麦收期连阴雨的中期预报

麦收期间的连阴雨严重影响小麦的产量和质量。本文根据候平均图的滤波作用和长波、超长波时空尺度大的特征,用1961—1976年5月下旬至6月中旬北半球500百帕候平均高度资料,其中候平均图、距平图共96个样本,运用环流分型和前期关键区找指标,对造成我区6月份连阴雨的影响系统进行分析,找出物理意义明确的因子,建立预报方程,以求为连阴雨的预报提供客观依据。     

平均环流参数化预报的初步试验

本文提出一个对包括下垫面温度在内的未知总强迫项进行参数化作平均环流的预报方法.该参数化方案是假设未知作用力距平与流函数距平成正比,其比例系数是空间位置的函数,得到一个平均环流距平的预报方程.该方程表明,预报结果的好坏不仅取决于初始状态和动力学的考虑,还取决于环流的历史演变情况. 根据历史资料反求其比例系数,所作的平均环流距平的历史拟合结果令人满意.独立样本的预报结果比不上历史拟合的结果.试验结果还表明,如果加长历史资料的时间序列,把310天的历史资料增加到620天,则独立样本的预报结果有较大的改善,不仅有很多旬平均和月平均的个例非常成功,而且预报的半均准确率已超过一般惯性预报的水平.     

10—12月500百帕环流特征对次年云南5-6月雨量的影响

通过相关普查,发现10-12月东亚某些区域的500百帕格点月平均高度距平的南北梯度,与次年云南5-6月雨量有较密切的关系,由此取出四个因子,建立一些预报工具,经独立样本资料检验,效果是满意的。最后,本文分析了影响云南5-6月雨量的环流形势和所取前期因子的预报作用。      

夏季地面温度场月预报的统计模式

用15年北半球夏季地面温度的资料分析了月平均场与该月前后一周左右的逐日平均场在时间和波数上的相关。发现越新、越靠后的日平均场与该月的平均场相关越强。用第0天外推的未来30天平均场与实况的相关比用前30天平均场作外推的相关要显著得多。由此得出结论认为各种预报方法的效果检验应与前者定义的惯性预报作比较。文中提出了几个用于作月预报的统计模式，分别用不同时间或不同波数作预报因子。其结果均使预报准确率有所提高。既用不同时间又用不同波数作预报因子的模式更为理想。文中最后讨论了一个源于动力学考虑的统计模式。近1400个月预报例子的结果与实况的平均相关系数高达0.75，显著优于惯性预报。     

500hPa平均环流形势月预报水平的评估

该文讨论了500hPa 平均环流形势预报水平的评估问题.平均来说,各月都是气候预报的准确率最小,年际变化持续性预报次之,月际变化持续性最高.T42L9模式延伸预报的第一旬和月平均环流的预报准确率均高于气候预报与持续性预报,表明确是有技巧的.     

华东地区热带气旋汛频数异常时的环流分析

该文是为应用统计释用预报方法对影响华东地区的热带气旋（ATC）汛频数预报所做的前期研究工作。研究发现:（1）影响华东地区的热带气旋汛频数的局地性异常变化是汛平均环流半球性调整的结果;（2）汛平均环流中的大气长波既反映了月平均环流的特征又和汛频数的变化存在着较好的关系,特别在异常年,其天气系统和相关地区也比较稳定;（3） 利用影响华东地区的热带气旋汛频数和环流变化的关系建立了汛频数的统计预报方程。在短期气候数值形势预报准确的基础上,应用统计释用预报方法所得的准确率为70%左右,若能预报出汛平均环流的异常变化,则可确定ATC汛频数的特多年或特少年。     

月平均环流的长期数值预报

本文对当前月平均环流的长期数值预报状况做了总结,用大气环流模式做月平均500hPa高度预报,相关系数约0.4。对两类集合预报,即蒙特卡罗预报与落后平均预报的优缺点进行了比较。最后讨论了月平均环流预报的可预报性,指出有可能做6—11个月的预报,但预报准确率因受气候噪声影响而有一定限度。     

正压模式中系统移动速度问题的研究

本文应用考虑大气整层辐散作用的正压涡度方程,在快速电子计算机上对一个移动性系统的流型进行数值预报。结果发现系统移动速度偏慢,这种偏慢现象和正压模式所取的平均高度以及考虑控制超长波后退的方法有关。最后提出了一种经验的改进方案。     

