1998年 第3卷 第1期
1998, 3(1): 1-14.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.1998.01.01
摘要:
气候系统中存在着各种各样的气候反馈机制，而气候模式对这些反馈机制描述的差异，正是造成不同模式对同一直接辐射强迫（如二氧化碳加倍）的响应不同的主要原因。因此，只有正确描述气候系统中的各种反馈作用，气候模式才可能用来对未来的气候变化进行预测。为此，本文首先介绍了气候系统及模式反馈机制分析研究时所常用的一些概念，如气候敏感性参数、云辐射强迫等，随后概述了气候模式反馈机制比较分析时常用的各种方法，并指出了这些方法各自的优缺点。而详细的有关气候系统及模式中反馈作用及其机制的分析则在文章的第II部分给出。
气候系统中存在着各种各样的气候反馈机制，而气候模式对这些反馈机制描述的差异，正是造成不同模式对同一直接辐射强迫（如二氧化碳加倍）的响应不同的主要原因。因此，只有正确描述气候系统中的各种反馈作用，气候模式才可能用来对未来的气候变化进行预测。为此，本文首先介绍了气候系统及模式反馈机制分析研究时所常用的一些概念，如气候敏感性参数、云辐射强迫等，随后概述了气候模式反馈机制比较分析时常用的各种方法，并指出了这些方法各自的优缺点。而详细的有关气候系统及模式中反馈作用及其机制的分析则在文章的第II部分给出。
1998, 3(1): 15-26.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.1998.01.02
摘要:
采用理想的大陆架地形和台风模型计算了不同方向登陆的台风所激发的海洋响应。结果表明，岸边的潮位变化主要是由于台风引起的强迫振动造成的。而对于登陆型台风来说，在远离台风路径的地方，潮位的变化则是由于边缘波效应。对地平直海岸和二维大陆架，自由边缘波的振幅远小于强迫波的振幅。平行海岸移行台风在岸边产生随台风一起移动的强制波，其中当台风沿着与Kelvin波相同的方向移行时，岸边有陆架波产生，反之则没有陆架波。此外，还讨论了与风暴潮相关的近岸环流。
采用理想的大陆架地形和台风模型计算了不同方向登陆的台风所激发的海洋响应。结果表明，岸边的潮位变化主要是由于台风引起的强迫振动造成的。而对于登陆型台风来说，在远离台风路径的地方，潮位的变化则是由于边缘波效应。对地平直海岸和二维大陆架，自由边缘波的振幅远小于强迫波的振幅。平行海岸移行台风在岸边产生随台风一起移动的强制波，其中当台风沿着与Kelvin波相同的方向移行时，岸边有陆架波产生，反之则没有陆架波。此外，还讨论了与风暴潮相关的近岸环流。
1998, 3(1): 27-37.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.1998.01.03
摘要:
利用ECMWF的格点资料对热带大气季节内振荡作了进一步分析研究，表明热带大气季节内振荡既有Kelvin波型扰动，也有Rossby波型扰动；影响热带大气季节内振荡移动的主要因素有扰动波型和积云对流活动的异常；伴随El Ni?o事件的发生，热带大气季节内振荡的动能急剧减小，而准定常扰动动能急剧增大，既反映了热带大气季节内振荡对El Ni?o的激发作用，也说明了在El Ni?o期间热带大气季节内振荡偏弱的原因。
利用ECMWF的格点资料对热带大气季节内振荡作了进一步分析研究，表明热带大气季节内振荡既有Kelvin波型扰动，也有Rossby波型扰动；影响热带大气季节内振荡移动的主要因素有扰动波型和积云对流活动的异常；伴随El Ni?o事件的发生，热带大气季节内振荡的动能急剧减小，而准定常扰动动能急剧增大，既反映了热带大气季节内振荡对El Ni?o的激发作用，也说明了在El Ni?o期间热带大气季节内振荡偏弱的原因。
1998, 3(1): 38-56.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.1998.01.04
摘要:
