高级检索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

1994年  第18卷  第z1期

显示方式:
温盐环流与全球增暖的数值模拟 (一)纬向平均温盐环流的模拟
金向泽, 张学洪
1994, 18(z1): 769-779. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.z1.01
摘要:
本文是用简单海一气耦合模型模拟温盐环流在全球增暖事件中作用的研究工作的第一部分。为了建立一个简单海一气耦合模型,我们首先根据Wright和Stoker等人的设计复制出一个包括大西洋、太平洋和南大洋在内的二维温盐环流模式,从等温、等盐和无运动的初始状态出发,在给定的年平均海表强迫下将模式积分了4000年,模拟出了和原作相似的温盐环流。对模拟结果的分析表明,相对于北太平洋而言,北大西洋北部的高盐、低温特点(后者是由两大洋在地理上的差别决定的)是形成当代温盐环流的主要原因;从与温盐环流相联系的海表热通量来看,北大西洋北部是向大气提供热量的主要源地;模式温盐环流对于海表盐度通量的敏感性试验的结果表明,对于纬圈平均的二维模式而言,要想模拟出合理的温盐环流就必须人为地提高北大西洋北部的海表盐度,文章分析了这种作法的物理根据;模式中的对流过程对于温盐环流的维持是至关重要的,对比有无季节循环的试验结果可以看出,虽然温度场的明显的季节变化只出现在模式的最上面两层,但由于引进季节循环后冬季高纬海洋的对流活动加强,后者直接影响到温盐环流,使更多的深海热量上传并向大气释放。这是使海洋温跃层得以保持合理.厚度的一个重要原因。
温盐环流与全球增暖的数值模拟 (二)温盐环流在全球增暖事件中的作用
金向泽, 张学洪
1994, 18(z1): 780-791. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.z1.02
摘要:
本文是用简单海一气耦合模型模拟温盐环流在全球增暖事件中作用的研究工作的第二部分。在研究海-气耦合系统的增暖过程之前,我们先利用单独的大西洋温盐环流模式模拟和分析了海表热异常向深海的传输过程。结果表明温盐环流在海洋对热异常的响应过程中是被削弱的;对各种物理过程在热异常向深海传输过程中的作用的分析表明,对流在热异常由海表向深海的输送过程中起着关键的作用。在这基础上,我们利用本文第一部分中复制的二维海洋温盐环流模式和一个零维的能量平衡大气模式,在大气和海洋表层始终处于热平衡状态的假定下建立了一个高度简化的海气耦合系统,用数值试验方法研究了该系统对于和大气CO2浓度突然加倍相当的辐射强迫的迁延响应,着重分析了温盐环流在全球增暖过程中的作用。结果表明:1)两大洋的平衡响应结果有显著差别:太平洋是温盐环流的上翻区,热量主要通过扩散过程由海表向深海渗透,因而海表升温较快,深海加热较慢,而且增温幅度几乎是南北均一的;在北大西洋深水形成区。由于对流与垂直平流共同作用,海表吸收的热量迅速下传,使得大西洋平均海表增温速度要比太平洋慢。而其深海增温则要快得多,并且增温幅度在南北方向是不均匀的。(2)北大西洋在增暖过程中由于其温度垂直和水平梯度的减小,温盐环流是被削弱的,但如果不考虑由于海-气水分交换引起的盐度变化,那么这种削弱不很严重;如果考虑增暖过程中由于降水增加导致北大西洋海表盐度减小的效应,那么温盐环流将进一步被削弱,从而海洋上层向北的经向热输送也随之减小,结果将导致北大西洋北部海表增温更慢。( 3)在千年时间尺度上,随着被转移到深海的额外热量不断增加,热异常向深海的输送受到限制,从而使海表增湿速度加快;同时,随着深海的增温区逐渐由高纬向赤道方向扩展,温盐环流重新开始加强。这种长期演变意味着海洋对全球增暖的迟滞作用将是逐渐减弱的。
南极海冰与南半球大气环流关系的初步探讨
吴仁广, 陈烈庭
1994, 18(z1): 792-800. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.z1.03
摘要:
本文利用1973—1982年南极海冰北界资料,分析了南极海冰平均北界(海冰范围)的变化及其与南半球大气环流变化间的联系。1976年前,南极海冰平均北界偏北(海冰范围扩大),而1977年-1980年,南极海冰平均北界偏南(海冰范围缩小)。与此相对应,这两个时期的南半球大气环流具有明显不同的特点。在南极海冰平均北界偏北、海冰范围扩大时期,南极高压和绕极低压带偏弱,南半球中高纬度地区槽脊位置偏西,南印度洋和南大晒洋副热带高压偏弱,南太平洋副热带西凤减弱、中纬度西风加强,而南太平洋副热带高压和印度尼西亚低压带发展,南方涛动处于正位相阶段;在南极海冰平均北界偏南、海冰范围缩小时期,则相反。分析表明,南方涛动与南极海冰之间存在相互联系,并以南极海冰超前南方涛动约2个月时的关系最好,其次是南极海冰落后南方涛动4个月。
LASG-REM对1994年中国汛期降水的实时预报实验
宇如聪
1994, 18(z1): 801-809. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.z1.04
摘要:
