大气低频振荡的数值模拟

本文利用IAP_GCM积分结果中10年候平均资料，研究了模式大气中的低频振荡现象。结果表明，该模式能相当逼真地模拟出低频振荡的地理分布、垂直结构和传播过程的主要特征，因而低频振荡是大气本身所固有的一种现象。而流场与大气加热场之间在低频域内的相关分析则证实了大气加热对低频振荡的产生起重要的作用，其中最重要的因子是水汽潜热的释放。     

热带大气准双周振荡的数值试验研究

本文利用一个地表温度由热平衡方程所控制的P—σ混合坐标五层原始方程球带模式,不仅模拟出了在SST暖异常地区扰动的形成,且模拟出了扰动及与其相对应的降水和SST的准双周振荡现象,SST的振荡位相较降水超前1/3周期,研究认为这种振荡是由云——辐射相互作用所造成的。初始SST暖异常在中西太平洋比在东太平洋时引起的振荡明显,因此在扰动东移过程中振荡是衰减的。     

热带大气高频温度异常对大气低频振荡影响的数值模拟研究

用中国科学院大气物理研究所的ＩＡＰ模式对发生在热带地区的高频温度异常进行了数值模拟。与控制试验结果对比，得知大气中的季节内振荡及双周振荡是大气变化的固有特性。当热带地区出现高频温度异常时，会影响大气中的各种物理量场，并以季节内振荡的影响最为明显，其主要表现是使原有的中高纬度季节内振荡作用减弱，而高频振荡部分加强，对异常响应的作用在低纬地区表现为：中上层以相当快的速度向东西两个方向传播，尤其以向东传     

关于热带大气低频振荡的一个简单模式与数值模拟

本文首先从观测事实分析了热带大气的低频振荡现象，然后从理论上加以研究。为此，本文建立了一个包括触发热源和CISK机制的三维线性模式，用此模式讨论了热带大气低频振荡的性质、结构、传播和动力学机制。从模式的计算结果得到了周期为30d左右以大约9 m/s的速度向东传播的低频振荡现象，这种振荡为Kelvin波型的响应和向西传播的Rossby波型的响应的结合。计算还表明，这种振荡的周期与触发热源的周期关系不大，这说明了热带大气的低频振荡是大气自身的固有振荡，它是大尺度运动与对流凝结加热相互作用的结果。     

热带对流层大气低频振荡机制的初步研究

本文从赤道β平面近似下的线性化扰动方程组出发,基于第二类条件不稳定(CISK)理论,研究了热带对流层大气准40天低频振荡的动力机制。研究发现,当对流层中、上层存在较大的对流凝结加热时可激发出纬向波数为1、周期为40天左右的不稳定Kelvin波,它以每天8到11个经度的相速缓慢向东移动。由此指出,观测到的热带对流层大气30—50天的低频振荡可能正是这种由对流凝结加热所驱动的缓慢东移的Kelvin波的具体表现。这可对热带对流层大气30—50天低频振荡现象的动力机制给以初步的物理解释。      

1998年夏季热带内外大气低频振荡特征分析

利用纬向平均的局地经向环流模式，对1984年南海地区4月28日～5月31日每日两个时次的局地平均经向环流进行模拟。模拟结果与观测结果吻合，反映出1984年南海夏季风形势的建立是一个经历反复的过程。此外，用诊断分析的方法通过计算各动力和热力强迫因子对季风经向环流的贡献，发现驱动1984年南海夏季风经向环流的首要因子是潜热加热项，主要由北部凝结加热，南部蒸发冷却的经向不均匀加热场分布使得潜热加热对环流的作用为正。温度垂直对流输送项的作用次之，该项的分布在南海北部的值为正、南部值近似为零，这种分布形势也使该因子能单独引起一个正季风环流。第三大因子是纬向温度平流输送项，在南海地区北部有暖平流，南部冷平流的温度平流分布形势对季风环流也起正的作用。而对季风中断期的因子分析表明：潜热加热及纬向温度平流的作用与正季风环流建立期完全相反，温度垂直对流的正作用也大大减弱。     

大气中40—60天低频振荡形成的数值试验

观测资料的分析表明,40—60天的低频振荡,除了在赤道附近有向东的传播外,在副热带和高纬度带还存在向西传播的现象.本文利用正压原始方程的谱模式,加以与运动(辐散)相联系的强迫(相当于加热场),模拟这类低频振荡发现有两类波存在:一类是周期约为10—20天向东传播的行星波,另一类是周期为40—60天向西传播的低频波,它是前一类行星波的波包相速度,每天5—6经度,纬向波数为1.这类低频波的出现可能是行星波与加热场非线性相互作用的结果. 这里之所以没有得到东传的40—60天的低频波,可能是由于模式格点较疏,使赤道Kelvin波不能明显激发出来.     

