大气热源和大地形对夏季印度季风和东亚季风环流形成作用的数值模拟

本文利用一个σ坐标的三层初始方程热带球圈数值模式,以全球夏季平均纬向风场为初始场,研究地形的纯动力作用和不同地区的大气热源、冷汇对亚洲夏季两支独立的季风环流系统形成的影响,针对它们对季风环流的主要成员如越赤道气流、季风槽、青藏高压等的相对重要性设计并进行了—系列试验,东亚季风环流和印度季风环流系统的成员被很好地模拟出来。     

区域气候模式对中国东部季风雨带演变的模拟

本文给出了应用区域气候模式对中国东部夏季雨带演变过程模拟的主要结果。模拟试验分别对正常季风年（1979）和湿季风年（1991）（均由观测场驱动）以及连续3年（全球大气环流模式驱动）的夏季降水场进行,并同观测场进行了比较。结果表明,模式基本上能抓住夏季雨带的主要位置和它的演变特征,与实况相比明显优于全球模式的结果。但模拟的雨带具体位置并不总是与观测值十分吻合,有些旬（或候）差别比较大,模拟的降水量与观测值的相关系数最大仅0.40左右。以上结果表明,为正确模拟东亚季风雨带的演变还需要对决定区域气候的主要物理过程在参数化方面作进一步的改进。     

季风试验计划——全球大气研究计划的分计划之一

一、全球大气研究计划中的季风分计划 亚-欧-非大陆的加热和冷却作用是造成大气环流季节性变化的一个重要因子,这是大气环流的最基本问题之一,但目前对此所知甚少。季风降雨开始日期的早晚和雨量多寡有很大的年际变化,直接影响到亚洲南部和西非许多国家的农业丰歉。另一方面,大范围的季风环流本身也是全球大气运动场的一个主要组成部分。在大气环流模式中,如果不把造成大范围季风的各种物理过程考虑进去,就不能成功地模拟全球大气的特征。因此,在全球大气研究计划中,为了对全球几个主要季风区的大气状况进行集中的观测研     

西太平洋暖池海温对华南前汛期降水影响的数值试验

简要地介绍了全球大气环流模式CCM3,由该模式模拟得到降水、位势高度场和风场,分析它的模拟性能。根据华南前汛期(4～6月)降水与西太平洋暖池敏感海区(西区)海温的负相关关系,设计了两组敏感性试验,讨论西区海温对华南前汛期降水影响的确定性和可能的物理机制。模拟结果表明,当西区为冷水年(暖水年)时,华南降水偏多(少),长江中下游相对偏少(多),相关最好的地区是广东省,与诊断分析结果相符。海温对降水的影响是通过大气环流场来实现的,因此,再用P-σ九层区域气候模式模拟了西区海温异常年大气环流对华南前汛期降水的影响,与CCM3模拟结果基本一致。     

用一个耦合的全球格点大气环流模式-植被模式模拟中全新世气候变化

用一个耦合的全球格点大气环流模式－植被模式模拟中全新世的气候变化，模拟试验中考虑了地球轨道参数的变化，而其他强迫条件均取成现今值。结果表明，耦合的模式能够模拟出较今强的大尺度夏季风，特别是亚洲－非洲季风，而其他季节和区域的变化值一般都比较小。季风环流和季风降水都大幅度地增大了。结果还显示，耦合模式模拟的大尺度季风系统的变化同单纯大气环流模式模拟的结果非常相似，但是，在非洲北部季风区耦合模式模拟的降水和温度变化较单纯大气模式模拟的值要大，而且，耦合模式模拟的冬季降温值要比单纯大气模式模拟的结果小。     

NCEP/NCAR再分析资料所揭示的全球季风降水变化

大气模式是研究气候变化的重要工具,当前的大气模式在模拟季风降水时均存在较大偏差,目前尚不清楚该偏差是来自模式环流场还是模式物理过程.再分析资料由于同化了各类观测和卫星资料,其大气环流近似可被视作是“真实”的.再分析资料中的降水场是在基本真实的环流场强迫下,由当前最先进的数值预报模式计算输出的.因此,再分析资料的降水场能...     

