迎接全球变化研究的新挑战

当前人类面临的重大全球变化问题,从实质来讲,涉及到地球系统的主要分量即大气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间的相互作用,远远超过传统的、单一的学科界限。因此,仅从地球系统各分量的角度,孤立地进行研究,不足以揭示自然规律的实质和全貌。必须把大气圈、水圈、岩石圈看成是一个“系统”,从整体角度进行全球变化的研究,探索各分量的     

暴雨量经验计算公式

暴雨是各种尺度天气系统相互作用的产物,是中尺度天气现象。形成的原因很复杂,既涉及小扰动在大尺度环境中发生和增长的问题,又涉及到小扰动发展时对大尺度场的反馈问题,而这些问题都尚未解决。因此,目前暴雨预报准确率很低。为了探索暴雨量的预报,本文从产生暴雨三个条件入手,试验了一个区域暴雨量计算公式。     

新书架

<正>《生态气候学:概念和应用(第二版)》戈登·B.伯南著该书为美国国家大气研究中心的戈登·B.伯南(Gordon B.Bonan)教授所著,是一部生态与气候领域的杰作。全书分为地球系统、全球物理气候学、土壤过程、水文气象学、生物气象学、陆地植被生态系统、陆地协迫与反馈七大部分,共30章,内容涉及多学科领域,从个体、种群、群落到生态系统、景观的不同层次,从微观到宏观角度,深刻阐述了天气、气候与生物间的相互影响、相互作用,揭示了不同尺度下     

近年来灾害天气机理和预测研究的进展

本文对近年来灾害天气机理和预测的研究成果作了简要的概述,涉及致洪暴雨、登陆台风、寒潮暴雪、强沙尘暴、高温酷暑等,紧密结合一些重大的极端天气事件展开分析.近年灾害天气频发,影响依旧十分严重.灾害天气多涉及各种尺度的系统以及它们之间的相互作用,加上气候变化,环流异常,中尺度系统活跃,使灾害天气的情况更趋复杂.本文对此作了探讨,并提出了一些需要面对和思考的问题,与大家切磋.     

中尺度天气数值模拟及近年来国外的进展

一、引言随着大尺度过程研究和大尺度中、短期数值预报不断取得进展,气候变化及甚短时天气的研究已列入了议事日程,并日益为人们所重视。这不仅是由于大气系统本身具有从湍流微团到超长波这样宽广的尺度谱,即包含各种不同尺度的系统,而且各种不同尺度系统之间是互相影响互相作用的。因此,研究大气运动规律必然要包括对气候规律和短时规律(中小尺度系统规律)的研究。其次,人们对中尺度天气的重视还由于它们在实际中的重要性。如果说猛烈的中尺度系统如台风、飑线、雨团等常直接造成生命财产的严重损失,那么,看来是微弱、平常的中尺度环流如海陆风环流、城市环流等在一定条件下也会给人类带来伤害。据Pielke的估计,美国     

暴雨过程汇合流场不同尺度系统相互影响效应的初步研究

本文研究了大范围暴雨过程不同尺度系统的相互作用,研究结果表明不同尺度系统相互作用可以导致低涡扰动的发展、非地转偏差、低层辐合与急流的加强。本文还采用诊断方法探讨了大范围暴雨过程的斜压发展,大尺度上升运动以及热力结构问题。     

星基多光谱分析的降水估算

<正>对从已广泛应用的全球气候模型到局地降水和洪灾的预报而言,准确估算降水的数量、时间和空间分布是至关重要的。降水作为地球水循环的一个关键组成部分,对于人类的生命财产安全有着重要的影响。从区域到全球尺度,现存的地基降水观测网络是不足的;因此,卫星提供了一种可行和吸引人的选择。很显然,     

数值模式中处理地形影响的方法和问题

地球上各种不同尺度的地形对大气中从行星尺度到次天气尺度的各种不同尺度的系统的运动都有着重要影响。许多气象学家对此进行了大量研究。我国西部有世界屋脊青藏高原。它不仅是一些天气系统产生的源地,也影响所有经过它的天气系统,甚至对东亚乃至全球的大气环流都有重要作用。从50年代开始,我国气象学家从天气学分析、诊断研究、理论研究和转盘试验等各个不同角度研究了地形影响问题,做了大量的工作,限于篇幅不在此列举。     

波流相互作用与波动传播模态

波和流是大气中两种最基本的运动形式，两者之间的相互作用可以导致千变万化的天气现象。波流相互作用理论是大气动力学的基本理论之一，该理论的研究具有重要的理论价值和科学意义。波流相互作用的研究主要包括两方面:一方面是可以描述基本气流对波强迫作用的“波作用”（守恒）方程的研究，另一方面是可以描述波对基本气流反馈作用的E-P通量以及波形变、传播等理论的研究。波流相互作用的研究不仅在理论上已取得重要进展，例如， E-P通量的提出，剩余环流的引进，广义E-P通量的出现，三维E-P通量的建立，波作用守恒方程、波动突变、波流稳定性结构、波形变及其大圆路径、低频波遥相关等理论的发展，而且在实际应用上也取得丰硕成果，如科学地解释了赤道平流层东西风准两年振荡、极地平流层爆发性增温、瞬变波对阻高的维持和高空急流加速以及大气低频波遥相关等，特别是为预测行星波的传播，研究风暴轴和诊断分析实际大气中波能集中区和发散区提供了理论基础和科学方法。作者从小振幅和有限振幅扰动两方面回顾了国内外波流相互作用和低频波传播理论的研究进展，重点介绍了大尺度环流系统波流相互作用和波动传播模态的最新研究成果，提出了不同动力、热力背景下多尺度波流相互作用机理及其理论模型，建立了非线性大气动力学突变及其稳定性结构等理论。相对来说，热源强迫和地形强迫引起的波流相互作用中稳定性问题的研究一直比较薄弱，特别是关于大气水分循环过程和青藏高原等复杂大地形影响下不同尺度系统波流相互作用的研究，这也是未来波流相互作用研究的一个重要内容。     

适应极地快速变化海冰模式的研发与挑战

极地海冰是地球气候系统的重要组成部分,也是气候环境变化的指示器和放大器。极地海冰复杂的多尺度物理过程和极地观测资料的匮乏,给海冰模式的研发带来了巨大的挑战。在过去的半个多世纪中,大气-海冰-海洋的复杂相互作用和冰内物理过程在海冰模式中的数学描述取得了重大的进展,但海冰模式对一些重要物理过程的描述仍很不完善,尤其是近年来极地海冰的快速变化及其物理特性的变化,极大地增加了海冰模式物理参数化方案和模拟结果的不确定性。因此,迫切需要具备完善物理过程、适应海冰多尺度快速变化的高分辨率海冰模式,并应用于全球气候变化的研究和预测以及极地的开发利用。本文从海冰模式的发展历程和现状、极地海冰快速变化给海冰模式带来的挑战以及适应极地快速变化海冰模式的改进和发展研究方向三个方面进行了阐述和讨论。