为进行ENSO的模拟与预测，在中国科学院大气物理研究所原有的较低分辨率全球海洋环流模式的基础上，引入依赖于Richardson数的垂直扩散方案和太阳短波辐射穿透的物理过程，发展了一个较高分辨率的热带太平洋上层海洋环流模式。利用该模式和1980－1995年大气强迫场的观测，进行了热带太平洋海温及环流的结构和演变的数值模拟研究，并利用美国国家环境预报中心（NCEP）的同时段的海洋同化分析，就海洋及其时间变化的三维特征，检验了模拟结果。首先，检验了该模式对ENSO事件的三维结构特征及其演变的模拟能力，结果表明：这16年间所有冷暖事件的发生、发展和消亡均得到基本正确的模拟，海温异常的强度和结构特征与实况有偏差，尤其是次表层，距平量在赤道西太平洋和沿斜温层显著弱于实况；表层海温（SST）距平与实况较为接近，只是在日期变更线附近偏大。然后，强调海气耦合模式要成功预测ENSO，真正严峻的考验是海洋模式对次表层海洋的模拟能力，而不能仅仅满足于对SST的正确模拟。因此，为全面评估该海洋模式，探讨模式误差的原因，根据同化资料，找出年际变化和季节变化最显著的区域之后，检验了多年平均状态及其季节变化、年际变率及其季节变化等统计量。结果发现：模式模拟出了海温及洋流的统计年平均状态的基本特征，但误差也是明显的，尤其是斜温层、赤道槽、北赤道脊、北赤道逆流槽，赤道潜流等次表层海洋环流系统具有较大的系统性误差，遣些误差决定了其他统计量的模拟误差的空间分布。
为进行ENSO的模拟与预测，在中国科学院大气物理研究所原有的较低分辨率全球海洋环流模式的基础上，引入依赖于Richardson数的垂直扩散方案和太阳短波辐射穿透的物理过程，发展了一个较高分辨率的热带太平洋上层海洋环流模式。利用该模式和1980－1995年大气强迫场的观测，进行了热带太平洋海温及环流的结构和演变的数值模拟研究，并利用美国国家环境预报中心（NCEP）的同时段的海洋同化分析，就海洋及其时间变化的三维特征，检验了模拟结果。首先，检验了该模式对ENSO事件的三维结构特征及其演变的模拟能力，结果表明：这16年间所有冷暖事件的发生、发展和消亡均得到基本正确的模拟，海温异常的强度和结构特征与实况有偏差，尤其是次表层，距平量在赤道西太平洋和沿斜温层显著弱于实况；表层海温（SST）距平与实况较为接近，只是在日期变更线附近偏大。然后，强调海气耦合模式要成功预测ENSO，真正严峻的考验是海洋模式对次表层海洋的模拟能力，而不能仅仅满足于对SST的正确模拟。因此，为全面评估该海洋模式，探讨模式误差的原因，根据同化资料，找出年际变化和季节变化最显著的区域之后，检验了多年平均状态及其季节变化、年际变率及其季节变化等统计量。结果发现：模式模拟出了海温及洋流的统计年平均状态的基本特征，但误差也是明显的，尤其是斜温层、赤道槽、北赤道脊、北赤道逆流槽，赤道潜流等次表层海洋环流系统具有较大的系统性误差，遣些误差决定了其他统计量的模拟误差的空间分布。
1998, 3(1): 57-64.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.1998.01.05
摘要:
用NMC 1982－1993年海洋再分析资料集，分析近赤道太平洋（10oS一10oN）海洋上层（0～400m）温度的季节和年际变化特征。分析揭示，上层海温的年际变化比季节变化大。在ENSO年或反ENSO年，由于斜温层深度变化大，斜温层附近的海温异常比海表还大，无论在西太平洋暖水区，还是东太平洋冷水区，斜温层附近温度距平都可达±7oC以上，而且西太平洋暖水区的最大异常出现在赤道两侧4o～9o区域。
用NMC 1982－1993年海洋再分析资料集，分析近赤道太平洋（10oS一10oN）海洋上层（0～400m）温度的季节和年际变化特征。分析揭示，上层海温的年际变化比季节变化大。在ENSO年或反ENSO年，由于斜温层深度变化大，斜温层附近的海温异常比海表还大，无论在西太平洋暖水区，还是东太平洋冷水区，斜温层附近温度距平都可达±7oC以上，而且西太平洋暖水区的最大异常出现在赤道两侧4o～9o区域。
1998, 3(1): 65-72.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.1998.01.06
摘要:
