平流层大气动力学及其与对流层大气相互作用的研究:进展与问题

本文综述了近年来关于平流层大气动力学及其与对流层大气相互作用动力过程的研究进展,特别是回顾了近年来关于平流层大气环流和行星波动力学、热带平流层大气波动及其与基本气流相互作用、平流层大气环流变异对对流层环流和气候变异的影响及其动力过程、平流层大气数值模拟以及在全球变暖背景下平流层大气的长期演变趋势预估等的研究进展。最近的研究揭示了大气准定常行星波传播波导的振荡现象、重力波在热带平流层准两年振荡和全球物质输送中的作用、平流层长期的变冷趋势变化、平流层在对流层天气和气候变化中的作用等现象,表明了平流层大气动力学研究的重要性。平流层大气动力学的深入研究,以及对数值模式中平流层模拟性能的提高,最终都会推动整个大气科学和气候变化研究的进一步发展。     

八十年代美国在边界层过程研究方面的重点任务

边界层过程对天气、气候、污染等问题的影响很大,近十年来日益受到重视。据了解,目前在美国,无论是日常的天气数值预报模式,或是中小尺度天气的数值模拟,以及长期预报和气候方面,都或多或少地考虑了边界层的作用。下面是美国大气科学委员会组织的边界层专门小组的专家提供的报告摘要。     

基于DART +WACCM模式搭建的平流层同化、天气预报和气候预测模型研究

本论文基于WACCM（Whole Atmosphere Community Climate Model）模式最新版本WACCM6和DART（Data Assimilation Research TestBed）同化工具最新版本Manhattan,开发了中高层大气温度、臭氧和水汽卫星资料的同化接口,搭建了一个包含完整平流层过程的数值同化、天气预报和短期气候预测模型（此后简称模型）;本模型对2020年3～4月平流层大气变化进行了同化观测资料的模拟,并以同化试验输出的分析场作为初值,对5～6月的平流层大气进行了0～30天天气尺度预报以及31～60天短期气候尺度预测的回报试验。结果表明:本模型能较好地重现2020年3、4月北极平流层出现的大规模臭氧损耗事件随时间的演变特征,模拟结果和Microwave Limb Sounder（MLS）卫星观测结果很接近;而未进行同化的模拟试验,虽然可以模拟出北极臭氧损耗现象,但是模拟的臭氧损耗规模相比MLS卫星观测结果要低很多;利用同化试验4月末输出的分析场作为初值,预报的5月北极平流层臭氧体积混合比变化与MLS卫星观测值的差值小于0.5,预测的6月北极平流层臭氧变化只在10～30 hPa之间的区域,与观测之间的差异达到了1 ppm（ppm=10?6）。本模型不但改善了北极平流层化学成分变化的模拟,也显著地提升了北极平流层温度和环流的模拟。本模型同化模拟的3～4月、预报预测的5～6月北极平流层温度和纬向风变化与Modern-Era Retrospective analysis for Research and Applications, Version 2 （MERRA2）再分析资料结果具有很好的一致性,仅在北极平流层顶部,预报预测的温度和纬向风分别与再分析资料之间的均方根误差（RMSE）约为3 K和4 m s?1。未进行同化的试验模拟的3～4月、预报预测的5～6月北极平流层的温度和纬向风与MERRA2再分析资料之间的RMSE在大部分区域都达到6 K及5 m s?1以上。从全球范围来看,本模型对平流层中低层模拟性能改善最为显著,其预报预测结果与观测值之间的差异,比未进行同化试验的结果,减少了50%以上。     

新书架

大气科学中的非线性与复杂性丑纪范本书围绕着天气和气候何以会永不重复地发展变化 ,呈现出剧烈的突变与相对的静止的问题 ,阐述人们对大气中非线性相互作用的认识过程和现有成就。介绍了大气科学中四种研究方法 :观测研究、动力学理论研究、实验室模拟和数值模拟的由来和发展 ,各自的长处和短处 ,彼此如何取长补短 ,相互配合的情况。从哲学的视角上讨论了天气和气候的可预报和不可预报问题 ,还讨论了非线性大气动力学的成就和面临的若干问题。大 3 2开本　定价 :1 8 0 0元中国沙尘气候图集王锦贵　任国玉沙尘暴是我国北方沙漠和沙地及其周…     

稿约

<正>《气象科技》由中国气象局气象探测中心、中国气象科学研究院、北京市气象局、図家卫星气象中心国家气象倍息中心联合主办.是一份综合性科技期刊.刊载关于大气科学各领域发展水平的综合评述及反映大气科学及相关科学各领域新理论、新方法和新技术的研究论文。主要栏目包括:大气探测与信息技术、天气气候与数值预报、应用气象与科学试验、台站实用技术等。欢迎从事大气科学及相关学科研究的科研、业务、教     

《21世纪初大气科学回顾与展望——第三次全国大气科学前沿学科研讨会论文集》出版

由国家自然科学基金委员会地球科学部、中国科学院资源环境科学与技术局、中国气象局科技教育司和中国科学院地学部共同编辑的《世纪初大气科学回顾与展望──第三次全国大气科学前沿学科研讨会论文集》，近日由气象出版社出版。 该书收集了中国大气科学界８位院士和几十位学者对于２０世纪大气科学各个领域研究进展的回顾以及对２１世纪初大气科学前沿领域展望的文章，范围涉及全球变化，气候动力学和气候预测，大气环流和大气动力学，中小尺度气象学，大气物理、大气探测和人工影响天气，大气环境和大气化学，以及高新技术在大气科学研究…     

LASG 1990年年会介绍

LASG是中国科学院大气物理研究所的大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验的英文缩写。笔者于1990年在该实验室工作两月有余,并有幸参加了该实验室的年会。年会于1991年3月10日-13日在北京中关村大气物理研究所举行。参加年会的除了该室的固定成员外,还有来自国内外几个海洋、大气研究所、高等院校和气象台的客座研究人员。会议交流的内容涉及非线性动力学、大气与海洋的数值模拟、气候和长期天气预报、积云动力学及其数值模拟、污染与光化学模式、悬浮体力学等众多领域。本文     

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《气象科技》由中国气象局气象探测中心、中国气象科学研究院、北京市气象局、国家卫星气象中心及国家气象信息中心联合主办。报道大气科学和相关科学各领域新理论、新方法和新技术,也刊载反映大气科学各领域发展水平的综合评述。主要栏目:大气探测与信息技术,天气气候与数值预报,应用气象与科学试验,     

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平流层－对流层相互作用的多尺度过程特征及其与天气气候关系—研究进展

在过去5年中,在国家自然科学基金委员会和中国科学院的项目支持下,针对以大气上下层相互作用中的多时空尺度过程特征及其与天气气候的关系为主要关注内容,开展了几个方面的研究。本文介绍其中的一些主要进展与结果,包括:(1)平流层臭氧的探测与分析研究;(2)平流层－对流层质量交换(STME)与对流层顶特征研究;(3)中层大气多尺度波动特征研究;(4)大气辐射传输和中层大气卫星临边遥感新方法研究。     

大气科学中的数值模拟研究——理论研究和实用相结合

一、引言,数值模拟研究在大气科学发展中的重要作用 大气科学的对象是地球上与人类活动息息相关的大气圈,大气科学研究就是认识自然界(大气及其与周围环境的相互关系)的规律,达到利用和改造自然界的目的。这里所说的利用自然界包括两个方面,一是提供准确的天气和气候预报,二是提供合理利用气象     

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