LASG-REM对1994年我国汛期降水连续实时的预报试验结果再次表明了该模式对24小时短期降水有很强的预报能力。本文给出了该模式从6月上旬到7月下旬连续50天的降水实时数值预报试验的TS(ThreatScore)技术评分以及发生在6、7、8月份主要降水过程的预报和根据大部分气象站观测降水量分析的24小时降水量等值线的比较。从6月上旬到7月下旬,LASG-REM连续50天的实时降水数值预报试验的TS技术评分(模式范围)平均为:雨区范围(24小时降水大于1mm)预报的TS值为56%;24小时降水大于10mm、25mm和50mm的TS值分别为36%、23%和15%,较1993年的TS评分有明显的提高。模式对1994年造成华南、华北严重洪涝灾害的暴雨都有很好的预报。由于模式中采用了保形水汽平流方案,在整个试验期间的水汽平流计算都未出现负水汽现象。初步的比较试验结果表明,模式中对地形的有效处理和给出较合适的水汽凝结参数对模式成功预报是重要的。
用非线性模型研究环境温度场和涡度场对台风发生、发展的影响
杨成彬, 郑祖光, 王雨
1994, 18(z1): 810-819. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.z1.05
摘要:
本文采用二维板对称高截断谱模式研究了环境温度场和偶度场对台风发生、发展的影响,指出整层平均的环境温度场的水平梯度和涡度场是影响台风重要因子。较强的环境温度汤梯度的作用类似于水平方向不均匀加热场的作用,能造成暖区上升、冷区下沉的热力直接环流,并且温度场的梯度越大,环流越强。对于整层平均的绝对涡度场而言,只有弱的正的平均绝对涡度才有利于台风的维持。
北京地区气温诊断分析
谢庄, 李慧
1994, 18(z1): 820-825. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.z1.06
摘要:
本文讨论了北京地区百余年气温的变化特征,依据加法模型理论,提出了一种气候诊断和预测方法─—逐步回归多重因子方法,其优点在于将序列的周期因子、谱成分及外界气候振动因子同时引入回归模型中。这一方法,对单序列的气候诊断和预测具有明显效果。
我国热带气旋灾害的分析研究
蔡则怡, 徐良炎, 徐元太
1994, 18(z1): 826-836. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.z1.07
摘要:
本文对1949—1991年43年的热带气旋资料,以及1956—1992年37年的热带气旋灾情资料进行了分析,说明了热带气旋灾害的主要特征和发展趋势。提出了关于热带气旋灾情评估的3项指标,表明灾情与热带气旋系统强度、大小、天气,登陆率,预报准确率,热带气旋系统影响地区社会经济活动的发达程度,物质财富积累水平,以及防抗措施的水平等有密切的关系,为我国今后防台减灾提供了依据。
频散效应对Rossby波动量和热量输送的影响
刘式适, 黄伟, 刘霞
1994, 18(z1): 837-846. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.z1.08
摘要:
本文分析了扰动的频散效应对Rossby波动量和热量输送的影响,分析指出:(1)频散效应是大气大尺度运动中扰动动能向平均动能转换(即能量逆转)的根本原因,也是扰动有效位能转化为扰动动能所必不可少的。(2)正压大气大尺度运动扰动动能转化为平均动能的充分条件为基本气流水平切变的特征宽度小于临界宽度;斜压大气大尺度运动扰动有效位能转化为扰动动能的充分条件为基本位温垂直变化的特征厚度小于临界厚度。本文还求解了表征基流变化的线性KdV-Burgers方程。
1986—1987厄尔尼诺事件的数值模拟
张荣华
1994, 18(z1): 847-855. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.z1.09
摘要:
用高分辨率自由表面热带太平洋环流模式,在观测到的风应力和热量、水汽通量驱动下,对1986—1987厄尔尼诺(E1Nino)事件进行了数值模拟。各种变量场的时空结构及其演变表明,模式成功地模拟出1986—1987厄尔尼诺现象。始于1986年年中,赤道西太平洋的西风异常所推动的向东表层洋流不断向中、东太平洋输送暖水,至11月份,大量暖水在日界线附近堆积,造成海面上升(达32cm)和斜温层(用20℃等温线深度表示)加深。1986年年底的强西风异常激发出赤道Kelvin波,并向赤道东太平洋和南美沿岸传播,使那里的斜温层加深和海面上升,且具有双峰结构;Kelvin波所伴随的垂直冷平流的减弱造成赤道中、东太平洋海表温度上升;1987年春季在中、东太平洋和南美沿岸地区存在强的正海表温度异常,并伴随着整个赤道太平洋斜温层东西方向变平、赤道潜流弱而中心位置变浅。厄尔尼诺相伴随的热带太平洋环流异常首先于1987年年中从东太平洋开始消失,而中、西太平洋则一直维持到1988年初。
用Bivariate-Test方法分析温度资料的不均一性
王晓春, 蔡雅萍, 梁幼林
1994, 18(z1): 856-867. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.z1.10