夏季东半球热带海温异常对亚洲季风环流和降水影响的数值试验

利用一个全球大气环流谱模式，模拟了７月份大气对东半球热带海洋（阿拉伯海、孟加拉湾、南海、西太平洋）海温异常的响应。试验结果表明，热带海洋的热状况是影响亚洲季风环流和降水的一个重要因素。     

10个CMIP5模式对亚澳季风环流及其变率的模拟

利用参加第五次耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5,简称CMIP5)的10个海气耦合模式的输出结果,比较了这些模式对6种季风指数年际变化的模拟能力,并从季风区大气环流场的气候态以及海表温度异常(SSTA)与季风的相关关系两个方面对季风指数的模拟差异原因进行了讨论。得到结论:CMIP5模式对于季风指数年际变化模拟的结果与观测资料差异较大,其中对南亚季风指数(Webster- Yang index)模拟最好,模式集合会显著改进对南亚季风指数的模拟效果;不同模式基本可以描述出各个季风区大气环流场的气候态分布特征;耦合模式对南亚季风指数模拟的关键可能在于对SSTA的年际变化以及SSTA与季风相关关系的准确模拟。      

建国以来气象研究的进展

本文简要回顾和评述了1949年中华人民共和国成立以来40年间,我国气象科学研究在大气探测、人工影响天气试验、大气物理和大气化学、大气环流及其数值模拟、东亚季风和热带大气动力学、中尺度气象学、气候和气候变化、农业气象等方面的进展。     

水汽和山脉对印度西南季风中断向活跃转变过程影响的数值试验

本文在文献数值试验的基础上,利用P-σ混合坐标系五层原始方程模式,在不同水汽含量和地形条件下对1979年7月一次实际季风环流转变过程进一步进行了对比数值试验。讨论了与水汽条件有关的大气湿过程和山脉对印度西南季风中断向活跃转变过程的影响。试验范围是0°—180°E、22.5°—57.5°N,初始场取自FGGE—Ⅲ_b网格点资料。 试验结果表明:在非绝热因子中湿空气的非绝热过程起主要作用,它是西南季风中断结束后迅速出现季风活跃环流的主要机制。山脉的存在也有利于出现季风活跃环流和增加印度地区的季风降水。若在数值试验中削减大气里的水份含量或去掉山脉地形后,模拟结果与正常水汽和有山情况下的非绝热试验结果(接近实况)差异较大,尤其是削减水汽含量后,印度季风环流继续保持初始场中季风中断时的主要特征。     

利用IAP九层大气环流模式模拟全球季风系统

用ＩＡＰ九层大气环流模式模拟了全球季风系统。结果表明，模式成功模拟出对流层低层的季风系统，包括经典的热季风以及副热带季风和温寒带季风。此外，模式也真实再现了对流层高层的行星季风。另一方面，平流层季风的模拟效果则较差，这与模式中西风系统性偏强有关。     

欧亚大陆冷季积雪与亚洲夏季风的关系:区域特征与季节性

主要回顾了欧亚大陆冷季积雪与亚洲夏季风的关系,特别是积雪对季风演变和强度的影响。从Blanford(1884)着眼喜马拉雅山测站积雪开始,到20世纪70年代卫星测量的大范围雪盖资料的问世,直至近几十年来全球气候模式模拟与资料分析的结合,回顾了人们在不同时期对积雪-季风关系的不同认识以及对积雪影响季风的物理过程的不同理解。一方面,积雪通过反照率效应影响温度、温度梯度和大气环流包括季风环流;另一方面,积雪通过融化效应影响大气,特别是增强大气异常信号的持续性。在这些过程中,陆面积雪与大气运动的相互作用是一个正反馈的过程。另外,特别关注不同地区和季节的欧亚大陆积雪对不同亚洲区域季风的不同影响,以及积雪在季风演变过程中对不同阶段季风特征的作用。虽然积雪与季风的关系非常复杂,加深对这些复杂关系的认识,对理解季风系统的整体变化以及改进季风预报都尤为重要。     

区域气候模式REMO对东亚季风季节变化的模拟研究

将欧洲区域气候模式REMO首次应用于东亚区域,利用该模式对1980年和1990年东亚季风季节变化进行了模拟研究,并将模拟结果与NCEP再分析资料进行比较,以检验该模式对东亚季风的模拟能力.研究表明,区域气候模式REMO能够较好地模拟出东亚地区高、低空的大气环流特征,模拟的高度场、流场和温度场与NCEP再分析资料场都比较一致.模拟结果显示了东亚季风的月变化和季节转换特征.模拟的降水场与GPCC降水资料的对比结果表明,REMO能较为成功地模拟出东亚地区降水的空间分布,并能较好地反映降水的季节变化及主要降水趋势,夏季降水模拟偏大,整个区域平均的降水量偏差约为18%左右.     