正压模式中系梳移动速度简题的研究

本文应用考虑大气整层辐散作用的正压涡度方程,在快速电子计算机上对一个移动性系统的流型进行数值预报。结果发现系统移动速度偏慢,这种偏慢现象和正压模式所取的平均高度以及考虑控制超长波后退的方法有关。最后提出了一种经验的改进方案。     

大气环流降尺度因子在中国东部夏季降水预测中的作用

本文将1951～2007年500 hPa 格点资料构成的表征区域系统的环流特征量作为降尺度因子, 使用降尺度技术和偏最小二乘回归方法, 以环流特征量作为因子场, 建立逐月的我国东部夏季降水量的预报模型。从最佳预报模型中的环流特征量出现频率的角度, 对大气环流降尺度因子在我国东部夏季降水预测中的作用进行分析研究。结果表明, 在夏季各个月份的预报模型中, 出现频率表现最突出的因子是北半球和东半球副高系统。此外, 东亚地区副高系统也起十分重要的作用, 特别是西太平洋副高强度和面积指数。     

CFSv2 prediction skill of stratospheric temperature anomalies

This study evaluates the prediction skill of stratospheric temperature anomalies by the Climate Forecast System version 2 (CFSv2) reforecasts for the 12-year period from January 1, 1999 to December 2010. The goal is to explore if the CFSv2 forecasts for the stratosphere would remain skillful beyond the inherent tropospheric predictability time scale of at most 2 weeks. The anomaly correlation between observations and forecasts for temperature field at 50 hPa (T50) in winter seasons remains above 0.3 over the polar stratosphere out to a lead time of 28 days whereas its counterpart in the troposphere at 500 hPa drops more quickly and falls below the 0.3 level after 12 days. We further show that the CFSv2 has a high prediction skill in the stratosphere both in an absolute sense and in terms of gain over persistence except in the equatorial region where the skill would mainly come from persistence of the quasi-biennial oscillation signal. We present evidence showing that the CFSv2 forecasts can capture both timing and amplitude of wave activities in the extratropical stratosphere at a lead time longer than 30 days. Based on the mass circulation theory, we conjecture that as long as the westward tilting of planetary waves in the stratosphere and their overall amplitude can be captured, the CFSv2 forecasts is still very skillful in predicting zonal mean anomalies even though it cannot predict the exact locations of planetary waves and their spatial scales. This explains why the CFSv2 has a high skill for the first EOF mode of T50, the intraseasonal variability of the annular mode while its skill degrades rapidly for higher EOF modes associated with stationary waves. This also explains why the CFSv2’s skill closely follows the seasonality and its interannual variability of the meridional mass circulation and stratosphere polar vortex. In particular, the CFSv2 is capable of predicting mid-winter polar stratosphere warming events in the Northern Hemisphere and the timing of the final polar stratosphere warming in spring in both hemispheres 3–4 weeks in advance.     

准定常行星被对大气中臭氧输运的动力作用

本文从拉格朗日平均环流观点讨论了行星波对大气中Ｏ３。的输运作用。理论分析表明，当行星波是定常保守时，行星波对大气中Ｏ３没有输运作用；而非定常的行星被对大气中ｏ。有明显的输运作用，它可以强迫出一个正的输运环流、即从热带上升，而从高纬下沉的环流；此外，只有当耗散的行星波传播到平流层才会在平流层强迫出输运环流。为了说明行星波对大气中Ｏ３输运的动力作用，本文还利用一组３４层波－流相互耦合球坐标原始方程谱模式计算了地球大气中行星波对Ｏ３变化的作用，其计算的Ｏ３变化与实际观测到的Ｏ３分布变化很相似。     

北半球冬季行星波的传播及其输运作用

利用变换欧拉平均方程讨论了行星波动力学。观测和模拟结果都表明,在北半球冬季准定常行星波的经向传播存在两支波导。一支为高纬度波导,另一支则为低纬度波导。这些结果与理论分析相当一致。通过对EP通量进一步的研究表明,平流层爆发性增温是沿高纬度波导传播的异常行星波与平均气流相互作用的结果。而热带风场的准两年周期振荡（QBO）是低纬度平流层下层大气纬向平均流的一个重要年际变化,它可以影响行星波沿低纬度波导的传播;此外,由一个行星波一平均流耦合模式模拟的结果表明,这个热带风场的变化还可以通过波流相互作用调制行星波沿高纬度波导的传播。 行星波对臭氧的输运作用在文中也进行了分析。行星波强迫出的剩余平均环流表明,耗散的行星波有强的输运作用;向北的涡动热量输送可以强迫出一个正的输运环流,其在低纬度上升并在高纬度下沉。同时研究还表明,热带风场的QBO对行星波传播的调制对输运环流也有重要影响,模式结果表明,在QBO的东风位相期间行星波引起的输运作用明显增强,其结果可用于解释平流层高纬度臭氧的年际变化。     