地形对大气低频振荡影响的数值研究

使用五层全球谱模式研究地形对月、季尺度低频振荡的影响。该模式为三角形截断，截断波数为１０，并含有较为完善的物理过程参数化，对分别用有地形和无地形模式来模拟的低通滤波资料进行了分析和比较。结果表明，地形强迫产生的月、季尺度低频波列有明显的季节特征。北半球夏季由地形影响产生的热带热源是南北半球低频波列的源。模拟结果进一步指出北半球地形强迫产生的波列扰动可以引起赤道纬向流的异常，这种纬向流的瞬变强迫可以     

大气对热带热源低频响应的数值研究

本文设计—关于基本气流线性化的二层球面模式研究大气对不同类型赤道热源的低频响应,分析了全球大气40—50天低频振荡的结构和传播特点。结果表明:全球大气对热带热源响应特征是在热带地区表现为东西向非对称的热源东侧的Kelvin响应和西侧的Rossby响应,高低层反位相;在中高纬响应是具有低频振荡的二维Rossby波列,且具有相当正压结构。低频振荡的传播特征表明热带大气对移动性热源的响应更有利于振荡的向东传播,且该振荡可以沿波列路径向中高纬度传播,然后再折向低纬。二维Rossby波列是联系着热带和中高纬度地区低频振荡的基本动力学途径。该波列的形成取决于基本气流的分布,冬半球波列振幅较大。因此本文认为40—50天低频振荡是全球尺度的现象,它是一涉及到热带对流加热、赤道Kelvin波、亦道Rossby波、二维Rossby波列以及基本气流等动力学相互作用的过程。     

春季热带低频振荡研究

本文应用1975—1983年全球逐日OLR资料以及1980—1983年ECMWF全球格点风场资科研究春季热带低频振荡,得出了这一季节热带低频振荡的分布特征及与冬、夏季节的差异,同时还分析了低频振荡中心的偶极子振荡特征以及振荡的传播趋势。同时,本文还得出了东半球季风区域内低层大尺度环流系统在过渡季节的演变趋势以及在低频振荡不同阶段系统间相互作用的一些事实。     

热带大气低频振荡对高原低涡的调制作用

利用NCEP/NCAR逐日再分析资料、NOAA向外长波辐射(OLR)资料、澳大利亚气象局实时MJO指数(RMM)以及中国气象局成都高原研究所高原低涡年鉴统计数据,运用小波分析、合成分析等方法初步研究了热带大气低频振荡(MJO)对高原低涡的调制作用。结果表明,MJO对高原低涡具有显著的调制作用,MJO活跃期生成的高原低涡数约为MJO不活跃期的3倍。MJO活跃期中,第1和第2位相高原低涡频数分布较多,第3和第7位相较少。分别对第1位相和第7位相进行合成,发现各气象要素在第1位相的合成场中呈现出明显有利于高原低涡生成的因素,而在第7位相的合成场中则呈现出一定的抑制作用。MJO在向东传播的过程中,MJO对流中心东移,热带地区大气垂直环流结构随之改变。由于中低纬大气环流的相互作用,中低纬间的大气斜压性、大气有效位能以及涡动有效位能分布状况也随之改变,这使得青藏高原及周边大气环流结构发生变化,水汽输送因此产生明显差异,高原的潜热分布随之发生变化,有利于和不利于高原低涡生成的条件交替出现,从而造成不同位相高原低涡频数显著差异。      

印度洋海温异常对中高纬大气低频振荡影响的数值试验

用数值试验的方法,应用强迫耗散准地转正压涡度方程的全球谱模式,在方程中考虑了偶（单）极子的热力强迫作用,并在三个行星波准共振的条件下,模式共积分90d,得到：在偶、单极强迫热源和基本气流强度的共同作用下,三个行星波之间存在很强的波．波相互作用,且波动振荡呈现准双周和季节内振荡。同时偶、单极强迫源及基本气流的强度变化对中高纬大气的低频振荡调制作用不同。在准共振三波流函数场随时间变化的试验结果中,进一步证实了中高纬大气存在较好的低频振荡。     

Wave-CISK和低纬大气低频振荡

本文运用一个包含Wave-CISK机制的斜压半地转模式来讨论低纬大气中的低频振荡。在我们以前研究工作的基础上，不仅考虑了CISK机制的作用，而且考虑了CISK机制垂直速度w[B]随纬度的变化。这样，建立的半地转模式和相应的解析解更能反映CISK机制对低纬低频振荡的作用。在求解中，我们运用了本征函数S[-3/2][m]（Sonine多项式）展开的方法，结果不仅得到了模式中所含的CISK-Kelvin波和CISK-Rossby波波速与对流凝结潜热参数η的关系，而且显示了低纬高、低层大气间的相互耦合作用。在这样     