区域和全球模式的嵌套技术 及其长期积分试验

将区域模式嵌入澳大利亚CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization）的全球模式中,并将其应用于区域模式的长期气候积分试验。模拟结果表明,当区域与全球模式嵌套时,边界吸收问题十分重要,由区域模式得到的高分辨率大尺度环流形式在边界上必须与全球模式提供的强迫一致,同时区域模式必须给出基于模式内部物理过程产生的高分辨信息。因此,在嵌套过程中,必须仔细考虑缓冲区的设置,使大尺度强迫与中尺度特征充分混合,既保持区域模式内外的一致性,又使区域内部中尺度强迫物理过程得到充分发展。将区域模式与澳大利亚CSIRO的9层21波三角形截断谱模式嵌套后,完成了连续3年的区域气候模式积分。模拟结果表明,由于区域模式较好地刻划了区域尺度的地形、下垫面和海岸线分布等的细节特征,模拟的区域气候特征比全球模式有较大的改进,尤其是对季风降水的模拟,区域模式明显改进了全球模式的模拟结果。     

9000年前古气候的数值模拟研究

本文用大气物理所的全球大气环流模式模拟了9000年前一月份和七月份的古气候.得出:北半球夏季由于地球轨道参数的变化引起的比现在多7％的太阳辐射使得温度升高了,尤其是高纬地区,海陆对比的加强又增强了季风,季风区域降水增加了;而冬季因为太阳辐射在北半球减少了7％,温度变低了.这些结果与现有的古气候证据相一致,并与其他模拟结果进行了较详细的比较,还作了进一步的讨论.     

北半球和中国气候的模拟及1996年汛期预测的试验及检验

该文用ＯＳＵ／ＳＺ／ＺＷ全球大气环流模式耦合全球混合层海洋与海冰模式对北半球及中国气候进行了模拟，与实况场的对比检验说明模式对北半球及中国气候具有一定的模拟能力，同时利用该模式作了１９９６年汛期预报，对其主要预报结果与实况场进行了对比与检验后表明：该模式对大气环流场，Ｎｉｎｏ区海温，中国区域降水等有一定的预报能力。     

印度夏季风垂直环流圈的数值试验

为了研究山脉、非绝热加热、特别是大气湿非绝热过程(水汽凝结、云与辐射过程的反馈和积云对流过程等)对印度季风垂直环流的影响,本文利用一个五层原始方程模式,对印度季风中断和活跃过程分别进行了五种数值试验。试验中采用了实际地形,初始场取自FGGE—3B格点资料。结果表明:包括湿过程的非绝热加热作用对沿80°E附近的经向垂直环流的结构和强度有重要影响。当减少大气中的水分含量或略去积云对流过程或去掉整个非绝热过程时,季风环流圈的范围和强度均减小。季风中断与季风活跃时期,山脉与不同季风环流相互作用的结果也不同,中断时期,在印度中部有山试验比无山试验的上升运动弱、降水量少;活跃时期则相反。     

用全球大气混合层海洋环流模式模拟二氧化碳增加对土壤湿度季节变化的影响

本文利用全球三维大气耦合混合层海洋环流模式模拟大气中二氧化碳浓度增加对土壤湿度的影响。敏感试验(2×CO_2)与控制试验(1×CO_2)对照表明,当大气中二氧化碳浓度增加时,全球土壤湿度在各季发生明显变化。其中两半球低纬度地区在冬季土壤温度变温,两半球中纬度地区则在各季土壤湿度变干,北半球高纬度地区土壤湿度在夏季变干,其余各季变温。分析大气中二氧化碳浓度增加造成土壤温度全球变化的可能物理机制表明,地面水循环和热量循环是重要的因素。     

两类大气热机对大气环流型影响的数值试验

本文使用简化全球大气环流模式,研究大气环流型季节特征的成因问题。模拟了两类不同热机在大地形强迫背景下形成的环流型的异同之处,分析了两类热机对大气环流型季节特征的影响程度及其形成机理,从而得到关于大气环流型成因的较为直观、清晰的物理图象。      

区域气候模式对中国东部夏季气候的模拟试验

在美国国家大气研究中心第二代区域气候模式(NCAR/RegCM2)的基础上,通过改进其中的陆面过程、积云对流、辐射传输和边界层等物理过程的参数化方案,发展了一个有多种方案选择的改进的区域气候模式.分别利用原区域气候模式和改进的区域气候模式,对1994年和1998年夏季的异常季风降水过程进行了数值模拟试验,并与观测结果进行了比较.结果表明,新方案模拟的1994年夏季的雨带位置与实际位置非常一致,而原区域气候模式模拟的雨带都位于中国北方地区,与观测的差别较大.从环流场的模拟比较也可以看出,新方案模拟的1994年和1998年夏季环流形势都比原方案的结果更为合理.