海气耦合气侯模式的依时解

运用量子力学方法，精确地求出了海气耦合随机－动力模式的依时解．对依时解的分析表明：当气候系统处于基态时，系统的行为呈布朗运动形式，由此从理论上证明了Ｈａｓｓｅｌｍａｎｎ关于随机气候模式建立的立足点．当系统处于第一激发态时，系统运动呈随时间衰减的形式；在一定条件下则为周期振荡，主周期长度为２．３年．最后将结果用来讨论二氧化碳浓度倍增时的气候影响．     

离散气候系统中的周期与混沌

从零维气候模式导出了一个非线性映象公式，对由该公式表征的气候系统的平衡态和稳定域进行了研究。通过迭代计算揭露海洋热贮存C对气候系统的调控作用。计算结果表明，存在一个控制气候系统行为的很窄的C值敏感区；当C值大于敏感区上界时，气候系统趋向平衡态，即现代气候；当C值小于敏感区下界时，系统失稳。在敏感区内则呈现出周期与混沌行为，且随着C的增加，勾画出通过周期倍分岔通向混沌的道路。     

全球气侯长期振动的Fokker-Planck方程及其求解

假定行星反照率为温度的平方关系，导出了零维随机动力气候模式。对相应的ＦｏｋｋｅｒＰｌａｎｃｋ方程用矩阵连分法求解，得到了１０万年，４万年，２万年气候周期的本征值和本征向量。数值计算表明，在随机噪声强度Ｄ＝１．９５时，１０万年气候振动具有最大的振幅，即Ｍｉｌａｎｋｏｖｉｔｃｈ理论无法解释的１０万年周期。     

海气耦合随机动力模式的Fokker—Planck方程

将描写海温和气温交互作用的随机动力模式化为一个Ｆｏｃｋｋｅｒ－Ｐｌａｎｃｋ方程（ＦＰＥ），然后用矩阵连分法进行求解，并对二氧化碳增温效应进行了计算。当ＣＯ２从３３０ｐｐｍ增加到６６０ｐｐｍ时增温１．２℃，模式中存在的优势周期为３￣４年，当ＣＯ２倍增时各周期有延长的趋势。     

海气耦合随机动力模式的Fokker-Planck方程

将描写海温和气温交互作用的随机动力模式化为一个Fokker-Planck方程(FPE),然后用矩阵连分法进行求解,并对二氧化碳增温效应进行了计算。当CO₂从330ppm增加到660ppm时增温1.2℃,模式中存在的优势周期为3～4年,当CO₂倍增时各周期有延长的趋势。     

海气相互作用的零维模式

利用文献[4],本文求出了考虑海气耦合时零维模式的平衡态,讨论了它们的稳定性和现代气候的敏感性问题。 结果表明:气候系统存在三个平衡态,两个稳定态分别表示冰期和间冰期气候;当考虑海气作用时,现代气候条件下的敏感性比不考虑海气作用时小,外参数变化为1%,温度平均变化为1°K左右。 在此基础上,就随机模式的反馈系数提出了不同的看法,对随机分析作了简略探讨,并用实际资料进行了检验。      

太阳活动11年周期对气候系统中准两年振荡的影响

用一个有外强迫的、简单的动力系统研究气候系统中的准两年振荡(平均周期长度比两年稍长或稍短的准周期振荡)。结果显示，准两年周期性源于该系统对于受H年周期调制的季节强迫的非线性响应。当系统的非线性固定时，准两年震荡的周期长度和振幅随季节变化的强度和太阳活动11年周期变化的强度而变化。这可能是造成气候中准两年震荡的性质有的空变化的原因之一。     

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。     

川东春季气候分析与展望

应用气温、日照资料，分析了川东地区春季气候变化特征和未来发展趋势，结果表明：川东地区春季气候20年代中期至70年代处于正常偏暖期，80年代至90年代中期为偏冷期，低温冷害严重；气候偏冷期将维持到本世纪末，21世纪初气候趋于正常偏暖．并且指出，当欧亚大陆500hPa高度场盛行北高南低（乌山为高脊，印缅为低槽）环流形势时，川东春季气候偏冷，否则，川东春季气候偏暖，春季气候变化与大气环流密切相关．     

