西北太平洋区域纬向风垂直切变的气候特征研究

西北太平洋区域纬向风垂直切变的变化是影响西北太平洋热带气旋生成和发展的一个重要的动力因子,弱的纬向风切变有利于热带气旋的发生、发展。文中将西北太平洋区域纬向风垂直切变幅度(MWS)定义为850与200 hPa的纬向风之差的绝对值,以研究MWS的气候特征。结果表明,西北太平洋区域的MWS有两个主要空间模态,第1空间模态表现为在15°N以南的热带西太平洋存在MWS东西向变化相反的两个区域,20°N附近的热带西太平洋MWS的变化与其以北海区的MWS的变化相反。第2空间模态表现为在热带太平洋140°E东、西的变化相反。研究了两个模态相关的大气环流特征,发现去掉强ENSO信号后,第1模态不但与低纬度大气环流有关,而且还与南、北半球中高纬度的大气环流有关,第2模态主要与热带西太平洋和北太平洋局地大气环流有关。另外,第1模态的时间系数与赤道东太平洋海温、西北太平洋台风生成频次有着密切联系;第2模态时间系数与西北太平洋台风活动频次联系密切。     

Interdecadal change in the connection between Hadley circulation and winter temperature in East Asia

Based on NCEP/NCAR reanalysis data, the interdecadal variability of Hadley circulation （HC） and its association with East Asian temperature in winter are investigated. Results indicate that the Northern Hemisphere winter HC underwent apparent change in the 1970s, with transition occurring around 1976/77. Along with interdecadal variability of HC, its linkage to surface air temperature （SAT） in East Asia also varied decadally, from weak relations to strong relations. Such a change may be related to the interaction between HC and the atmospheric circulation system over the Philippines, which is associated with the East Asian winter monsoon （EAWM）. Before the 1970s, the connection between HC and the anticyclonic circulation around the Philippines was insignificant, but after the late 1970s their linkage entered a strong regime. The intensification of this connection may therefore be responsible for the strong relations between HC and East Asian winter temperatures after the late 1970s.     

全球气候变暖背景下索马里急流变化的预估研究

索马里急流的变化对亚洲季风和气候变动具有重要的影响,未来索马里急流到底会如何演变?如何受全球变暖的影响?针对这个问题,文中利用IPCC第四次评估报告(IPCC AR4)的多个海气耦合模式的模拟结果,评估了多个模式在当前气候(20C3M)条件下对夏季低空索马里急流的模拟能力;预估模式在SRESA2排放情景下对21世纪(2010-2099)的索马里急流变化.研究结果表明,18个模式在现代气候条件下对索马里急流有较好的模拟能力;18个模式的集合平均结果预测夏季索马里低空急流在21世纪的变化过程是:初期(2010-2040)增强至减弱,中期(2050-2060)增加至最强,末期(2070-2090)减至最弱.与现代气候条件模拟结果相比,夏季索马里低空急流在未来气候变暖背景条件下是趋于减弱的过程,在21世纪末期最弱.研究还表明了夏季低空索马里急流的变化幅度与全球平均气温的变化幅度是一个非线性的关系,各模式对二者关系的描述存在不确定性,鉴于索马里急流对印度季风和东亚季风及中国气候的重要性,索马里急流的变化规律和未来演变是科学界特别需要深入研究的问题.     

几年来我国气候年际变异和短期气候预测研究的一些新成果

为了热烈庆祝中国科学院大气物理研究所成立80周年(1928～2008年),作者谨就五年来中国科学院大气物理研究所的科学家们完成的关于我国气候变异和气候预测方面的研究工作若干新成果作一些非常概要性的介绍,个中也包含一点所外科学家的工作。不周和不当之处只有请读者海涵和批评指正了。本文介绍的主要进展有三个方面:关于我国气候年际变异的研究、ENSO预测研究和数值气候预测研究。     

王家官庄旧村改造基坑支护设计与施工实践

介绍了青岛市即墨区王家官庄旧村改造项目基坑支护设计方案与基坑支护实施情况,该工程地层条件复杂,地下水丰富,又靠近石鹏水库,环境条件较复杂,通过采用土钉墙与高压旋喷桩止水帷幕,基坑降水等技术措施的顺利实施,基坑支护效果良好,确保了地下车库基坑开挖、基础施工的安全,施工质量满足相关技术要求。     

耦合模式长期积分资料所揭示的华南春季降水及环流特征的年际变化

利用一个全球海洋-大气-海冰耦合模式的300年控制试验资料,针对东亚区域雨带移动和大气环流特征演变的研究发现,华南春季降水是位于副热带的雨带的一部分,而且华南地区4、5月的降水异常具有明显的年际变化特征。在华南4、5月降水偏多年份,前期3月阿留申低压加强,北半球西风减弱,西太平洋海表温度出现负异常,导致冷暖空气在这里相遇造成降水异常。     