对近45年（1951—1995年）前期冬季北半球500 hPa高度距平场和夏季中国降水量进行旋转奇异值分解（RSVD），研究了耦合相关空间分布的区域特性，同时分析了相关型的时间演变。结果表明，旋转奇异值分解有效地揭示了前期冬季北半球500 hPa大尺度流型与夏季中国降水耦合相关型的区域分布特征，并且物理意义明确。利用Galerkin有限元集中质量法，讨论了非饱和土壤水流动的数值计算模型，用以模拟均质土壤，地下水埋藏很深且在不同的初始和边界条件下的水分运动。通过将第一类边界条件齐次化，而对于第二类非线性边界条件采用变分的办法将其直接转化为已知边界通量的计算，从而容易且较好地处理了带通量约束边界条件。对于入渗或蒸发问题，用通常的在分析比较不同地区降水化学特性时，如果列出各种离子的具体数值，既显得繁琐又不容易得出结论。现提出一种简便方法，即先概括出几种最重要的降水化学特性，分别以字母代表，再把这些特性分成几个等级以数字表示，就能很直观方便地比较这些地区的降水化学特性。还利用权威观测资料，以上述方法具体比较了世界主要酸雨地区的降水化学特性。
对近45年（1951—1995年）前期冬季北半球500 hPa高度距平场和夏季中国降水量进行旋转奇异值分解（RSVD），研究了耦合相关空间分布的区域特性，同时分析了相关型的时间演变。结果表明，旋转奇异值分解有效地揭示了前期冬季北半球500 hPa大尺度流型与夏季中国降水耦合相关型的区域分布特征，并且物理意义明确。利用Galerkin有限元集中质量法，讨论了非饱和土壤水流动的数值计算模型，用以模拟均质土壤，地下水埋藏很深且在不同的初始和边界条件下的水分运动。通过将第一类边界条件齐次化，而对于第二类非线性边界条件采用变分的办法将其直接转化为已知边界通量的计算，从而容易且较好地处理了带通量约束边界条件。对于入渗或蒸发问题，用通常的在分析比较不同地区降水化学特性时，如果列出各种离子的具体数值，既显得繁琐又不容易得出结论。现提出一种简便方法，即先概括出几种最重要的降水化学特性，分别以字母代表，再把这些特性分成几个等级以数字表示，就能很直观方便地比较这些地区的降水化学特性。还利用权威观测资料，以上述方法具体比较了世界主要酸雨地区的降水化学特性。
1998, 3(1): 73-81.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.1998.01.07
摘要:
利用Galerkin有限元集中质量法，讨论了非饱和土壤水流动的数值计算模型，用以模拟均质土壤，地下水埋藏很深且在不同的初始和边界条件下的水分运动。通过将第一类边界条件齐次化，而对于第二类非线性边界条件采用变分的办法将其直接转化为已知边界通量的计算，从而容易且较好地处理了带通量约束边界条件。对于入渗或蒸发问题，用通常的离散方法容易产生振荡非物理解。我们采用有限元集中质量法，将质量矩阵的非对角元集中到主对角元，避免了这种非物理解的产生。利用该方案统一地模拟如下情况：稳定入渗和蒸发、蒸发一段时间后达到风干率，以及波动入渗蒸发时土壤水势的变化状况。模拟表明，在已知有关土壤参数的情况下，该模型能较好地模拟非饱和流水势及含水量分布。
利用Galerkin有限元集中质量法，讨论了非饱和土壤水流动的数值计算模型，用以模拟均质土壤，地下水埋藏很深且在不同的初始和边界条件下的水分运动。通过将第一类边界条件齐次化，而对于第二类非线性边界条件采用变分的办法将其直接转化为已知边界通量的计算，从而容易且较好地处理了带通量约束边界条件。对于入渗或蒸发问题，用通常的离散方法容易产生振荡非物理解。我们采用有限元集中质量法，将质量矩阵的非对角元集中到主对角元，避免了这种非物理解的产生。利用该方案统一地模拟如下情况：稳定入渗和蒸发、蒸发一段时间后达到风干率，以及波动入渗蒸发时土壤水势的变化状况。模拟表明，在已知有关土壤参数的情况下，该模型能较好地模拟非饱和流水势及含水量分布。
1998, 3(1): 82-88.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.1998.01.08
摘要:
在分析比较不同地区降水化学特性时，如果列出各种离子的具体数值，既显得繁琐又不容易得出结论。现提出一种简便方法，即先概括出几种最重要的降水化学特性，分别以字母代表，再把这些特性分成几个等级以数字表示，就能很直观方便地比较这些地区的降水化学特性。还利用权威观测资料，以上述方法具体比较了世界主要酸雨地区的降水化学特性。
在分析比较不同地区降水化学特性时，如果列出各种离子的具体数值，既显得繁琐又不容易得出结论。现提出一种简便方法，即先概括出几种最重要的降水化学特性，分别以字母代表，再把这些特性分成几个等级以数字表示，就能很直观方便地比较这些地区的降水化学特性。还利用权威观测资料，以上述方法具体比较了世界主要酸雨地区的降水化学特性。