东亚夏季风过程大气低频振荡的数值模拟研究

利用区域气候模式RegCM3对东亚夏季风及其中的大气低频振荡(LFO)进行了模拟研究。(1)进行控制试验,借助Lanczos带通滤波等方法分析了实测及模拟结果LFO强度和传播等特征,检验RegCM3对夏季风LFO的模拟能力;(2)通过增、减南海表面海温两个敏感试验探讨海温异常变化对LFO各特征的影响,并探究异常海温下的LFO与季风爆发时间的可能联系。结果表明:季风LFO强值集中在低纬地区,低纬夏季强冬季弱,高纬则相反。季风爆发前后的发生南传向北传的转换。模式RegCM3对季风区LFO基本特征有较好的把握,但高纬地区偏强。南海异常增(减)温有利于季风提前(推迟)爆发,也有利于LFO传向发生转换时间的提前(推迟)。说明季风爆发时间与LFO传向转换存在一定联系。两个试验均有使振荡能量大值区南移的趋势,且通过LFO的变化造成较高纬地区季风后期的气候异常。     

热带大气季节内振荡的一个数值模拟研究

文中分析了中国科学院大气物理研究所全球气候谱模式ALGCM (R4 2L9) 12a(1978～ 1989年 )积分的逐日输出结果 ,并与 1978～ 1989年的逐日NCEP资料对照 ,以此对热带季节内振荡 (30～ 6 0d振荡 )进行数值模拟研究。分析表明 ,该模式在热带地区可以模拟出明显的季节内振荡 (ISO)的准周期信号 ,并抓住了热带ISO的基本传播特征 ,能较好地再现东、西半球传播速度的差异 ,同时模式模拟存在东传要好于西传 ,冬、春季的模拟要好于夏、秋季的现象。该模式模拟的热带ISO的强度较许多大气模式明显提高 ,尤其是对 2 0 0hPa上ISO动能强度的模拟。模式基本模拟出了ISO低层辐合、高层辐散的水平风场特征。模式较好地再现了热带ISO纬向风的垂直结构。此外 ,观测资料表明热带ISO在冬、春强 ,而夏、秋弱的季节性倾向与ISO的年际变化相联系 ,模拟的ISO在季节性倾向偏差上表现为冬、夏相对强 ,而春、秋相对弱。垂直速度、散度、水汽等物理量的配置同NCEP资料的结构特征仍有明显差异 ,模拟的ISO空间分布也不太理想 ,表明要很好模拟ISO结构和空间分布特征 ,还须做不少工作。     

热带大气中的低频波

相对于中纬度地区大气运动的规律性,人们对于热带大气运动的了解还很不够。近些年来,通过一系列观测实验以及理论分析,对热带大气运动的一些基本特征已有了较多的了解.本文仅就同热带大气环流演变有直接关系的热带大气低频波作一简单论述。一、热带低频波早在六十年代,柳井和丸山分析西太平洋热带地区的风场资料时,发现在平流层低层的经向风有4—5天的周期变化。Misra根据国际地球物理年的观测资料,分析了20°N—20°S热带地区的气压变化,也发现有4—5天的气压波自东向西传播。      

影响广西热带气旋与海洋大气低频振荡的关联性分析

使用1951—2020年热带气旋资料、NCEP/NCAR再分析、PDO指数、NOAA OLR、副热带高压指数等资料,从海洋大气低频振荡角度分析影响广西热带气旋气候异常可能原因。结果表明,90年代以来影响广西热带气旋年际变化幅度增大,表现出向极端异常变化的趋势。从印度洋到西太平洋存在明显的MJO向东传播,对流抑制位相较弱、持续时间短,对流增强位相较强,影响广西热带气旋偏多。反之,从印度洋到西太平洋无MJO活动或强度较弱,存在较强的低频对流抑制带向东传播、持续时间长,较强的低频对流带位于东太平洋,影响广西热带气旋偏少。影响广西热带气旋减少趋势与PDO指数增大有密切的联系,可能与在印度洋、太平洋海温增暖背景下副热带高压强度偏强及西伸脊点偏西有关。     

大气低频振荡研究的进展

大气低频振荡现象同季风的活动、降水、旱涝、台风发生频数以及厄尼诺现象等有密切的关系。有关大气低频振荡的活动规律、结构特征以及动力学机制的研究,是近年来国际大气科学研究的重要课题之一。现据本室收集的资料整理如下供读者参考.     

热带大气10～20天振荡的大气环流模式数值模拟

利用大气环流模式对热带大气10～20天振荡进行了数值模拟研究，其结果同观测资料分析基本一致。模式资料的功率谱及动能的分析表明，10～20天振荡确实比30～60天振荡更突出地存在于热带大气中。同热带大气30～60天振荡的结构有些不同，对于在热带10～20天振荡，除纬向1波外，纬向2波也很明显；流动的斜压结构特征欠佳；系统以较快速度沿赤道西移。暖SST事件对热带大气10～20天振荡的影响也进行了模拟，对结果的比较分析表明，暖STT将使10～20天大气振荡减弱，使其结构更趋正压性。     

大气低频振荡研究的进展

近年来,气象学界对于大气中30—60天振荡的产生和维持机制的研究方兴未艾。国内外气象学家从不同角度,探讨了大气中低频振荡的起源。有人认为与季风的非绝热加热强迫作用有关,有人则认为是南半球通过