天气预报的相似-动力方法

本文将预报对象分解为参考态和扰动态两部分,参考态根据与预报对象初始场相似的原则从历史观测资料中选定,其演变过程是已知的;扰动态的演变则用动力方法预报。用准地转正压模式作了若干模拟实验,结果表明,该方法能利用历史资料提供的信息部分弥补预报模式的缺陷,不要求参考态与预报对象有很高的相似性,其预报结果就明显优于现行的数值预报方法。     

短期气候预测及其有关非线性动力学的进展

短期气候预测及其有关非线性动力学的进展丑纪范（中科院院士，北京气象学院教授）气候问题最近非常热门，最重要的变化我理解是观念的转变。气候概念本身，八十年代以来有很大的变化。原来的气候是静态的概念，一个地方的气候是指一个地方多少年平均的状况，地球上可以分...     

数值模式初值的敏感性程度对四维同化的影响

用著名的Ｌｏｒｅｎｚ系统作了共轭变分同化的数值试验。发现随着模式对初值敏感性程度的增加，用这种方法得到和模式相协调的初始场愈来愈困难，直到某些情况下的完全失败。这表明四维同化和可预报期限是联系在一起的。另一方面，随着方程不精确程度的增加，变分同化的效果愈来愈差，直到所做的预报无任何意义可言。如果在做变分同化的同时对模式参数也进行反演，就可使得基于Ｌｏｒｅｎｚ系统所做的预报效果大大提高。     

甘肃“5·5"黑风暴小波分析

用小波变换理论对１９９３年春季甘肃省河西走廊地区一场特大黑风暴进行了分析。结果表明，小波分析能比较客观地将时间序列中不同时间尺度的振动分离开，使我们能清楚地看到黑风暴中的中尺度扰动。     

一种改进我国汛期降水预测的新思路

1998年1月赤道东太平洋海温为正异常、1月黑潮－西风漂流区海温为负异常、青藏高原冬春积雪为正异常。通过对1998年汛期降水的预测实践分析研究指出，当此三因子同时异常时，利用其中任何一个单因子都难以较好地同时预测出1998年发生在我国长江中下游和东北嫩江流域的多雨区和华北平原的少雨区。而通过EOF分解和动力模式对三因子异常进行综合集成所作的预测和实况基本一致。对多因子异常的综合集成是改进和提高汛期降水预测水平的有效手段，沿着这一新思路，利用EOF筛选出前明显异常的重要因子，选择一个较好的区域气候模式，有希望通过综合集成作出比较可信的预报。     

ENSO 循环过程中逐月海温异常的合成分析

文章基于UK和MIT 1990年整编的12年（1968～1977年和1982～1983年）逐月5°×5°经纬网格点的海温（SST）距平资料，对其间发生的4次El Nino事件和3次La Nina事件作了逐月全球SST异常分布的合成分析。合成结果表明:在El Nino事件的形成阶段，赤道中太平洋存在明显的东传暖性低频扰动；而在La Nina事件的形成阶段，南北美沿岸有稳定增强的冷中心向西发展。     

大气动力学方程组的定性理论及其应用

基于完整的湿大气动力学方程组,利用无穷维动力系统的新理论和新方法,系统讨论了强迫耗散的非线性大气系统的定性理论及其应用。将完整的强迫耗散非线性湿大气动力学方程组化为Hilbert空间中一个等价的算子方程,研究了算子的性质及其物理意义,在此基础上得到湿大气系统全局吸引子的存在性定理,揭示出系统向外源的非线性适应特征,并把结果推广到有地形动力作用和非定常外源强迫的情形。同时探讨了大气方程组惯性流形的存在,大气多平衡态产生的根源以及强迫、耗散和非线性对系统解的渐近行为的影响。在理论结果的基础上,提出强迫耗散的非线性动力系统中存在三类时间边界层、方程组简化准则、分解算法的算子约束原则以及支撑吸引子基底的少数自由度的构造方法,探讨了理论在非线性发展方程差分格式的设计和计算稳定性分析、多平衡态的数值分析、数值模式延伸预报的改进、短期气候预测以及一类中尺度系统分析与预测中的应用,指出描述长期过程动力学模式的必备条件,给出初值与模式相协调的合理解释。最后,对今后的研究方向作了展望。     

正压預报模式的一个新型計算方案

用积分关系法和盖略金法,求解球面坐标中的正压預报方程和平衡方程。引入南北半球对称的假定,避免了引入人为边界条件,从而扩大了有效的預报区域,并使預报中等压面的平均高度不变。 在預报方程中,还特別考虑了实际爬越地形的风向和500毫巴面上的风向差別。     

１０～３０ｄ延伸期数值天气预报的策略思考———直面混沌

针对大气系统的混沌特性,提出了10~30 d延伸期数值天气预报的策略思考。可预报性问题,实质上是时空尺度问题,10~30 d的预报虽然超出了逐日天气的可预报时限,但仍存在着可预报的分量。以数值模式为基础,阐述了10~30 d延伸期可预报分量的提取方法。在此基础上,提出了针对可预报分量和混沌分量应采用不同的策略和方法。该设想可借鉴利用现有数值模式的变分同化系统,且无需构建新的模式,因此具有可行性。     

两种四维奇异值分解同化方法的比较及误差分析

4DSVD是最近提出的一种新的资料同化方法。目前还存在一些需要解决的问题,比如如何选取样本,如何得到支撑大气吸引子的基向量以及选取基向量的个数问题等等。作者利用奇异值分解(SVD)与经验正交函数分解(EOF)两种方法来获得支撑大气吸引子的基向量,推导了基于这两种方法的4DSVD分析场的理论公式,并用简单的数值试验比较了基于这两种方法的4DSVD分析场的空间相关系数和误差,初步分析了分析场与基向量个数的关系以及与样本选取的关系和分析误差的来源及各种误差对分析误差影响的相对大小。结果表明,用SVD方法作为获得支撑大气吸引子基向量的方法得到的分析场较EOF方法稳定,分析场与基向量个数有密切关系,观测误差、模式误差和观测代表性误差是分析误差的主要来源,且其引起的分析误差随着基向量个数增多而增大。