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相似文献
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1.
区域地球系统模式是区域气候模式下一阶段的主要发展目标。本文阐述了发展区域地球系统模式的重要意义,分析了近年来区域地球系统模式的研究进展和典型案例,指出其多圈层通量耦合、空间分辨率提高以及耦合数据同化的三个共性特征。建议以开源共创的方式整合各界研究力量,加快建设我国自主可控的区域地球系统模式;围绕新建立的模式开展跨学科研究,特别关注其中多圈层、多尺度过程的相互作用;围绕高分辨率区域地球系统模式建立区域数字孪生监测预警平台,用于关键区域的防灾减灾和关键决策支撑。  相似文献   

2.
2018年起,国家自然科学基金委员会推进科学基金系统性改革,为更好的助力优化学科布局,2019年大气科学学科率先开展了学科申请代码调整,通过广泛的战略研究与研讨形成了2020年度申请代码设置方案,确定了以“分支学科”“支撑技术”和“发展领域”三个板块、共15个“二级申请代码”为主要架构的学科资助体系,并组织专家对各“二级申请代码”的下设研究方向和关键词进行系统梳理和分析,经过三年实施和不断优化形成了当前的版本。本文主要针对D0512地球系统模式发展下设的五个研究方向和关键词进行解读,介绍其设置背景,下设研究方向及关键词的总体框架,并基于科睿唯安Web of Science数据库对该申请代码下不同方向关键词的出现频率和研究热点进行了分析和讨论,发现五个方向的主要关键词基本设置合理,在后续工作中需要继续优化和适当调整,不断扩大影响并吸引更多的优秀申请人,促进我国地球系统模式的发展。  相似文献   

3.
通过对海洋环流模式、海浪模式、风暴潮模式研究现状和世界海洋强国当前运行业务模式系统的调研,发现无论是全球模式还是区域模式,海洋环流模式和海浪模式的分辨率越来越高,全球海洋模式空间分辨率小于10 km,达到涡可分辨程度,海浪模式水平和波谱空间的分辨率都在提高。通过调研,发现随着海洋各类观测资料的同化和数值模式分辨率的提高,近年来加强了远海、近海及海岸带各种物理过程精细化研究,海洋环流模式垂向采用混合坐标提升了模式对不同海域海洋内部物理过程的解释能力,海洋模式、海浪模式、风暴潮模式中无结构网格的应用提高了模式对近海浅水区和岸界地形描述的能力,加深对海岸带海洋物理过程的认识。文中提出海洋环流-海浪-潮汐耦合模式系统建立是近年来风暴潮模式发展的趋势,将来大气-海洋-海浪-潮汐模式的耦合可细化对海洋各种物理过程的解释,是业务模式系统发展的主要方向。  相似文献   

4.
海洋环流模式的发展和应用Ⅰ.全球海洋环流模式   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
概述近10年来中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体动力学数值模拟国家重点实验室全球海洋环流模式的发展及其在全球海气耦合模式的发展和气候模拟方面的应用.重点是:一个30层、0.5°×0.5°的准全球海洋环流模式LICOM的建立及其模拟的热带太平洋海洋环流和印度尼西亚贯穿流;以20层海洋模式为海洋分量建立的全球海洋-大气-陆面系统耦合模式GOALS在气候变化模拟方面的应用,和以海洋模式L30T63为海洋分量建立的灵活的耦合环流模式FGCM-0在热带太平洋-印度洋海气相互作用及古海洋-古气候模拟方面的应用  相似文献   

5.
一、前言影响地球气候有五个因子:(1)太阳辐照度的强度和波长特征;(2)地球在空中运行的轨道参数;(3)地球的反射率;(4)海洋的热存储(从而控制全球水汽);(5)地球大气的成份。其中,海洋热存储和地球反射率直接与大气成份有关,因为它决定了给海洋提供热量的射入和射出辐射平衡。地球反射率主要受云量控制,而云量直接与海洋蒸发有关。陆地反射率与植被以及冰、雪的分布有关,而植被和冰、  相似文献   

6.
地球流体力学的研究与进展   总被引:1,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
穆穆  季仲贞  王斌  李扬 《大气科学》2003,27(4):689-711
简要介绍中国科学院大气物理研究所七十多年来在理论与计算地球流体力学方面的若干研究及其新的进展.在理论地球流体力学方面,介绍了长波动力学及线性稳定性问题、弱非线性理论及行星波动力学以及用Arnold方法(能量-Casimir方法)研究大气和海洋中各种流体运动的非线性稳定性问题的成果.此外,对扰动演变、扰动和基流相互作用及热带大气动力学中的第二类不稳定条件(CISK)也作了简要的介绍.在计算地球流体力学方面,主要内容包括:用物理观点和数学分析相结合的方法阐述了造成计算紊乱和计算不稳定的机理,论证计算稳定性、算  相似文献   

