中美西太平洋海气考察记实

4月19日—6月9日我和国家气象局气象科学研究院狄新武同志受国家气象局、辽宁省气象局指派参加了“中美西太平洋海洋大气合作调查”第6航次的考察。历时52天,总航程19600公里。在中美科学家及海员们的共同努力下,于6月9日胜利回到广州黄埔     

海气相互作用与长期天气预报

本文根据世界气象组织自1984年以来召开的几次规模较大的长期天气预报学术会议及海气相互作用的专题讨论会的报告和文集,简要地介绍了这方面的动态和主要进展。指出ENSO循环和季节内部振荡的观测研究和数值模拟研究对加强长期天气预报的物理基础具有重要意义,重点介绍了英国气象局用5层和11层大气环流模式进行长期预报试验的结果。这些试验表明,在长期数值天气预报中采用实测的海表温度对减小预报误差,提高预报技巧有肯定的作用。     

Zebiak-Cane海气耦合模式研究进展

系统、全面地总结了国内外关于Zebiak-Cane海气耦合模式的应用及分析研究，指出了模式的优点及存在的不足，并评析了模式改进工作，最后进行了讨论并展望未来的发展方向。     

北大西洋年际变率的海气耦合模式模拟Ⅰ：局地海气相互作用

检验了一个全球海气耦合模式对北大西洋年际气候变率的模拟,讨论了导致这种年际变率型的物理机制,并分析了其对年代际变率的可能影响。北大西洋冬季SST的主导变率模态,在经向上表现为三核型,自北而南出现“- -”的带状距平型;最大距平中心位于副极地大洋、中纬度大洋的西部以及热带海域,耦合模式较为真实地再现了这一特征。与三核型SST异常相对应的大气环流型表现为北大西洋涛动,具有显著的正压结构。上述异常型主要发生在年际尺度,具有3—4年的谱峰;在次年代际尺度上,也存在谱峰。分析表明,模式中三核型SST异常的产生,主要来自大气的强迫,NAO增强,中纬度大洋上的西风减弱,海洋感热和潜热通量损失减少,中纬度大洋得到的净热通量增加,导致SST出现正距平;在包括Labrador海在内的副极地大洋,NAO增强、冰岛低压加深,气旋性环流增强,来自高纬度的冷空气吹过洋面,海气温差加大,大洋的感热通量损失增加,SST降低。热带地区东风的增强,也是导致那里SST降低的重要机制。三核型SST异常对大气的反馈作用较弱,文中没有证据表明它能够影响到北大西洋地区的年代际气候变率。     

热带西太平洋海气交换系数订正

在计算海-气感热通量、潜热通量和动量通量时，因气象要素的测量高度不一致而带来的热交换系数cT、蒸发系数cE和摩擦系数 cυ的偏差，给计算结果带来一定的影响。文章介绍一种高度订正方法，对cT、cE、cυ的值加以订正，从而提高了计算准确性。计算结果表明，系数订正后的误差可减小9%—11%。     

海气耦合气候模式的依时解

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Hassel-mann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。     

太平洋海气相互作用的时空变化

本文根据1957-1976年赤道太平洋海温和北太平洋海平面气压的月平均资料,计算了它们之间全年(1-12月)逐月的时滞相关,分析了北太平洋副热带反气旋影响赤道海温和赤道海温对副高反馈的季节变化.发现它们之间的联系不同季节、不同地区有明显差异:副热带反气旋对赤道海温的影响(负相关)以春季最大,秋季最小;赤道海温的反馈,对副高的不同部分作用不同,对副高主体的作用(正相关)以冬半年最大、夏半年较小(尤其是盛夏),对西部副高脊的作用(负相关)相反,以夏半年最大,冬半年较小.其过渡期为5月和11月.同时对其季节变化的可能原因也提出了一些初步看法.其中特别强调了大型环流背景的基本状态(包括平均垂直环流)对海气相互作用过程的重要性.     

