特征量等随稳定度变化的规律.结果表明,47 m及120 m观测到的感热通量的日变化基本一致,城市边界层中近地层高度可达100m左右,这主要是由于下垫面粗糙度很大所致.同时发现当冷空气来临时,边界层中的感热通量会有明显增大.
回溯时间积分格式的有效性研究
游性恬, 朱禾, 曹鸿兴
2002, 26(2): 249-254. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.02.10
摘要:
采月正压准地转模式作为动力核,用Rossby-Haurwitz波函数作为理想场,同时使用回溯时间积分格式和普通中央差格式进行数值试验.结果表明,在短时积分的情况下,回溯格式能减小数值解误差1~2个量级,而且它对时间步长的增大不敏感.因此使用回溯格式可以减少积分计算量,延长积分时效.
青藏高原大气一植被相互作用的模拟试验 Ⅱ.植被叶面积指数和净初级生产力
吕建华, 季劲钧
2002, 26(2): 255-262. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.02.11
摘要:
利用大气-植被相互作用模式AVIM对青藏高原上30个站点进行模拟计算,给出了青藏高原上植被叶面积指数和净初级生产力的分布特征.模拟结果表明,高原上叶面积指数、净初级生产力由东南向西北减少,模拟和观测的分布相一致.分析指出,青藏高原净初级生产力的分布决定于水热条件的共同作用,降水充沛、温度适宜的青藏高原东南部净初级生产力较高,而青藏高原西北部由于降水过少或温度过低,初级生产力很低.
夏季青藏高原上的对流云和中尺度对流系统
江吉喜, 范梅珠
2002, 26(2): 263-270. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.02.12
摘要:
运用1998年6~8月逐日逐时日本地球静止气象卫星(GMS)红外辐射亮温资料,计算和分析了青藏高原及周边地区对流云和中尺度对流系统的活动,揭示了它们形成和发展的月际变化和地理分布、强度、日变化、移动和传播等诸多特征,以及与长江流域暴雨过程的关系.
用变分法修正黑河试验数据的初步研究
马刚, 王强, 邱崇践
2002, 26(2): 271-278. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.02.13
摘要:
为了对黑河试验观测资料进行订正,利用一个一维边界层垂直扩散模式和以拟牛顿极小化算法为基础的最优化方法建立了一个变分同化系统,其中,目标函数相对于控制变量的梯度用扰动法求取.并利用模式资料和黑河试验若干时刻的观测资料进行了一些数值试验.试验证明,将初始场变量与模式误差系数同时作为控制变量加以调整,能够有效调整初始场观测资料.并且,用变分同化方法能够较线性插值(时间、空间)方法更有效、合理的修正黑河试验观测资料场的种种缺陷.
短期气候数值预报中的集合个数问题
赵彦, 郭裕福
2002, 26(2): 279-287. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.02.14
摘要:
利用中国科学院大气物理研究所IAP L2 AGCM1.1模式18年(1980~1997年,每年包含28个积分)的集合后报试验结果,讨论了数值预测中的最小集合个数问题.研究表明预测结果达到稳定所需的最小集合数随区域和年份而变化,对于我国汛期降水跨季度预测,最小集合数在全国范围为19~20个,对于东南区域为10个左右,东北、华北地区不应少于20个.当出现多平衡态时,最小集合数增大,这时应对各平衡态分别进行集合.研究结果同时还显示,对于有预报能力的地区,集合方法可以提高预测技巧及其可信度,而在负技巧区域,集台反使得预测效果更差,因而有必要进行系统性订正.