7.
海洋约是陆地的2.44倍,是地球上尚未充分开发的一大领域。它被认为是新技术革命要开辟的一个具有战略意义的新领域。海洋气象学是海洋与气象的边缘学科,主要研究大气现象与海洋现象及海上作业之间相互关系、相互作用的学科。其研究范围包括海洋及巨大水域上的天气现象和天气系统、海洋与大气相互作用、海上风暴潮、海浪等等。一、海洋气象探测和资料收集海洋开发要求对海洋环境提供开发所需要的各种水文气象参数,这就需要大力开展常规海洋气象观测,特别是雷达、卫星等遥感以及飞机等探测,建立从空中、水面、水下的海洋水文气象综合监测网。(一)常规气象观测:主要发展方向是遥测仪器的推广应用和常规观测的自动化。  相似文献   

8.
陆面过程研究是充分理解天气/气候/地球系统过程不可或缺的重要主题。本文全面梳理了当前用于数值天气/气候/地球系统模式的陆面过程模式研制的问题,建议了当前陆面过程模式研制中需加强和改进完善的关键内容。特别强调在新一代模式研发中建立包含人类活动的高分辨率全球陆面过程模式;特别强调与其他学科相结合,形成不同行业的预报预测系统或研究方法和工具。建议建设中国的集模式发展、数据分析、模拟方法、高性能计算、数据可视化和应用示范为一体的陆面模拟综合集成平台,为天气/气候/地球系统模式提供陆面过程模式,为开展精细化的全球和区域陆面水文-气象-生态的预报预测提供科技支撑。  相似文献   

9.
IAP第四代大气环流模式的耦合气候系统模式模拟性能评估   总被引:7,自引:2,他引:5  
本文首先扼要介绍了基于中国科学院大气物理研究所(简称IAP)第四代大气环流模式的新气候系统模式-CAS-ESM-C(中国科学院地球系统模式气候系统模式分量)的发展和结构,之后主要对该模式在模拟大气、海洋、陆面和海冰的气候平均态、季节循环以及主要的年际变率等方面的能力做一个初步的评估.结果表明:模式没有明显的气候漂移,各...  相似文献   

10.
评估了中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体动力学数值模拟国家重点实验室海洋环流模式L30T63和海气耦合模式FGCM 0模拟的热带太平洋年平均状态 ,资料取自L30T63由观测的大气强迫驱动的Control试验、由NCARCCM3大气强迫驱动的Spinup试验、以及相应的海气耦合模式FGCM 0。主要的结论是 :( 1 )在“准确”的海表强迫下 ,Control模拟的海面温度和温跃层与观测结果相当接近 ,模式的固有误差是赤道冷舌过分西伸和东南太平洋温跃层偏浅。 ( 2 )Spinup能模拟出合理的热带太平洋上层海洋环流 ,但存在两个问题 ,即 :暖池区海面温度显著偏高、沿赤道的梯度过大 ;赤道温跃层偏浅、东西向坡度偏小 ,它们分别与CCM3提供的海表短波辐射通量和风应力的系统误差有关。这两个问题很可能是海气耦合模式FGCM 0运行初期误差迅速发展的重要原因。 ( 3)FGCM 0模拟的赤道暖池区上层 1 0 0m的平均温度比观测低 3℃。分析表明FGCM 0夸大了暖池区海洋动力过程的降温作用 ,使得模拟的“暖池”在一定程度上具有冷舌的属性。FGCM 0模拟的热带南太平洋温跃层比观测结果偏浅数十米到 1 0 0m ,以致赤道两侧的上层海洋温度分布趋于对称 ,成为“doubleITCZ”现象在上层海洋中的表现。风应力旋度的系统误差和垂直混合随深度衰减过快  相似文献   

11.
极涡研究进展   总被引:15,自引:1,他引:14  
张恒德  高守亭  刘毅 《高原气象》2008,27(2):452-461
极涡是北极地区的一个深厚系统,它以极地为活动中心,最能体现高纬大气活动特征,属大气环流最主要的系统之一,通常与副热带高压、阻塞高压、季风等环流系统相互配合,在全球天气气候变化中起着至关重要的作用。本文就极涡的气候特征、对天气气候的影响、变化机理及数值模拟等几方面的研究进展进行综述。在行星波破碎、平流层爆发性增温、平流层对流层的动力耦合等过程中,极涡也扮演着重要角色;极涡对HNO3、臭氧等大气化学成分渗吸和输送过程的影响显著,而这些化学成分的再分布对极涡有较强的反馈作用;极涡还受到海温、冰雪、植被甚至太阳活动等的影响。前人已经关于极涡做了不少研究,但在气候动力学方面,还存在一些问题,有待进一步加强研究。  相似文献   