摘要:
Bivariate-Test方法(以下简称B-T方法)是一种基于二维正态分布随机矢量的假设检验方法,可以在一个分量的均值不改变的前提下,检验另一分量的均值有无改变。一些气象研究工作者最早用这种方法来分析年降水量的均一性。从温度资料不均一性产生的原因看,一般可分为两类:突变型不均一及渐变型不均一。对两种类型的不均一性,我们分别推导了理想情形下B-T方法的检验结果.并用随机试验的方法分析了检验结果对资料的敏感性。以上两方面的结果表明。渐变型及突变型不均一分别对应明显不同的B-T检验结果,在实际分析中这种差异可以用来定性判断不均一性的类型。东北区20站30年年平均温度资料的试算结果表明,有7站资料不能通过信度95%的B-T检验,有3站资料不能通过信度90%的B-T检验。其中有4个站的检验结果与理想情形下渐变型不均一的检验结果相似,有4个站的检验结果与理想情形下突变型不均一的检验结果相似。有一个站存在个别点的资料错误,有一个站可能有一次以上的不均一性发生。计算结果也表明,尽管B-T方法按照理论推导只是用来检测资料的不均一性,但对个别点上的资料质量问题也有一定的检测效果。
非绝热加热对冷锋锋生过程影响的比较研究
农尚尧, 吕克利, 钱滔滔
1994, 18(z1): 868-878. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.z1.11
摘要:
本文利用半地转模式研究了非绝热加热对冷锋锋生过程的影响。计算结果表明,非绝热加热包括大尺度凝结潜热、积云对流加热和感热都可以在加热区诱发出附加的锋生场。从而使加热区内的锋区强度得到明显加强;三种加热都能使上升速度增大,其中大尺度凝结潜热释放可在锋前出现一条宽约200km的强降水带.积云对流加热可使上升运动区范围缩小或在低层出现中尺度雨带,感热加热是产生中尺度雨带的一种可能机制。计算还表明,大尺度凝结潜热对锋生过程的影响最明显。它可以影响锋生过程中所有物理量。而积云对流加热和感热加热只对位温场和垂直速度场有明显影晌。但影响程度没有大尺度凝结潜热大。
对称和非对称地形对冷锋锋生过程的影响
农尚尧, 吕克利
1994, 18(z1): 879-888. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.z1.12
摘要:
本文利用半地转模式研究了对称和非对称地形以及双地形对冷锋锋生过程的影响。计算结果显示,地形坡度愈大,越容易产生背风气旋,并且其强度也愈大;背风气旋的强度主要由背风坡坡度决定。山对锋面垂直速度的增幅作用随地形坡度增大而增大,地形坡度越大.出现多次极大上升速度的可能性也越大。冷锋过双地形时,其锋面强度有两次减弱和加强的过程,上升速度得到明显加强,并有可能在锋前产生多条中尺度上升运动带,在合适的水汽条件下,冷锋过双地形有可能产生多重中尺度雨带,其间隔与锋面本身的尺度相当。
定常行星波的垂直传播及其动力学效应
林本达, 高山月
1994, 18(z1): 889-901. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.z1.13
摘要:
本文用一个β平面准地转模式考察了定常行星波在大气中垂直传播的特性,讨论了波的水平尺度和基本气流的结构等对定常行星波垂直传播的影响,指出了高低层大气之间相互作用的特点及条件。
气溶胶气候效应的一维模式分析
赵凤生, 石广玉
1994, 18(z1): 902-909. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.z1.14
摘要:
本文首先采用一线辐射对流模式,分析了乡村型、城市型气溶胶和平流层气溶胶含量增加对全球地表气温的直接影响以及硫酸盐粒子含量增加对全球地表气温的间接影响。然后利用考虑了海洋热惯性作用的EBM/BD模式,模拟了近百年来由于大气中硫酸盐粒子含量变化、火山爆发和大气温室气体浓度增加共同引起的全球地表平均气温变化。结果表明:气溶胶的气候效应在地气系统辐射收支和全球气温变化研究中起着非常重要的作用。
云和辐射 (I):云气候学和云的辐射作用
汪宏七, 赵高祥
1994, 18(z1): 910-932. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.z1.15
摘要:
本文介绍与气候变化研究有密切关系的云的辐射作用的有关工作。这一部分从云微物理特性和云粒子光学性质入手,介绍了水云、冰云的太阳和红外辐射特性的理论和实测工作以及云的不均匀性对云辐射特性的影响。此外,还介绍了云气候学及云对辐射收支影响方面的工作。
云和辐射 (II):环流模式中的云和云辐射参数化
赵高祥, 汪宏七
1994, 18(z1): 933-958. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.z1.16
摘要:
这一部分论述了在环流模式中应用的各种云参数化和云辐射参数化方案。云参数化分为云的诊断和预报二大类,云辐射参数化则包活云光学性质的参数化和云整体辐射性质(反射率、透过率、吸收率和发射率)的参数化。