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

2018年  第23卷  第2期

显示方式:
FGOALS海洋同化试验对西北太平洋夏季SST—降水关系的模拟评估
邹立维, 李东欢, 周天军, 吴波
2018, 23(2): 139-149. doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2017.17006
摘要:
评估了耦合气候系统模式FGOALS海洋同化试验对西北太平洋夏季降水和SST相关关系的模拟技巧,并对比了相应的观测海温强迫试验(AMIP)和历史气候模拟试验结果。结果显示,FGOALS海洋同化试验对亚洲季风区大部分海域夏季SST年际变化有较高的模拟技巧,但其对菲律宾以东海域模拟技巧较低。在西北太平洋夏季降水-SST相关关系方面,同化试验部分地再现了南海和菲律宾以东海域降水超前SST变化1个月和同时二者的负相关关系,优于AMIP试验但逊于自由耦合模拟试验。同化试验对SST倾向-降水相关关系的模拟技巧亦介于AMIP试验和自由耦合试验之间。观测中,西北太平洋夏季降水与环流异常受日界线附近和赤道东印度洋海洋大陆地区海温异常的遥强迫,并通过改变到达海表的净短波辐射通量影响局地SST异常,导致局地海温-降水和局地海温倾向-降水的负相关关系。在AMIP试验中,遥强迫导致的西北太平洋地区环流异常较之观测偏弱,由于缺少局地海气耦合过程,在西北太平洋多数地区表现为海温对大气的强迫作用,即SST-降水正相关关系。FGOALS同化试验和自由耦合试验考虑了局地海气耦合过程,虽然低估了遥强迫对西北太平洋地区夏季环流异常的影响,依然部分模拟出局地降水-SST负相关关系但较之观测偏弱。同时,自由耦合试验高估了西北太平洋20°N以南地区海温异常对大气环流异常的强迫,使得其对中国南海和日本岛以南海域SST-降水负相关关系的模拟稍优于同化试验。
两类El Niño型对西北太平洋季风槽及热带气旋生成的可能影响
张宏杰, 武亮, 黄荣辉
2018, 23(2): 150-160. doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2017.17055
摘要:
通过对1948~2015年不同El Niño事件下西北太平洋季风槽变化和热带气旋(tropical cyclone,TC)生成进行分析,初步探讨了不同El Niño型事件对季风槽及其对TC的可能影响。分析结果表明,较东太平洋增暖(eastern Pacific warming,EPW)年,中太平洋增暖(central Pacific warming,CPW)年季风槽偏弱,位置相对偏西、偏北。在CPW年,中(西和东)太平洋海温增暖(降低)引起了从中到西太平洋热带地区的西风异常和中太平洋地区上升运动及对流活动加强,使得季风槽加强东伸,同时西太平洋副高偏弱、偏北,季风槽向北推进;而在EPW年,赤道东(西)太平洋海温增暖(降低)使得赤道地区西风异常显著加强东扩,异常Walker环流的上升支东移至东太平洋,季风活动加强,副高偏强、偏南,这使得季风槽较CPW年相比更强、更偏东。利于TC生成的大尺度环境因子随季风槽强度和位置的变化而发生改变,在CPW年,低层气旋性涡度、高层辐散、高的中层相对湿度以及低垂直风切变区随着季风槽向北移动;而在EPW年,这些因子随季风槽向南、向东偏移。这些大尺度环境因子的变化使得西北太平洋TC生成的位置在CPW年比EPW年更加偏北、偏西。
欧亚大陆冬季地表温度南北反相变化的年代际特征及机理
李一玲, 王澄海, 张飞民
2018, 23(2): 161-175. doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2017.17059
摘要:
对欧亚大陆冬季地表温度南北反相的时空分布特征及机理的分析结果表明,欧亚大陆冬季地表温度约以55°N为界存在南北反相变化特征。1961~2015年欧亚大陆冬季地表温度变化具有显著的年际和年代际变化特征;年代际尺度上,北半球行星波"冬三"分布型变化与欧亚大陆地表温度南北反相变化密切联系。冬季欧亚地表温度南北反相变化存在明显的季节内转变。滤除年代际信号和全球变暖趋势后,欧亚大陆冬季地表温度与秋季北极海冰面积之间存在显著相关;北极海冰面积减小是欧亚、尤其中亚地区冬季地表温度降低的主要外强迫因素之一;同期北大西洋"三极子"和欧亚大陆冬季地表温度南北反相变化在年际尺度上存在显著相关。
欧洲地区不同温室气体背景下土地利用/覆盖变化的气候效应
胡祖恒, 徐忠峰, 马柱国
2018, 23(2): 176-184. doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2017.17010
摘要:
通过温室气体排放和土地利用/覆盖变化,人类活动对气候变化产生显著影响。为了探究在不同温室气体浓度(Greenhouse gas concentration,GHG)背景下,相同的土地利用/覆盖变化(Land Use and Land Cover Change,LULCC)对于欧洲区域气候的影响差异,采用CESM(Community Earth System Model)耦合模式进行了模拟研究。研究发现,在1850年温室气体浓度背景下,土地利用/覆盖变化导致欧洲中东部地区降水显著增加,而在2000年温室气体浓度背景下,土地利用/覆盖变化导致欧洲中东部地区降水减少。温室气体增加后,LULCC导致该地区对流层低层大气环流由辐合变为辐散,气温以及大气水汽含量降低,这些变化能较大程度的改变LULCC对区域降水的净影响力。
时间尺度分离在华南夏季极端高温预测中的应用
陈思思, 张井勇, 黄刚
2018, 23(2): 185-198. doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2017.16220
摘要:
基于高温日数存在受不同物理因子影响不同时间尺度变率的特征,应用滤波对华南夏季高温日数进行时间尺度分离,得到高温日数的年代际分量和年际分量。统计分析高温日数总量、年代际分量和年际分量在各自对应时间尺度上的影响因子,采用"向前"交叉检验逐步回归法,分别建立高温日数总量、年代际分量和年际分量的回归模型。高温日数总量的回归模型即为高温日数不区分时间尺度的直接回归模型,而两个分量回归模型拟合结果的叠加,即为高温日数时间尺度分离统计模型对总量的拟合。利用十折交叉检验法,对高温日数直接回归模型和时间尺度分离统计模型的拟合结果进行比较:相比高温日数直接回归模型,时间尺度分离统计模型的年代际分量均方根误差由2.6降低到2.3,与观测数据的相关系数由0.69提高到0.73(显著性水平α=0.01);年际分量均方根误差由3.2降低到2.9,与观测数据的相关系数由0.4(α=0.1)提高到0.48(α=0.01);高温日数总量均方根误差由4.1降低到3.7,与观测数据的相关系数由0.48提高到0.62(α=0.01)。1979~2010年拟合时段华南夏季高温日数的回报结果表明:两模型回报结果与观测数据均存在明显相关(α=0.01),直接回归模型的相关系数为0.57,时间尺度分离统计模型提高到0.72。2011~2013年独立检验时段的预测结果表明:直接回归模型预测结果的平均均方根误差为26.4%,时间尺度分离统计模型降低到12.3%。初步结果表明,两模型对华南夏季高温日数均有一定的预测能力,而时间尺度分离统计模型的预测结果有所改进。
2014年夏季浙江低温多雨的大尺度环流特征及与海温异常关系
钱卓蕾, 娄小芬, 马洁华, 江丽俐, 罗玲
2018, 23(2): 199-209. doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2017.17012
摘要:
利用NECP/NCAR再分析资料、国家气候中心和NOAA相关资料,研究了与2014年浙江夏季低温多雨事件相关的大尺度环流特征和海温因子。结果表明:中纬度我国东部到日本南部气旋性环流异常的存在有利于浙江夏季出现低温多雨,异常偏强偏南的西太平洋副热带高压(简称副高)是8月罕见低温多雨的直接原因;东亚-太平洋型遥相关(EAP)和欧亚型遥相关(EU)是影响浙江夏季低温阴雨的主要遥相关型,当EAP负位相和EU正位相时,冷空气容易堆积和南下,与暖湿气流交汇,有利于降水降温,8月罕见低温阴雨是EAP负位相和EU正位相协同作用的结果。进一步的分析表明ENSO暖位相激发了西太平洋上空强烈的异常下沉气流和反气旋,使得副高偏南偏强,东亚地区呈EAP波列型响应;热带印度洋海温全区一致模态(IOBW)暖位相的维持进一步减弱了8月海洋性大陆地区的对流活动;北大西洋中部海温季内的变化或许与EU位相的转变有联系。
烟花爆竹燃放对天津市空气质量的影响研究
操晚, 唐邈, 薛鹏, 刘子锐, 王莉莉, 陈魁, 唐贵谦, 吉东生
2018, 23(2): 210-220. doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2017.16109
摘要:
为了研究烟花爆竹燃放对空气质量的影响,利用动态滤膜校准系统-微量震荡天平法颗粒物分析仪、大气细颗粒化学组分在线离子色谱监测仪、有机碳(OC)/元素碳(EC)在线分析仪、气态污染物分析仪、常规自动气象站并结合云高仪和微波辐射计等设备于2015年2月18日至3月7日对天津市细颗粒物(PM2.5)及其主要化学组分,气态污染物(SO2、NO2、CO和O3)和气象参数进行连续观测。本文选取3个污染事件作为研究重点进行分析,研究发现:烟花爆竹禁放和限放政策导致除夕夜烟花爆竹燃放量减少,PM2.5峰值与2014年相比明显下降;烟花爆竹禁放和限放区的设立导致天津市PM2.5质量浓度在烟花爆竹密集燃放期间存在明显的空间差异;站点之间小时平均值差异最高达到394 μg/m3。受烟花爆竹燃放的影响,距地面80 m以下颗粒物后向散射强度相近,表明80 m以下颗粒物呈均匀分布。污染事件1是由于烟花爆竹密集燃放引起的,PM2.5主要化学组分为K+、SO42-和Cl-,同时SO2和CO质量浓度显著升高;但EC和OC质量浓度并未明显增加。污染事件2的形成是由于不利的气象条件(逆温、逆湿、下沉气流和较高的相对湿度)促进了SO2和NOx在烟花爆竹排放的颗粒物表面发生非均相化学反应,导致SO42-和NO3-浓度快速增加。污染事件3由元宵节烟花爆竹燃放引发,而后呈现二次无机组分与臭氧协同增长的复合型污染特征;此外区域传输对污染事件3也有重要贡献。
耦合模式FGOALS-s2模拟的大西洋经圈翻转环流(AMOC)的年代际变率
李晓兰, 俞永强
2018, 23(2): 221-234. doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2017.17047
摘要:
利用中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG/IAP)发展的耦合的气候系统模式FGOALS-s2工业革命前控制试验结果研究了大西洋经向翻转流(Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC)的年代际变率及其物理机制。传统AMOC是利用深度坐标下的质量流函数来表征,本文通过对密度坐标下49.5°N的AMOC指数与其余纬度的AMOC指数作相关分析,发现AMOC的变化有从深水形成区向南传播的过程,且密度坐标下的AMOC变率在北大西洋高纬度明显大于低纬度。分析进一步表明,模式模拟的AMOC具有年代际振荡,周期约为70年。这个低频振荡主要是由与AMOC变化相关的温度和盐度的变化与海表风场之间的相互作用引起,具体机制如下:格陵兰-冰岛-挪威海有异常强的海表风场,导致蒸发增强,继而使海表盐度增加,深水形成增多,从而使AMOC增强。AMOC加强后,会使得向北的热量和盐度输送增加,减弱此处的经向温度梯度,风场随之减弱,从而完成位相的反转。
北京首都国际机场冻雨过程的模拟及其产生的可能机制
柳贵钧, 王飞, 沈晗, 冯向阳, 张伟
2018, 23(2): 235-240. doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2018.17051