12.
海洋模式比较计划(OMIP)是第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)中的一个支撑子计划。OMIP致力于CMIP6中模式系统偏差来源及其影响这样一个重要科学问题。同时,OMIP也将在区域海平面变化和近期气候(未来10~30 a)或者年代际气候预测的相关科学问题上有重要贡献,这些问题被世界气候研究计划(WCRP)列为气候科学领域巨大挑战的科学问题。OMIP采用统一的大气外强迫数据集和通量计算方案,进行全球海洋-海冰耦合试验、示踪物试验以及生物地球化学循环试验。同时,OMIP提供了一套针对海洋变量的详细的诊断框架,这个框架既可以评估和改进模式模拟,也可以用于理解海洋-海冰过程在整个气候系统中的作用。  相似文献   

13.
建立一个包含年平均下垫面温度、边界层气温的非线性的零维气候模式, 用于研究物理参数 (地球放射率、大气有效放射率、地表反照率、大气透射率等) 对气候系统状态的影响。结果表明, 气候系统的平衡态及其稳定性与反照率的反馈作用和有效放射率有关; 在现代气候条件下, 适当的非线性负反馈与二氧化碳、水汽、云共同作用时, 有利于系统状态趋于稳定。此外, 通过与该模式相应的现代气候平衡态的偏差方程, 考察了在参数α2w, I0的作用下, 系统状态的分布情况。  相似文献   

14.
This study explores natural and anthropogenic influences on the climate system, with an emphasis on the biogeophysical and biogeochemical effects of historical land cover change. The biogeophysical effect of land cover change is first subjected to a detailed sensitivity analysis in the context of the UVic Earth System Climate Model, a global climate model of intermediate complexity. Results show a global cooling in the range of –0.06 to –0.22 °C, though this effect is not found to be detectable in observed temperature trends. We then include the effects of natural forcings (volcanic aerosols, solar insolation variability and orbital changes) and other anthropogenic forcings (greenhouse gases and sulfate aerosols). Transient model runs from the year 1700 to 2000 are presented for each forcing individually as well as for combinations of forcings. We find that the UVic Model reproduces well the global temperature data when all forcings are included. These transient experiments are repeated using a dynamic vegetation model coupled interactively to the UVic Model. We find that dynamic vegetation acts as a positive feedback in the climate system for both the all-forcings and land cover change only model runs. Finally, the biogeochemical effect of land cover change is explored using a dynamically coupled inorganic ocean and terrestrial carbon cycle model. The carbon emissions from land cover change are found to enhance global temperatures by an amount that exceeds the biogeophysical cooling. The net effect of historical land cover change over this period is to increase global temperature by 0.15 °C.  相似文献   

15.
A dynamic global vegetation model (DGVM) is coupled to an atmospheric general circulation model (AGCM) to investigate the influence of vegetation dynamics on climate change under conditions of global warming. The model results are largely in agreement with observations and the results of previous studies in terms of the present climate, present potential vegetation, present net primary productivity (NPP), and pre-industrial carbon budgets. The equilibrium state of climate properties are compared among pre-industrial, doubled, and quadrupled atmospheric CO2 values using DGVM–AGCM and current AGCM with fixed vegetation to evaluate the influence of dynamic vegetation change. We also separated the contributions of temperature, precipitation and CO2 fertilization on vegetation change. The results reveal an amplification of global warming climate sensitivity by 10% due to the inclusion of dynamic vegetation. The total effects of elevated CO2 and climate change also lead to an increase in NPP and vegetation coverage globally. The reduction of albedo associated with this greening results in enhanced global warming. Our separation analysis indicates that temperature alters vegetation at high latitudes such as Siberia or Alaska, where there is a switch from tundra to forest. On the other hand, CO2 fertilization provides the largest contribution to greening in arid/semi-arid region. Precipitation change did not cause any drastic vegetation shift.  相似文献   

16.
极地气象考察与全球变化研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
南极和北极是地球上的气候敏感地区,也是多个国际计划研究全球气候变化的关键地区。极地包含了大气、海洋、陆地、冰雪和生物等多圈层相互作用的全部过程,在全球气候的形成和变化中有重要的作用。极地大气科学考察与研究是极地科学研究的重要组成部分。到2006年底,中国自主组织了23次南极考察,2次北冰洋考察和3次北极站考察;建成了南极长城站、中山站和北极黄河站,并在南极冰盖设置了3个无人自动气象站;开展了有关极地大气科学与全球变化的研究。在南北极地区,进一步加强国际合作,继续监测包括近地面温度在内的大气要素的变化,提高极地气象业务水平;拓展极地气象业务和大气科学考察研究领域,积极获取气候代用资料;进一步量化和认识极地在全球变化中的作用,及其对中国天气气候和国民经济可持续发展的影响;建立完善极地大气科学研究体系,提高极地大气科学研究水平,仍是中国极地大气科学与全球变化研究的重要内容之一。  相似文献   