历史时期“大型环流-天气气候-作物年景”系统低频振动的模拟试验

本文分别采用史料中农业灾情影响收成的记载和近百年气候-年景模式,经处理取得了长江下游地区近千年水稻5级年景长序列。功率谱分析表明,这一气候年景序列具有38—40年极显著周期和105—110年、180—200年显著周期的低频振动,表现为年景偏好期与偏差期的交替变化。然后,运用“环流-天气气候-年景”系统模式,模拟了长江下游近千年气候振动和与其有关的环流演变。     

Time-Dependent Solutions to the Fokker-Planck Equation of Maximum Reduced Air-Sea Coupling Climate Model

1. IntroductionAir-sea interaction is an important physical pro-cess in the climate system. Because oceans occupy twothirds of the earth's surface, and have a tremendousthermal inertia, oceans exert an extremely importantinfluence on atmospheric motion, and the air-sea inter-action becomes a core item of climate change studies.Contrarily, the atmosphere constrains the motion ofseawater through wind drifts and heat transfer. Withregard to the hotspot problem of global warming, theocean is a mos…     

区域海气耦合模式对华北夏季大气水汽输送模拟结果的检验及其与单独气候模式的比较分析

将区域海气耦合模式RegCM3-POM和区域气候模式RegCM3 40年(1963-2002年)的模拟结果与NCEP/NCAR再分析资料进行对比,检验区域海气耦合模式对中国华北地区夏季大气水汽含量和水汽输送特征的模拟能力,比较耦合模式与单独区域气候模式的差异.结果表明,区域海气耦合模式RegCM3-POM的模拟性能相对于单独区域气候模式RegCM3,大气水汽输送特征的模拟能力有了较大的改进.分析显示两种模式都能够较好地再现东哑地区气候平均夏季大气水汽储量浅红和水汽输送的空间分布特征,而耦合模式对大气水汽输送的模拟更为合理.在对流层中低层更接近观测;耦合模式对中国华北地区夏季平均大气水汽输送通量在垂直方向卜的分布型及水平4个边界水汽输送收支的模拟,相对于单独大气模式有了一定的改进;耦合模式对伴随华北地区夏季早涝的大气水汽异常输送也具有较好的模拟能力,其模拟的水汽输送异常的来源与观测基本一致,尤其是在20°N以北地区,耦合模式结果相对于单独区域气候模式有了很大的改进.但同时耦合模式在低纬度海洋上对气候平均夏季大气水汽含量模拟的偏差比区域气候模式显著;与观测相比,耦合模式对来自孟加拉湾地区的大气水汽输送模拟偏弱,而对西太平洋副热带高压西侧水汽输送模拟偏强,与华北夏季旱涝相联系的水汽输送异常的模拟在低纬度海洋上也存在明显偏差.     

The role of sea ice in the temperature-precipitation feedback of glacial cycles

The response of the hydrological cycle to climate variability and change is a critical open question, where model reliability is still unsatisfactory, yet upon which past climate history can shed some light. Sea ice is a key player in the climate system and in the hydrological cycle, due to its strong albedo effect and its insulating effect on local evaporation and air-sea heat flux. Using an atmospheric general circulation model with specified sea surface temperature and sea-ice distribution, the role of sea ice in the hydrological cycle is investigated under last glacial maximum (LGM) and present day conditions, and by studying its contribution to the “temperature-precipitation feedback”. By conducting a set of sensitivity experiments in which the albedo and thickness of the sea ice are varied, the various effects of sea ice in the hydrological cycle are isolated. It is demonstrated that for a cold LGM like state, a warmer climate (as a result of reduced sea-ice cover) leads to an increase in snow precipitation over the ice sheets. The insulating effect of the sea ice on the hydrological cycle is found to be larger than the albedo effect. These two effects interact in a nonlinear way and their total effect is not equal to summing their separate contribution.     

