大气再分析资料中潜在可预报性的特征及其差异

利用1957年9月—2002年8月ECMWF和NCEP/NCAR月平均再分析资料,分别讨论了冬季和夏季SLP(sea level pressure,海平面气压)、500hPa高度、200hPa纬向风和850hPa经向风年际变率的潜在可预报性特征。结果表明:热带地区的潜在可预报性较高,尤其是赤道中东太平洋地区,而中高纬地区的潜在可预报性则较低。比较两套资料潜在可预报性的异同后发现:南半球的差异均明显大于北半球,特别是南极地区;低层变量的差异均大于中高层变量;东亚大陆在冬、夏季均具有一定的潜在可预报性;冬季各变量均表现出东亚冬季风具有较高的年际变率潜在可预报性,且两套资料的差异较小;500hPa位势高度表现的东亚夏季风潜在可预报性在两套资料中较一致,而低层变量(SLP和850hPa经向风)表现的东亚夏季风年际变率潜在可预报性在两套资料中存在较大差异。     

气候变化及可预报性（CLIVAR）－气候研究的国际新计划

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美国第25届气候诊断与预测年会

文章介绍了2000年美国第25届气候诊断与预测年会。着重讨论了如下8个问题：最近的ENSO特征，气候异常的诊断，季风降水，ENSO预测，ENSO影响的模拟，陆面过程，模式预测与可预报性，气候预测业务。     

出席第五届国际热带气旋科学大会（IWTC—V）总结

本总结由会议概况、卫星资料应用及同化、热带气旋的结构和结构变化、热带气旋登陆过程、热带气旋运动、热带气旋形成和变性、热带气旋影响、IWTC-V建议、对国内工作的建议以及后记等10节组成。各节作姓名在相应各节后注明。     

云南地区季降水量和气温的潜在可预报性分析

利用云南地区42年气候资料,使用低频白噪声延伸法和方差分析方法,估计了该地区季节降水量和季节气温的气候噪声方差和潜在可预报性。分析结果表明：（1）云南季降水量的气候噪声方差随着季节降水量的增加而增加,空间上主要是由南往北减小,夏季降水量的气候噪声方差显著大于其他季节,季气温的气候噪声方差则随着季节气温的减小而增加,空间上春、冬季由东往西减小而夏、秋季由南往北增加;冬季气温的气候噪声方差显著大于其他季节;（2）云南季降水量和季气温的潜在可预报性同样具有显著的季节变化和空间变化,云南春季的降水量和气温的潜在可预报性均显著大于其他季节,夏季降水量和气温的潜在可预报性均较其他三个季节小;春、秋季降水量潜在可预报性西部大于东部,夏季北部大于南部,冬季则是南部大于北部,云南季气温除夏季外均是西部大于东部。（3）季风和冷空气活动可能对云南地区的季降水量和气温的潜在可预报性有重要影响。     

气候变化对延伸期预报的影响

10～30 d时效的延伸期预报,作为无缝隙预报预测体系中至关重要的一环,连接着天气预报和短期气候预测。受不断加剧的气候变化的影响,延伸期预报将面临更为重大的挑战。首先概述国内外延伸期预报现状,然后分析了全球气候变化对极端天气气候事件分布特征、关键环流系统可预报性等方面的影响,发现气候变化将导致延伸期预报难度加大、需求更加旺盛,同时也更加突显延伸期预报在防灾减灾方面的作用。进一步展望延伸期预报将面临的新挑战以及未来业务发展的新动向,提出了适应气候变化的应对措施和建议,如大力发展数值预报模式、深入开展延伸期预报机理研究、大力发展动力—统计相结合的预报方法以及尝试多学科交叉协作等。     

地形强迫正压大气异常持续类型的确定及其对可预报性的影响

使用地形强迫正压涡度方程模式的输出资料，讨论了流函数异常EOF展开时间系数的特征时间尺度。由此研究了异常持续类型的确定及其对可预报性的影响问题。结果表明:异常持续类型与环流的演变有十分密切的关系，初始状态环流的结构对可预报性有明显的影响。最后探讨了对中期和延伸期数值预报的可能应用。     

大气随机动力学与可预报性

偶然性与必然性过程及其相互转化是世界事物变化复杂性的根源。根据布朗运动统计理论,提出了分子热运动是不稳定流体中湍流形成之源,由此形成不同宏观尺度的随机运动是大气运动固有的属性。观测事实表明,太阳辐射作为决定大气运动与变化的主要因子,它的变化具有随机性,是大气的随机强迫因子,它对气候变化具有决定性影响。地-气相互作用是一个时变的非线性相互反馈的耦合过程,形成了下边界对大气复杂的随机强迫作用,其界面交换耦合随机动力学模式尚待建立。由于大气过程固有的随机性以及随机的外强迫耦合作用,大气确定性预报的时效是有界的,它决定于预报对象的不确定性及其空间尺度与时间尺度,以及预报时效内的大气不确定性。由此,客观存在着大气过程的报不准关系。     