17.
Global warming and accompanying climate change may be caused by an increase in atmospheric greenhouse gasses generated by anthropogenic activities. In order to supply such a mechanism of global warming with a quantitative underpinning, we need to understand the multifaceted roles of the Earth's energy balance and material cycles. In this study, we propose a new one-dimensional simple Earth system model. The model consists of carbon and energy balance submodels with a north–south zonal structure. The two submodels are coupled by interactive feedback processes such as CO2 fertilization of net primary production (NPP) and temperature dependencies of NPP, soil respiration, and ocean surface chemistry. The most important characteristics of the model are not only that the model requires a relatively short calculation time for carbon and energy simulation compared with a General Circulation Model (GCM) and an Earth system Model of Intermediate Complexity (EMIC), but also that the model can simulate average latitudinal variations. In order to analyze the response of the Earth system due to increasing greenhouse gasses, several simulations were conducted in one dimension from the years 1750 to 2000. Evaluating terrestrial and oceanic carbon uptake output of the model in the meridional direction through comparison with observations and satellite data, we analyzed the time variation patterns of air temperature in low- and middle-latitude belts. The model successfully reproduced the temporal variation in each latitude belt and the latitudinal distribution pattern of carbon uptake. Therefore, this model could more accurately demonstrate a difference in the latitudinal response of air temperature than existing models. As a result of the model evaluations, we concluded that this new one-dimensional simple Earth system model is a good tool for conducting global warming simulations. From future projections using various emission scenarios, we showed that the spatial distribution of terrestrial carbon uptake may vary greatly, not only among models used for climate change simulations, but also amongst emission scenarios.  相似文献   

18.
The paper analyzes the results ofthe numerical experiment aiming at the reconstruction of climate ofthe penultimate (Eemian) interglacial (last interglacial, LIG) obtained using the Earth system model developed in the Institute of Numerical Mathematics of RAS. Orbital parameters were set with the periodicity of one thousand years and were further interpolated with the time step of 100 years. Assuming that during the LIG the concentrations of greenhouse gases were not very much different from the preindustrial values, this potential forcing was neglected. The climatic block of the ESM was called every 100 model years to foltow changes in orbital forcmg. The sub–models of ice sheets were asynchronously coupled to the sub–models of the atmosphere and the ocean with the ratio of model years as 100 to 1. Obtained anomaly (Eemian versus preindustrial) fields of surface air temperature generally correspond to the results of the earlier studies. Changes in the structure of the global atmospheric circulation resulted in the transformation ofthe precipitation field in some world regions. In particular, precipitation growth in North Africa was the reason for the radical change of landscapes.  相似文献   

19.
从地球系统的观点看气候突变   总被引:4,自引:2,他引:2  
在地球的气候史中,经历了许多次气候突变事件。这些突变对地球表层系统的演变与进化产生了巨大影响。随着全球气候变暖的持续发展,人类赖以生存的气候环境正在经历重大变化。如何科学地理解和认识这些变化,尤其是气候突变。是人类寻求对策,应对气候变化,保护自己持续发展的科学基础。文中从地球系统的角度对气候突变的科学问题进行了探讨,认为对气候突变的研究不应仅局限于大气圈,而应该对地球系统的整体变化进行研究。  相似文献   

20.
An investigation is made of the possible impacts of a climatic change (induced by a doubling of atmospheric carbon dioxide concentration) on the European agricultural sector. Two general circulation models have been used to develop climatic change scenarios for the European study area. From the scenarios, information was obtained concerning the possible behavior of temperature, precipitation, solar radiation, and relative humidity in the altered climatic state. This meteorological information was then employed in two separate crop-weather models - an empirical/statistical model (for winter wheat) and a simple simulation model (for biomass potential). This type of approach represents a considerable departure from that employed by previous large-scale climate impact studies. Both the seasonal and regional components of a possible climatic change are incorporated directly in the two crop-weather models. The results of this investigation demonstrate that a simple crop-weather simulation model may be more suitable for the purposes of agricultural impact analysis than the linear regression models frequently used in such studies. In order for such an impact analysis to be accepted as a valid scientific experiment, a full presentation of the underlying assumptions and uncertainties is essential.  相似文献   

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