摘要:
为了探讨北京首都国际机场冻雨过程产生的可能机制,利用NCEP再分析资料、风云2号E星(FY-2E)的云顶亮温(Black Body Temperature,TBB)逐小时资料及风云3号A星(FY-3A)反演的云顶高度日平均资料做为检验依据,使用美国非静力中尺度模式(Weather Research and Forecasting,WRF)对2013年1月31日发生在首都机场附近地区的一次冻雨过程进行模拟,得出以下结论:1)模拟结果中的云顶温度与FY-2E的TBB逐小时资料对应较好:此次冻雨过程,整个降水云系云顶温度在0~-6℃之间,模拟结果水成物的垂直分布也得到了较好的印证;通过FY-3A反演的云顶高度日平均资料的检验,证明此次冻雨过程的云高基本维持在3 km左右,而且云微物理固态项的含量少。2)云顶温度、云顶高度实况与模式模拟表明此次过程是一次典型的暖雨机制冻雨,这说明产生北方冻雨的可能机制并不单一,冰相机制与暖雨机制可以同时存在。
华南地区21世纪中后期旱涝变化的情景分析
吴美双, 黎伟标, 许吟隆, 李秀珍, 张敏
2018, 23(2): 241-251. doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2017.17018
摘要:
利用区域气候模式PRECIS(Providing Regional Climates for Impacts Studies),首先选取若干旱涝指标,在验证模式对各旱涝指标的模拟能力的基础上,分析SRES A1B(Special Report on Emissions Scenarios A1B)情景下华南地区21世纪中后期(2040~2099年)各旱涝指标相对气候基准时段(1961~1990年)的变化情况,进而初步探讨华南地区未来旱涝情况的可能变化。研究表明,PRECIS能够较好地模拟出所选取的旱涝指标的年际变化和月变化特征;在SRES A1B情景下,21世纪中后期华南地区极端强降水事件的发生频率和强度都将显著增加,且强降水期将有所延长,从而使得华南地区出现雨涝灾害的可能性大大增加。与此同时,华南地区未来在春季、夏季和秋季发生气象干旱的可能性变化不显著,但在冬季发生气象干旱的可能性却将增加,尤其是在21世纪后30年冬季出现气象干旱的可能性更高。
3种不同遥感辐射产品的精度比较
李净, 王丹
2018, 23(2): 252-258. doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2017.17038
摘要:
遥感辐射产品的验证研究主要集中在单一产品在青藏高原地区和实测数据的比较分析上,缺乏产品之间的相互比较从而无法得知产品的适用性,因此针对整个中国地区对这些产品的适用性进行系统性的比较研究。选取了数据序列较完整的GEWEX-SRB(Global Energy and Water Cycle Experiment-Surface Radiation Budget)、CERES-EBAF(Clouds and Earth's Radiant Energy Systems-Energy Balanced and Filled)和GLASS-DSR(Global LAnd Surface Satellite-Downward Shortwave Radiation)3种辐射产品,以相关系数、平均偏差、均方根误差为评价指标在整个中国区域范围内进行精度评价,并且对其精度的时空分布特征进行了研究。研究表明,2000~2007年GEWEX-SRB与CERES-EBAF相比两者具有相似的偏差趋势,低估和高估最严重站点同为峨眉山站和太原站,总体上CERES-EBAF的精度更高。2008~2010年间GLASS-DSR与CERES-EBAF进行对比结果表明CERES-EBAF精度要高。总体来说,这3种辐射产品的精度都较高,低估的站点大多地处高海拔地区,其中CERES-EBAF产品时间序列长且精度相对较高,尤其是在中东部及大部分沿海地区精度较高。