航空短期区域气候模式预测系统研究

基于国家气候中心的海气耦合业务预测系统CGCM_1.1的预测资料产品,集成并完善了一个单向嵌套的、中尺度海气耦合的区域气候模式ASRegCM,并以其为数值计算核心,建立了一套航空短期区域气候预测业务系统ASRCPOS。对1983～2002年（共20年）的回报试验结果显示,ASRCPOS业务预测水平较前期统计预测为主业务系统的预测水平有一定程度的提高。尤其是在对连续型变量地面气温的距平,以及对非连续型变量地面降水的距平量级预测能力方面,该动力业务系统预测能力较前期业务系统有所改善。回报结果同时显示,业务系统在异常天气气温的预测方面存在较大的改进空间,对月以下时间尺度预报的解释应用方面仍存在一定的局限。     

有序人类活动造成的土地利用变化对区域降水的可能影响

人类社会发展主要通过土地利用变化和温室气体排放两种途径影响着气候环境,因此,完善的气候模式需要从这两方面与社会经济学模式进行耦合。作者从土地利用变化的角度出发,引入系统动力学模型预测的土地利用数据库资料,并利用该资料动态地修正区域气候模式的下垫面地表覆盖类型,实现了社会经济学模式与区域气候模式的单向耦合。在此基础上,利用耦合的区域环境系统集成模式（RIEMS 2．0）,将社会经济稳定发展和高速发展两种驱动情景下不同时段的土地利用资料,分别进行数值模式运行。最后根据得出的预测结果,从降水的空间分布和时间演变等方面分析了未来50年中国气候可能的年代际演变特征,同时对土地利用变化影响区域气候的机理进行了探讨。 主要研究结果表明,区域气候变化尤其是区域降水对土地利用变化的响应较为敏感,而且土地利用变化引起的气候效应不仅局限于土地利用发生改变的区域,因此,研究土地利用变化对区域环境的影响要综合考虑其区域分布以及各区域的变化程度。长时间的气候预测研究,在气候模式中耦合社会经济学模式是必要的。仅考虑土地利用的变化,未来50年华南地区年降水量将呈现减少的趋势,北方地区的年降水量在2010。年左右将呈现增长的趋势,且增长的趋势可能持续到2050年。预测结果同时显示,西部干旱半干旱区沙漠绿化,增加东北及内蒙古西部地区的森林面积,华北地区退耕还草等措施对北方地区年降水量的增加是有益的。同时,对应西部沙漠面积扩大,华北地区城市用地增加,东北及内蒙古西部地区林地退化以及华南地区林地增加等土地利用的变化,北方的干旱化趋势会进一步加剧。土地利用变化可以引起气候模式下垫面参数中的地表反照率、粗糙度等发生改变,变化的地表覆盖类型与大气的能量和水分通量交换差异作用于大气的流场和温度场等要素,从而改变了区域的气候环境。     

南海中尺度大气海浪耦合模式及其对该区一次强台风过程的模拟研究

利用中尺度大气模式MM5(V3)和第3代海浪模式WWATCH建立考虑大气-海浪相互作用的风浪耦合模式.在耦合模式中引入考虑波浪影响的海表粗糙度参数化方案,大气模式分量提供海面10 m风场驱动海浪模式分量运行,并利用海浪模式分量反馈的波龄参数计算海表粗糙度.利用耦合模式模拟南海的一次台风过程,通过3组对比试验,检验耦合模式对台风过程的模拟效果并研究大气-海浪相互作用对台风过程的影响.结果表明:耦合模式能够较好地模拟南海的台风过程,与非耦合大气模式相比,其模拟的台风强度略有增强,路径变化不大;耦合模式对台风过程中海表热通量及降水影响显著,在台风充分发展过程中,耦合模式模拟的海表热通量增强,台风螺旋雨带上尤其是台风路径的右侧,耦合模式模拟的降水强于非耦合模式;耦合模式较好地模拟了台风过程海浪场的分布和演变,与非耦合模式相比,其模拟的海浪场增强,与实际更为接近;考虑了海表粗糙度对波浪的依赖关系后,海浪场同时影响海表的动力过程和热力过程,从本次个例看,在台风发展初期,海浪对海表动力作用影响显著,其反馈作用使台风系统减弱,但在台风充分发展后,耦合系统中海表热通量增加,热力作用显著增强,海浪的反馈作用有利于台风系统的发展和维持.     