东亚和西北太平洋地区气候的准10年尺度振荡及其可能机制

本文基于对气候、大气环流和海表水温的资料分析以及简单的理想化海气耦合模式的分析,研究了东亚和西北太平洋地区气候的准１０年振荡及其可能机制。研究表明,东亚和西北太平洋地区的气候（降水和地面气温等）和大气环流（环流指数和副高活动等）的演变都有明显的准１０年振荡;同赤道太平洋ＳＳＴＡ主要为ＥＮＳＯ循环不同,西北太平洋ＳＳＴＡ主要表现为准１０年尺度的振荡,且同气候和大气环流的准１０年变化密切相关;中纬度海－气相互作用可产生一种甚低频耦合波（１０年左右周期）,它可能是海气系统准１０年振荡的重要机制之一     

热带太平洋线性海气耦合系统的主模与ENSO

本文利用包含海洋表面边界层、线性海洋大气动力学以及完整的关于不均匀气候态线性化SST预报方程的热带太平洋海气耦合模式， 在真实的气候背景态和参数域内，研究了海气耦合系统的特征值问题，确定了线性耦合系统主模的特征周期及其稳定性特征，进而揭示了主模和ENSO的关系。结果表明:准两年振荡是线性海气耦合系统中的最不稳定模态，且只有该模态类似于ENSO水平结构。因此，准两年振荡很可能是海气耦合系统固有的最根本性的振荡过程。本文也对准两年振荡的形成与年循环的关系以及它在ENSO时间尺度形成中的作用进行了讨论。     

太平洋年代际振荡研究进展(英)

近10年来,太平洋年代际振荡(PDO)因其对全球气候系统的深远影响而得到广泛的研究。PDO指的足在太平洋的气候变率中具有类似ENSO空间结构但周期为10-30年的一种振荡,当北太平洋中部海面温度异常增暖(冷却)时,热带太平洋中部和东部以及北美沿岸常同时伴随有同等幅度的异常冷却(增暖)。总体而言,有两类观点分别认为PDO起源于确定的海气耦合过程或起源于大气的随机强迫。确定性起源论强调,一个海气耦合系统内部的物理过程可以提供一个正反馈机制以增强一初始扰动,及一个负反馈机制以促使振荡位相发生逆转;海洋环流的动力演变过程决定了振荡的时间尺度。随机性起源论则强调,因为大气活动没有一个特定的时间尺度,其时间尺度谱实际上对应于白噪音谱,所以大气对海洋的强迫是随机的;而海洋常在低频谱段有最大的响应振幅,其对应的周期约为十几年或几十年。作者试图系统性地理解PDO在观测、理论和数值方面的研究现状,从而为当前研究提供一个有用的背景性参考。     

气候的多平衡态及其转换

本文利用一个简单的气候模式,求得三个平衡态的全球半均温度值分别为:T_1=248.5K,T_2=271.9K和T_3=288.1K,其中对应于温暖时期和寒冷时期的T_3和T_1是稳定的.若要使现代温暖气候转变为寒冷气候,太阳常数约需比现代值减少3％:若从寒冷气候转变成温暖气候,太阳常数需增加约6.3％.这表明寒冷气候的状态要比温暖气候的状态相对稳定些.然后讨论了随机扰动对气候半衡态之间转换的作用.结果表明:仅通过天气随机扰动的涨落效应不可能使气候系统实现冰期-间冰期之间10~5年周期尺度的转换.     

A GLOBAL COUPLED OCEAN-ATMOSPHERE MODEL OF SHALLOW WATER WAVE AND ITS NUMERICAL EXPERIMENTS

A global coupled air-sea model of shallow water wave is developed based on coupled ocean-atmospheredynamics.The coupling is realized through the air-sea interaction process that the atmosphere acts on theocean by wind stress and the ocean acts on the atmosphere with heating proportional to sea surface temperature(SST)anomaly.The equation is harotropic primitive one.Response experiments of coupling system arealso carried out SSTA in two categories of intensities.Compared with the results of AGCM simulation ex-periment in which only the dynamic change of air system is considered,it demonstrates that the air-seainteraction between the tropical ocean and the global atmosphere plays a very important role in the evolutionof climate system.The results of numerical simulation show that it is encouraging.