AN IMPROVED LAND-SURFACE PROCESS MODEL AND ITS SIMULATION EXPERIMENT-PART II:COUPLING SIMULATION EXPERIMENT OF LAND-SURFACE PROCESS MODEL WITH REGIONAL CLIMATE MODEL

The Land-surface Process Model(LPM-ZD)has been successfully coupled with the regionalclimate model RegCM2 of NCAR.Then thus-obtained coupled model(CRegCM)has been appliedto simulate the climate characteristics of heavy rain in middle and East China for three months fromMay to July 1991.and compared with model output of NCAR-RegCM2 using BATS as land-surface process scheme,abbreviated as NRegCM.The results show that CRegCM has good abilityand performance.CRegCM successfully simulates the extreme precipitation event and thesimulations of CRegCM for surface temperature and some physical variables related to land surfaceprocess are more reasonable than those of NRegCM.     

一个改进的陆面过程模式及其模拟试验研究第二部分:陆面过程模式与区域气候模式的耦合模拟试验

在第一部分提出的陆面过程模式与区域气候模式ＲｅｇＣＭ实现耦合的基础上,利用这一耦合模式（简称ＣＲｅｇＣＭ）对中国中东部地区１９９１年５～７月江淮大暴雨时期的强降水气候特征进行了模拟,并与ＮＣＡＲ的区域气候模式ＲｅｇＣＭ２（此处称ＮＲｅｇＣＭ）在同样初、边值条件和同样物理过程选项下的模拟结果进行了对比分析。分析结果表明,模式ＣＲｅｇＣＭ具有较强的模拟性能和模拟能力,基本上成功地模拟了这次极端的降水气候事件。在某些方面,如地面气温和与陆面过程有关要素的模拟上,ＣＲｅｇＣＭ的模拟结果要比ＮＲｅｇＣＭ的结果更合理。     

欧洲ECWMF模式与我国T213模式夏季预报能力的对比分析检验

T213 L31模式(简称T213)是中国国家气象中心在T106L19谱模式的基础上建成的第四代全球中期数值天气预报系统,它于2002年9月1日起投入业务使用。本文根据世界气象组织(WMO)基本系统委员会(CBS)1985年特别会议推荐的数值预报标准化检验方案,采用欧洲中期数值预报模式ECWMF和国家气象中心T213数值预报模式的500 hPa位势高度、850 hPa温度预报格点资料和客观分析实况格点资料,对东亚区域2002年和2003年夏季时段内两种模式的预报能力进行对比分析检验。所得结果表明,ECWMF预报的环流场中的低压槽在102°E以东的我国中东部(102°E以西的我国西部)比实况值偏弱(偏强),高压脊偏强(偏弱);而在我国的大多数地区,T213模式预报的低压槽偏强,高压脊偏弱。     

对流边界层中粒子随机扩散模式和高斯模式的比较

用粒子随机扩散模式和高斯模式模拟的对应３种源高的横风向各分浓度的结果与水槽试验的结果进行比较,发现粒子随机扩散模式能较好地模拟出水槽试验结果,说明该模式能用来模拟对流边界层的扩散,而高斯模式不能完全反映对流边界层的扩散。比较两种模式的模拟结果,发现粒子随机扩散模式由于考虑了对流边界中由卷流和热泡引起的垂直方向上湍流的非均一性,比高斯模式能较好的模拟出污染物在垂直方向上充分混合较快、水平方向上扩散范     

简评陆面过程模式

在这篇文章中,阐述了陆面过程对天气,气候和大气环流的影响以及陆面过程模式在大气数值模拟中的重要性;回顾了陆面过程模式的发展历史;分析了一些陆面过程模式之间的主要结构差别;讨论了目前陆面过程模式的发展水平和未来的发展方向;简述了大气中尺度模式与陆面过程耦合的必要性以及当今耦合模式的研究现状。     