集合敏感性在预报误差及可预报性研究中的应用进展综述

研究大气的可预报性和预报误差产生的原因,对于改进数值预报,提升业务预报技巧具有重要意义。集合敏感性基于具有流依赖特性的集合预报,通过建立预报与初始场或前期预报大气状态之间的统计关系,为揭示与预报对象可预报性相关的动力学特征及理解预报误差来源和传播机制提供了一种新方法。同时,介绍了集合敏感性的定义和度量,并综述了其针对典型天气系统和高影响天气事件研究的进展,并讨论了该方法的优势和局限性。     

中国区域月气候预测方法和预测能力评估

利用我国台站降水和温度观测资料,评估了BCC_AGCM1.0月动力延伸预报的回算和预测、国家气候中心月气候预测业务统计方法、持续性预报以及业务发布预报对中国区域月气候要素的预测能力。结果表明,业务发布月平均温度和降水预测的技巧平均低于动力方法和统计方法的预测结果。温度的持续性预报和最优气候值统计方法预报技巧高于其它统计预报方法,考虑了综合相似特征的统计方法对降水预测有相对的优势。动力延伸预报的三种超前预报时间的预测结果总体高于统计方法,在月气候预测能力上具有明显优势。月尺度预测动力和统计方法评估的年际变化特征表明月降水和温度的可预报性一般在El Nio状态下较高,而在La Nia发生时偏低。     

ECHAM4/OPYC3海气耦合模式对东亚季风年循环及其未来变化的模拟

德国马普研究所海气耦合摸式ECHAM4/OPYC3对东亚地区2 m温度年循环的模拟尽管有一些偏差,但还是相当成功的.其模拟的东亚夏季风偏弱,而冬季风偏强,此偏差可能与2 m温度以及西太平洋副热带高压模拟偏差有关.该模式模拟的东亚季风区夏季降水量偏弱,这与上述夏季风环流的模拟结果是一致的.该模式较好地抓住了华北地区经向环流和降水量的年循环特征.利用最新的温室气体和SO2排放方案,即政府间气候变化委员会(IPCC)排放方案特别报告(SRES)的A2和B2方案,通过该模式111年的积分结果讨论了东亚季风气候在21世纪后30年中的变化,其主要结果为:全球变暖导致夏季海陆温差增大和冬季海陆温差减弱,进而使东亚季风环流在夏季加强,冬季减弱.长江流域和华北地区的夏季降水量显著增强,而后者的增强更为显著,使得东亚季风区的夏季多雨区向北延伸;东亚季风区9月份的降水量在两个方案中都显著增加,说明在全球变暖条件下东亚季风区的多雨季节将延迟一个月.     

Review and Development on the Studies of Chinese Meteorological Satellite and Satellite Meteorology

Meteorological satellite and satellite meteorology are the fastest developing new branches in the atmospheric sciences. Today the meteorological satellite has become a key element in the global atmospheric sounding system while the satellite meteorology is covering the main components of earth's system science. This article describes the major achievements that China has made in these fields in the past 30 years. The following contents are involved: (1) History and present status of China's meteorological satellites. It covers the development, launch, operation, technical parameters of China's polar and geostationary meteorological satellites. (2) Major achievements on remote sensing principle and method. It describes the retrieval of atmospheric temperature and humidity profiles, cloud character retrieval, aerosol character retrieval, precipitation retrieval as well as the generation of cloud wind. (3) Achievement on the studies of meteorological satellite data application. This part covers the applications of meteorological satellite data to weather analysis and forecast, numerical forecast, climate monitoring, and prediction of short-term climate change. Besides, the new results on data assimilation, climate monitoring, and forecast are also included.     

世界各国静止气象卫星发展综述

首先阐述了美国、欧洲气象卫星组织(EUMETSAT)、日本静止气象卫星的发展历史,从自旋稳定到三轴稳定,从单一载荷到多载荷并行工作,新一代的静止气象卫星的时间、空间和光谱分辨率都大幅提高,然后重点介绍了我国静止气象卫星风云二号和风云四号,相比于自旋稳定的风云二号气象卫星,风云四号卫星的功能和性能实现了跨越式的发展,接着简单介绍了俄罗斯、印度和韩国等其他国家静止气象卫星的发展状况,最后总结了不同时期各国静止气象卫星的发展特点,这对我国后续静止气象卫星的规划和研制有重要参考意义。     

玉树站太阳总辐射变化特征及对气候变化的影响

对玉树站1961—2010年实测太阳总辐射资料分析表明,玉树太阳总辐射50年来呈逐渐减少的趋势.方差分析表明,玉树站的太阳总辐射突变点出现在1978年,此前总辐射量呈增加趋势,1978年以后,总体呈减少趋势,太阳总辐射处于相对偏少的时段,突变年后比突变年前平均年总辐射量减少了583.89 MJ/m².玉树各月总辐射减少幅度各不同,8月减少幅度最大,6月减少幅度最小.日照时数的变化趋势与太阳总辐射的变化趋势一致.分析其对气候的影响可知,玉树站总辐射和年平均气温、夏季降水量、年蒸发量均呈负相关.若总辐射减少100 MJ/(m²·a),年平均气温将升高0.03 ℃,5—9月降水量将增加3.0 mm,年蒸发量将增加21.0 mm.     