一个基于耦合气候系统模式的气候预测系统的研制

基于美国通用气候系统模式CCSM4和自行设计的一套初始化方案,建立了一个全球气候预测系统(PCCSM4),并使用该预测系统对夏季气候进行了30年(1981~2010)系统性的超前一个月的集合回报试验.回报结果表明,PCCSM4基本可以把握观测中夏季(JJA)平均海表面温度(SST)、海平面气压(SLP)和降水的主要分布特征;PCCSM4对SST,尤其是赤道中东太平洋关键区SST具有较高的回报能力,30年的相关系数最高可达0.7;PCCSM4对500 hPa位势高度场、850hPa纬向风场和海平面气压场的回报性能高于降水;总的来看,热带地区的可预测性高于全球,更高于东亚地区;PCCSM4对于典型ENSO年的夏季气候和亚洲夏季风的年际变化具有较好的回报能力,经过进一步的检验和完善可以应用于全球和我国短期气候预测业务.     

来自大气内部的季节气候可预测性初探

这是一个十分初步的工作结果.通常认为,气候的季节-年际可预测性主要来自缓慢变化的大气外强迫的异常(如海表温度、积雪、土壤温度和湿度等).作者从大气月平均风场异常的持续性以及与东亚季风年际异常相关的全球大气环流异常特征两个方面初步探讨东亚夏季气候的可预测性.初步结果说明,大气月平均风场在对流层上层和平流层下层的热带区域及一些关键区域可持续性可以超过一个季节,并且与东亚季风有显著相关,从而使得从大气内部变化来考虑东亚夏季风气候仍然有一定的可预测性.     

应用九层全球大气格点模式进行跨季度短期气候预测系统性试验

利用中国科学院大气物理研究所9层大气环流模式（IAP9L AGCM）对夏季气候进行了30年（ 1970～1999年）集合回报试验,并采用统计学分析方法对跨季度夏季短期气候的可预测性问 题进行了初步探讨. 结果表明,该模式对对流层中、高层大气环流的预测能力强于低层,位 势高度场和表面气温的可预测性最大,而降水的可预测性则相对较小. 对流层中、高层位势 高度场的可预测性基本呈带状分布,越靠近赤道可预测性越高;而降水的可预测性基本局限 于赤道东太平洋及热带个别区域. 由此可见,降水的预测极为困难和复杂,订正系 统的研究和寻找新的预报物理因子非常重要.      

2011年3月日本福岛核电站核泄漏在海洋中的传输

使用全球版本的迈阿密等密度海洋环流模式对2011年3月日本福岛核电站泄漏在海洋中的传输以及扩散进行了数值模拟。数值模式中核废料(示踪物)排放情景采取等通量连续排放,排放时间从3月25日开始,分别持续20 d以及1 a,两种情形分别积分20 a。为了减少海洋环流年际变化带来的数值模拟的的不确定性,20 a的模式积分分别用2010年、1991-2011年、1971-1991年以及1951-1971年4个不同时段的NCEP/NCAR逐日再分析资料作为大气强迫场,因此每种排放情形包含4个数值试验。模拟结果的分析表明,不同核废料排放情景及其在不同时段大气资料对海洋模式的驱动下,模拟的示踪物总体的传输扩散路径(包括表层以及次表层)、传输速率以及垂直扩展的范围没有显著的差异。集合平均数值模拟的结果显示:在两种排放情景下,日本福岛核泄漏在海洋的传输路径受北太平洋副热带涡旋洋流系统主导,其传输路径首先主要向东,到达东太平洋后,再向南向西扩散至西太平洋,可能在10~15 a左右影响到我国东部沿海海域,且海洋次表层的传输信号比表层信号早5 a左右。通过进一步分析模式积分过程中最大示踪物浓度随时间变化发现,在积分第20 a(2031年3月),海洋表层和次表层浓度的最高值分别只有模式积分第一年浓度的0.1%和1%。在积分的20 a里,排放的核废料主要滞留在北太平洋海域(超过86%±1.5%的核废料在积分结束时,滞留在北太平洋),而在积分的前10 a(2021年之前),几乎所有的核废料滞留在北太平洋;在核废料的垂直分布上,主要集中在海洋表层至600 m的深度,在积分的20 a时间里,没有核废料信号扩散至1 000 m以下的深度。数值模拟的结果也表明核废料浓度减弱的强度以及演变的时间特征主要受洋流系统的影响,与排放源的排放时间长短关系不大。值得指出的是,更加准确地评估一个真实的核泄漏事故对海洋环境所造成的可能影响,还需要考虑大气中的放射性物质的沉降以及海洋生态对核物质的响应。