对RIEMS模式中陆面过程的一个改进

中尺度区域气候模式RIEMS中陆面过程使用BATS模式,其缺点是土壤内部过程较为简单,本文把10层土壤模式引入BATS,代替原来的二层土壤模式,并采用了TOPMODEL水文模式中的一些处理方法,使土壤温度、水文的计算更为合理,模拟二个个例,每个例均为夏季一个月的模拟,表明在降水、气压场、流场上均较原RIEMS模式为优,因而是对原RIEMS模式一个改进。     

水文模式DHSVM与区域气候模式RegCM2/China嵌套模拟试验

本研究在改进水文 -土壤 -植被模式DHSVM ,用气候观测资料驱动DHSVM进行模拟试验的基础上 ,建立了区域气候模式RegCM2 /China与水文模式DHSVM的嵌套系统 ,将区域气候模式对中国和东亚地区控制试验 (目前气候情景 )和敏感性试验 (未来 2×CO2 气候情景 )结果用双线性插值方法降尺度 (downscaling)到滦河、桑干河流域的 8个气象站点 ,然后再用数字高程模式DEM插值到DHSVM的细网格点 ,驱动水文模式进行嵌套模拟试验。试验结果表明 ,滦河、桑干河流域在未来大气中CO2 浓度加倍情况下 ,地面气温呈一致的增加趋势 ,年平均气温增加2 .8℃ ;两流域未来降水也呈增加趋势 ,滦河、桑干河流域年降水量分别增加 6mm和 4 6mm ;两流域未来蒸发量有所增加 ,年均蒸发量增加 2 9mm ;未来滦河流域年径流深减少 2 7mm ,流量减少 14 .72× 10 8m3 ,桑干河流域径流深增加 2 6mm ,流量增加 12 .2 2× 10 8m3 ,两流域合计 ,流量减少 2 .5× 10 8m3 ;未来滦河、桑干河流域径流深趋向一致 ,分别为 74和 71mm ,约为全国目前平均径流深 2 84mm的 1/ 4。可见 ,两流域未来总体上仍呈现暖干化趋势。本研究发展的嵌套模式系统具有一定的预测能力 ,而且通过参数移植 ,可应用于中国其他流域     

具有门限的一种非线性随机-动力模式

提出一种附加门限控制的具有非线性反馈作用的随机-动力模式,从而对具有线性反馈的随机-动力气候模式加以改进。从理论上说,这种具有门限的随机气候模式可使气候系统内部反馈机制中的非线性特征更为明显,以便更加客观地模拟和预报短期的气候变化。     

THE DIABATIC WAVES IN BAROTROPIC MODEL

The equations of barotropic model are used to discuss the effects of diabatic factors such as heat-ing of convective condensation, evaporation-wind feedback and CISK on the Rossby wave and the Kelvin wave. In low latitudes we have obtained the angular frequency and analyzed the period and stability of waves. The result shows the existence of the diabatic factors not only enlarges the period of adiabatic waves but also changes the stability of waves. Thus we think that the so-called intraseasonal oscillation and some other low-frequency oscillations are a kind of diabatic waves which are important factors producing the long-term weather changes and short-term climatic evolution.     

正压模式中的非绝热波动

应用含有非绝热因子的正压模式方程组,着重分析了对流凝结加热、蒸发－风反馈和ＣＩＳＫ机制等非绝热因子对低纬Ｒｏｓｓｂｙ波和Ｋｅｌｖｉｎ波的影响。既获得了圆频率的表达式,又分析了波的周期与稳定性。结果表明：非绝热因子的存在不但扩大了绝热波的周期,而且改变了波的稳定性。因此,可以认为：所谓季节内振荡（３０—６０天的周期振荡）等低频振荡实际上是一类非绝热波,这类非绝热波是引起中长期天气变化及短期气候演变的重要因素。     

太阳短波辐射分光谱计算模式

本文采用太阳短波辐射分光谱模式计算了我国太阳辐射收支各分量。模式中主要考虑及计算了大气中各种成份在不同谱区对太阳辐射的吸收和衰减作用。如水汽、均匀混和气体的红外吸收，紫外和可见光区的臭氧吸收、雷利散射及大气气溶胶的削弱作用等。给出了大气中各种成份在不同波段对太阳辐射的削弱。并且分析了我国太阳辐射收支各分量1月、7月的分布特征。模式误差在4％～10％，比较理想。为无辐射观测的高原、沙漠、海洋等地区提供了一种较好的计算方法。     