热带海气相互作用波及其不稳定性

本文利用一个简单的海气耦合模式,讨论了热带海洋和大气中Rossby波的相互作用。结果指出,海洋和大气中向西传播的Rossby波耦合后,不仅存在着向西传播的波动,而且还可以产生一类向东传的新波。这种向东传播的波动出现在波长较长的波段范围内,这个范围的大小受海气相互作用强度的制约。另外,波动可以出现不稳定性,向西和向东传的波均有不稳定现象发生,不稳定增长率也受海气相互作用强度的制约。最后,根据所得到的海气相互作用波,对ENSO现象作了一个可能的解释。     

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．     

大尺度海气相互作用和长期天气预报

在五十年代初,我国气象工作者就注意到西北太平洋特别是黑潮海域,海表温度的冷暖和我国东部地区讯期的旱涝有密切的关系。六十年代开始,大尺度海气相互作用的研究在国外普遍受到重视。解放以后在党的领导下,通过广大台站预报员和专业科研人员的努力,我国长期天气预报有较大的进展,但是,预报准确率和和预报时效仍不能满     

热带海洋海气相互作用的区域差异

用NCEP/NCAR40年再分析1000hPa月平均风场资料及COADS月平均海表温度资料，对热带西、中、东太平洋、热带大西洋和印度洋五个区域的海气异常作了奇异值分解（SVD）。比较区域间SVD的主要参数和分析第一奇异向量及其时间系数表明，热带海气相互作用可区分为三类；热带东、中太平洋属‘单元型’，ENSO是唯一重要的过程，热带西太平洋、印度洋属‘二元型’，除了ENSO过程，还应存在唯一重要的过程；热带西太平洋，印度洋属‘二元型’，除了ENSO过程还应存在另一重要过程，热带大西洋属‘多元型’，其构成复杂，ENSO循环则不明显。     

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。      

海气交界面里查逊数判别值

一、引言海气交界面的特征是在非常小的垂直距离上,耦合的两种流体的密度发生了非常明显的变化。每种流体的边界层测量值表明,靠近交界面处风和海流都近似按对数廓线分布。例如,Sheppard等(1972年)和Csanady(1984年)的结果。这些廓线可以外推到每一种流体的粗糙度长度上,尽管由于概念和实验的困难使得这种外推的检验实验很难进     

东亚夏季风与热带海气相互作用研究进展

在东亚夏季风变异的众多影响因子中,热带海温是影响夏季风系统变化的主要原因。近年来,国内外学者在热带海温异常对东亚夏季风影响的研究方面取得了很大进展。本文从季节内、年际到年代际时间尺度,简要回顾了近年来关于热带海气相互作用影响东亚夏季风变异及其机理的研究进展,特别综述了关于ENSO(El Ni?o–Southern Oscillation)、热带印度洋和大西洋海温异常对东亚夏季风系统的影响和机理方面的主要研究进展。此外,本文还系统回顾了热带海温对东亚夏季风与冬季风关联的影响及过程。最后,提出了在热带海温异常影响东亚夏季风季节内尺度变化、全球变暖下热带海温的变化及其对东亚夏季风的影响等方面值得深入探讨的科学问题。     

热带印度洋的大尺度海气相互作用事件

分析了热带温跃层上海温距平资料后指出 ,在印度洋东西方向的海温距平分布呈现出距平符号相反的偶极子现象 ,在大气中的纬圈环流即Walker环流上也呈现出与海温距平相协调的或匹配的上升和下沉分支 (距平意义下 )分布。这一分析表明 ,印度洋也存在和太平洋类似ENSO的大尺度海气相互作用事件     

海气耦合非线性随机模式求解探讨

本文首先对一个假定随机强迫为高斯白噪声的四次方非线性海气耦合随机模式进行了ε一阶近似的摄动处理，将非线性随机模式化为显含随机项的线性系统和隐含随机项的非线性系统，通过对输出响应的分析表明:该模式结构和随机项的特性使得随机强迫输出的响应只能通过模式的线性区；非线性项仅对气候系统的方差及其对应的频谱有一定量的偏差作用，而对一般输出特性没有贡献。在这基础上，求出了模式输出谱，并给出了计算。