区域气候模拟研究中的物理集合技术

文中介绍了基于MM 5有限区域模式的物理集合构造方法 ,通过对模式中的 5种物理过程加以扰动、组合而得到一个有 19个成员的物理集合系统 ,并用其对 1998年夏季发生在中国东部地区的异常洪涝天气气候特征进行了模拟研究。以集合预报的 3种基本释用方法 ,对集合模拟产生的大量输出结果作了细致的分析 ,发现在区域气候模拟中 ,引入物理集合是可行的 ;它为区域气候数值研究提供了更多的手段和信息 ;集合系统存在的不足之处在于 :集合成员间离散程度不足、集合模拟范围较狭窄 ,这使得离差对误差的实际预报能力低于潜在预报能力 ,也使集合概率预报的精度降低。     

REGCM2和SUCROS模式的双向耦合模拟试验

文中利用NCAR区域气候模式REGCM2和荷兰WAGENINGEN农业大学的作物生长过程模式SUCROS在中国东部平原进行了作物-大气双向耦合的模拟试验。初步的研究结果表明，该双向耦合模拟试验(R／S)能较好地描述大气和农作物间动态的基于生物过程的相互作用。R／S模拟试验不仅能真实合理地反映植物叶面积指数的逐日变化特征，更好地描述中国东部平原的陆面物理过程，而且改善了REGCM2对中国东部地区夏季降水和地面温度的数值模拟。该项研究对进一步认识和研究气候系统与陆地生态系统的相互作用具有一定的意义。     

卫星资料反演湿度场改变模式初值对降水预报的影响

为探讨初始场资料在数值预报中的重要性，用高分辨率卫星T_BB资料反演的云内湿度场来改进模式初值，初步研究分析了改进的模式初值对降水预报的影响。以湿绝热过程的变态方程为积分方程，由卫星T_BB资料反演出大气中各等压面层湿度场。通过对比分析反演的湿度场与客观分析 (T106) 的水汽场，发现两者有较大区别，前者更加合理地反映出降水区域高空湿度场的分布。利用中尺度模式MM5将有限区域的常规探空资料和非常规资料进行同化，并对暴雨个例进行预报对比试验。不同初值的对比试验表明，在模式的初始场中引入卫星资料反演的湿度场后，明显地改善了模式降水预报的强度和落区，比仅使用常规探空资料更接近于实况。     

台湾岛云量,降水量的EOF分析及其与EL Nino关系的研究

本文根据最新整理的台湾岛地面气象要素观测资料,利用ＥＯＦ方法分析了台湾总云量、低云量和降水量的年变化和年际变化特征,结果表明：季节变化中,总云量、低云量和降水量的ＥＯＦ模态一各自反映了它们的基本气候特征,即台湾岛的东北（包括台北）及东部地区全年总云量、低云量较多,除花莲以外,云量以低云为主,１２月￣５月较多,６月￣１１月较少;台湾岛的西南地区虽然全年总云量、低云量较少,但夏季云量明显增多,台湾岛的     

The Statistical Significance Test of Regional Climate Change Caused by Land Use and Land Cover Variation in West China

The West Development Policy being implemented in China is causing significant land use and land cover （LULC） changes in West China. With the up-to-date satellite database of the Global Land Cover Characteristics Database （GLCCD） that characterizes the lower boundary conditions, the regional climate model RIEMS-TEA is used to simulate possible impacts of the significant LULC variation. The model was run for five continuous three-month periods from 1 June to 1 September of 1993, 1994, 1995, 1996, and 1997, and the results of the five groups are examined by means of a student t-test to identify the statistical significance of regional climate variation. The main results are： （1） The regional climate is affected by the LULC variation because the equilibrium of water and heat transfer in the air-vegetation interface is changed. （2） The integrated impact of the LULC variation on regional climate is not only limited to West China where the LULC varies, but also to some areas in the model domain where the LULC does not vary at all. （3） The East Asian monsoon system and its vertical structure are adjusted by the large scale LULC variation in western China, where the consequences are the enhancement of the westward water vapor transfer from the east oast and the relevant increase of wet-hydrostatic energy in the middle-upper atmospheric layers. （4） The ecological engineering in West China affects significantly the regional climate in Northwest China, North China and the middle-lower reaches of the Yangtze River; there are obvious effects in South, Northeast, and Southwest China, but minor effects in Tibet.     

近10年东亚沙尘气溶胶辐射强迫与温度响应

利用一个耦合了在线沙尘模型的区域气候模式RegCM3,对2000-2009年东亚沙尘气溶胶辐射强迫及温度响应进行了数值模拟。结果表明：（1）东亚沙尘气溶胶分布具有明显的地理差异和季节差异,柱含量高值区主要位于塔克拉玛干沙漠和巴丹吉林沙漠,最大值均在1 000mg.m-2以上;从季节分布来看,春季最大,冬季次之,秋季最小...     

台湾海峡地区雾形成的天气类型分析

利用 1 980— 1 997年东亚逐日 0 8时地面天气图资料 ,归纳并分析了台湾海峡地区(2 0°— 2 7°N ,1 1 5°— 1 2 5°E)形成雾的 4种天气类型 ,它们分别是冷平流主导型、暖平流主导型、均压场型和台风外围型 ,为台湾海峡地区雾的预报提供天气学参考。