A coupled model study on the intensification of the Asian summer monsoon in IPCC SRES Scenarios

The Asian summer monsoon is an important part of the climate system. Investigating the response of the Asian summer monsoon to changing concentrations of greenhouse gases and aerosols will be meaningful to understand and predict climate variability and climate change not only in Asia but also globally. In order to diagnose the impacts of future anthropogenic emissions on monsoon climates, a coupled general circulation model of the atmosphere and the ocean has been used at the Max-Planck-Institute for Meteorology. In addition to carbon dioxide, the major well mixed greenhouse gases such as methane, nitrous oxide, several chlorofluorocarbons, and CFC substitute gases are prescribed as a function of time. The sulfur cycle is simulated interactively, and both the direct aerosol effect and the indirect cloud albedo effect are considered. Furthermore, changes in tropospheric ozone have been pre-calculated with a chemical transport model and prescribed as a function of time and space in the climate simulations. Concentrations of greenhouse gases and anthropogenic emissions of sulfur dioxide are prescribed according to observations （1860-1990） and projected into the future （1990-2100） according to the Scenarios A2 and B2 in Special Report on Emissions Scenarios （SRES, Nakcenovic et al., 2000） developed by the Intergovernmental Panel on Climate Change （IPCC）. It is found that the Indian summer monsoon is enhanced in the scenarios in terms of both mean precipitation and interannual variability. An increase in precipitation is simulated for northern China but a decrease for the southern part. Furthermore, the simulated future increase in monsoon variability seems to be linked to enhanced ENSO variability towards the end of the scenario integrations.     

新疆气候变化研究的回顾

回顾了新疆气象工作者对新疆气候变化研究的历程（截至到1997年）。     

气象卫星可见光红外光学成像仪发展沿革

该文回顾了环境气象卫星可见光红外光学成像遥感仪器50多年的发展历程,从不同时期在轨运行的近百台 (套) 仪器中选择了12种作为代表,结合仪器功能性能技术指标和应用需求梳理分析了其历史发展脉络和主流业务发展趋势,并初步探讨了创新发展方向。50多年的发展可以分为3个阶段:早期探索20年, 美国第1代探索性仪器,开创了气象卫星对地观测的先河;初步应用20年, 基本形成初步应用格局,欧洲、中国等开始发展自己的环境气象卫星光学成像遥感仪器;稳定应用和进步发展10多年。新一代极轨卫星可见光红外光学成像遥感仪器,其典型特征是光谱波段20个以上,谱段带宽窄,光谱范围全面覆盖0.4~15 μm,辐射测量精度高,空间分辨率为200~1000 m,其改进型仪器代表了未来极轨气象卫星主流业务发展趋势。静止气象卫星可见光红外光学成像遥感仪器未来主流业务发展方向的典型特点是光谱波段15个以上,谱段带宽较窄,光谱范围全面覆盖0.4 ~15 μm,辐射测量精度高,空间分辨率为500~2000 m,圆盘图成像速度可达到分钟级,区域扫描速度更快。     

Review on the Data Application and Climate Variability in China for Various Timescales

 Temperature and precipitation are two main variables in climate changes. Spatial-temporal resolutions of temperature and precipitation, and recent studies on climate variability in China are summarized and discussed in this review. Recent 100-year datasets are used to reveal quasi-20-year and quasi-70-year oscillations in eastern China, as well as precipitation pattern shift in China. An oscillation with the timescale of 70-80 years is introduced in eastern China, derived from 500-year and 1000-year proxy and observation records. Finally, it is noted that more research achievements on climate change in China depend upon developing or reconstructing long-term series, studying in regularity and mechanism, as well as upon prediction and service etc.     

中国气候变化研究中不同时间尺度资料的应用与研究

Temperature and precipitation are two main variables in climate changes.Spatial-temporal resolutions of temperature and precipitation,and recent studies on climate variability in China are summarized and discussed in this review.Recent 100-year datasets are used to reveal quasi-20-year and quasi-70-year oscillations in eastern China,as well as precipitation pattern shift in China.An oscillation with the timescale of 70-80 years is introduced in eastern China.derived from 500-year and 1000-year proxy and observation records.Finally,it is noted that more research achievements on climate change in China depend upon developing or reconstructing long term series,studying in regularity and mechanism,as well as upon prediction and service etc.