修正的拉格朗日K模式敏感性分析

本文分析修正的拉格朗日Ｋ模式分别对于混合层高度、风速、化学转化率、湿沉积清除速率、沉积速率、地面粗糙度、温度垂直递减率等参数的敏感性，得出的结果有利于保证对敏感因子的资料搜集和参数化方案的合理设计。     

A STUDY OF MICROWAVE RADIATION TRANSFER CHARACTERISTICS IN STRATIFIED PRECIPITATION CLOUDS BY COMBINING STRATIFIED CLOUD MODEL WITH MICROWAVE RADIATION TRANSFER MODEL

In this paper,the effect of precipitation particles on microwave radiation transfer characteristics in stratified clouds over the ocean is studied by combining stratified cloud model with microwave radiation transfer model.By comparing the calculated results with the true data,it is found that precipitation particle distribution and water shell around ice phase particle strongly affect the upwelling radiation.Therefore,the precipitation particle distribution and water shellaround ice phase particle must be considered when a calculating scheme is designed for retrieving precipitation in stratified clouds by the use of microwave radiation transfer model.     

一个考虑二氧化碳的非线性气侯模式

建立一个包含年平均二氧化碳含量［ＣＯ_２］、下垫面温度、边界层气温以及云量的零维气候模式,用于研究ＣＯ_２对气候的影响。结果表明,该模式能模拟出现代气候态以及［ＣＯ_２］变化的趋势。进而用与该模式相应的现代气候平衡态的偏差方程,考察了在ＣＯ_２的作用下,气候系统由定常态到周期态再到混沌态的演变过程。     

陆面过程模式的研究进展简介

陆面过程是影响大气环流和气候变化的基本物理、生化过程之一。根据陆面过程研究的发展进程,介绍了三代陆面过程模式的不同特点和发展历程,指出在未来陆面方案中,引入光合作用和碳循环,可以更加真实地反映土壤、地表、大气、生物圈相互作用。陆面过程模式发展应该着眼于综合并且动态考虑植被类型变化、光合作用、碳循环和水循环的真实水文生化模型建立,将有效增强对气候变化的研究,提高天气预报模式的准确率。     

一个考虑地形影响的三维中尺度Monte-Carlo多源模式

本文设计了一个考虑地形、湍流统计量垂直非均匀和非平稳过程影响的三维中尺度Monte-Carlo多源模式。模式模拟了珠海地区大气SO_2浓度时空分布,很好地揭示了由海陆风和山谷风控制下浓度的日变化规律,计算与实测浓度之间平均比值为0.94±0.2388,其结果是令人满意的。本模式具有概念清楚,没有作人为的特别假设和数值解平流扩散方程时出现的伪扩散问题,更能反映湍流扩散本身具有随机性这一本质的优点。     

BP模型的原理及其气象应用

结合气象应用简要介绍人工神经元网络ＢＰ模型的原理和方法，对其在气象预测中的应用经验作了评述。     

中尺度模式中辐射作用的敏感性试验

在中尺度区域气候模式RIEMS中通过考虑和不考虑辐射对大气温度变化的影响来研究中尺度气象过程对辐射的敏感性。结果表明,在月尺度上,辐射可以引起平均约2℃的温度差,从而影响气压形势场和中尺度气象过程,进而影响降水。但在日尺度上,辐射的作用可以不计。     

年周期气候态对气候模式的修正

文中从两个独立的假定导出了距平模式,即:假定年周期气候态为控制实际气候系统演化方程组的解或假定反映年周期气候态的基态量远大于反映气候扰动态的扰动量。第一个假定放宽了导出距平模式的条件,而在第二个假定下距平模式在一定的近似程度下是成立的。另外笔者注意到:距平模式通过引入实际观测到的年周期态,相当于在非距平模中引入了年周期气候态的修正项。