瞬时经圈环流与西风带环流变化的关系

用一九七六年冬半年八个个例,对纬圈平均非热成风,瞬时经圈环流和西风带环流变化的关系进行了个例分析和统计分析。指出。当纬圈平均非热成风产生率为较大的负值时,出现逆瞬时经圈环流,并有利于长波的阻尼和纬向环流的维持或加强;反之,当为正值时,出现正瞬时经圈环流,并有利于长波的发展和纬向环流的减弱或崩溃。对于上述关系,本文还从物理上进行了初步的讨论。     

海-气耦合距平滤波模式的月、季数值预报

本文用海—气耦合三层距平滤波模式(AFM)作了1976—1977以及1982—1983两个EINino事件年冬季八个月预报个例实验。其结果表明,该模式成功地预报了大尺度月地表温度距平场,预报与实况的相关系数基本上都超过了惯性预报。与距平大气环流模式(AGCM)相比,两者的结果相差不大,但AFM可节省近一百倍的计算时间。与此同时,我们还作了季节预报试验,即提前三个月作月预报,完成了1977年2月、3月和1983年2月、3月四个试验例子。结果表明,用该模式作大尺度环流的季节异常预报的潜力是存在的。最后,结合本文的结果,我们把提出距平滤波模式以来近十年的工作作了小结,对模式的预报能力作了评价。     

THE IMPACT OF A DIAGNOSTIC CLOUD SCHEME ON FORECASTS WITH A GLOBAL ATMOSPHERE MODEL

Experiments were conducted to test the impact of a cloud diagnosis scheme in place of prescribed zonalaverage cloud on medium and long range integrations with the Australian Bureau of Meteorology ResearchCentre(BMRC)global atmosphere model.The cloud scheme was shown to improve the temperature bias inthe lower troposphere but there was deterioration in the upper troposphere,especially in the tropics,asso-ciated with underestimation of high cloud amount.Thirty day mean fields in a January integration showed greater amplitude in the Northern Hemisphereplanetary waves and a deeper Antarctic circumpolar trough than the control experiment or a simulation withno cloud.The results for the diagnosed cloud case agree more closely with corresponding observed fields.There was also some reduction in the zonal average zonal wind component reflecting the additional zonalasymmetry introduced by the diagnostic cloud scheme.Similar trends were also noted in medium and longrange forecasts for January and July conditions,although the impact on predictive skill was slight and insome cases detrimental.Areas for improving the diagnostic cloud scheme are noted.     

Monthly and seasonal numerical forecasts by using the anomaly ocean-atmosphere coupled filtered model

Case experiments of monthly predictions of eight winter months during 1976－1977 and 1982－1983 El Nino events are performed by using a three-layer anomalous filtered model (AFM), in which transient Rossby waves are filtered. The results show that this model predicts successfully the large-scale patterns of the monthly mean surface temperature anomalies. The correlation coefficients between observations and predic-tions are basically higher than those of persistence predictions. By comparison with the anomalous general circulation model (AGCM) the AFM gives almost the identical results, but the computation time required for running the AFM is nearly 100 times less than that required for running the AGCM. It is also shown that the results of the three-layer model are better than those of the one-layer model. In the meanwhile, four seasonal forecasts are also earned out by using the same model. It seems that the AFM possesses potential ability in predicting large-scale circulation anomalies.On the basis of the works done during the last decade and of the results in this paper, the predicting ability of the AFM is summed up in the last section.     

ECMWF预报模式在不同地形方案下的系统误差检验

Wallace等的研究表明,由于引进了包络地形方案,欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的中期天气预报有所改善。本文是上述工作的继续。所用的资料为原作者的数值试验结果。检验的对象包括纬向平均风场、温度场和经圈环流,及不同波数域中的涡旋和经圈环流对角动量的平均经向输送。结果表明,在冬季,包络地形方案对低纬地区的温度场和风场的预报略有改进,对总涡旋动量通量的模拟也较好。然而对天气尺度系统的预报和对热带对流及积云摩擦的参数化却有待更进一步改善。