目前短期气候预测可预报性的研究概况

气候的可预报性研究是气候变化研究的一个重要方面，作者首先介绍了短期气候预测之所以可行的两个主要原因，以及短期气候预测可预报性问题的实质；然后，较详细地介绍了目前研究月、季尺度时间平均可预报性的方差分析方法，包括了对实际大气和模式大气可预报性的研究；最后，对时间平均可预报性的研究结论进行了总结。     

月尺度降水可预报性的实验研究

利用信噪方差比探讨了山东省月尺度降水可预报性,发现２～３月、９～１０月不可预报,其它月份可预报性强。一般大气环流系统冬夏转换季节可预报性差。与１３个代表站预报评分进行了比较,发现可预报性指数越高,则实际预报评分也相对较高,两者有较好的对应关系。     

大气的可预报性与大气模式的设计

本文首先提出了设计数值天气预报模式的基本原则——模式大气的可预报性和实际大气的可预报性相一致。然后依据此原则讨论了目前在设计各种数值预报模式时存在的问题。     

短期气候变化可预报性的研究和进展

短期气候变化是指以月、季和年际为时间尺度的气候变率和气候异常。近几年，国外开始注意年际气候变化，即10年尺度的气候变化，并把它也归之为短期气候变化的范畴。短期气候预测的对象是某个气象要素的时间和区域的平均值，或它相对于多年平均值的偏差（即距平）。在作短期气候预测时，首先面临的是可预报性问题。目前，已有大量工作对此问题进行了研究。1大气的可预报上限P．D．”fhompson最先在气象文献中谈到可预报性问题，分析了初始状态的不确定性对大尺度气流可预报性的限制。后来，Lorenz在一次偶然的重复计算中发现初值的微小差…     

降水气候噪声和可预报性问题的初步研究

从气候噪声和可预报性的定义出发，讨论了气候噪声产生的原因，提出一种消除气候噪声的函数，讨论该函数的参数设置，并在此基础上进行了实例分析，结果表明利用该函数作用于气候预测样本，可以部分消除气候噪声，提高可预报性。     

吉林省夏季降水量潜在可预报性估计

短期气候预测的主要对象是气温和降水的月、季平均量和总量,需要做预报是因为它们有年际变率,但是年际变率究竟有多少是可以被预报出来的呢？通常情况下将总的年际变率划分为主要来源于大气下边界条件持续性外源强迫引起的可预报成分和由于大气内部不稳定性产生的日际天气振荡引起的不可预报成分,前者称气候信号,后者称气候噪声,我们用两个成分的方差之比给出潜在可预报性的测度。本文用低频白噪声延伸法估计了吉林省夏季（6～8月）降水量潜在可预报的气候信号方差和天气噪声方差。结果表明,我省各地均存在潜在可预报性信号。以绝对误差小于均方差0．68倍做为预报正确的标准,我省70%的站预报正确率上限达60％以上。     

大气运动的可预报性

大气运动的可预报性自１９５０年第一张成功的数值天气预报图问世以来。数值预报已经取得了巨大进展、预报水平有了很大提高，预报对象也从大尺度天气系统扩展到多种时空尺度的空气运动。不少先进国家和地区都相继建立起数值预报的业务预报，随着数值预报的业务预报能力不...     

单站气温信息传递及其可预报性研究

采用信息传递量作为度量气候可预报性的指标，分别讨论了我国各大气候区的１０个代表测站平均气温的可预报性。数值计算表明，各种不同时间尺度信息传递量具有不同的衰减特征，其差异反映出实际气候背景的差异，信息传递量较好地代表了可预报性特征。由于实测的信息衰减与模式信息衰减具有一致性，因此，信息传递可作为检验模式可预报性的有益工具。     

天气和气候的可预报性

从理论和实际角度描述了天气和气候可预报性的认识过程.天气和气候的可预报性,特别是10～30天预报依赖于空间和时间尺度,预报包含了可预报分量和混沌分量.可预报性研究的最大挑战,来自气象极端事件的可预报性问题.     

中国月平均温度的气候噪声和潜在可预报性

利用中国74个测站1960～1991年日平均温度研究了中国月平均温度的气候噪声和潜在可预报性。气候噪声是在Yamamoto等人的思想基础上设计的方法估计的,而潜在可预报性则是用月平均温度的年际变化与自然变化（气候噪声）之比表示的。一般情况下中国月平均温度的气候噪声随纬度和高度增加而增加,并随季节变化而变化。来自西伯利亚和蒙古的变性大陆干冷气团对气候噪声有很大的影响,一般而言,海洋对气候噪声起着调节和减弱作用（除了热带海洋在春秋过渡季节外）。月平均温度的潜在可预报性有较大的季节和区域差异。但总的来说中国月平均温度在α＝0．10的统计显著性水平上是潜在可预报的。这些结果表明由于气候噪声和潜在可预报性有季节和区域的差异,所以不能要求用一个气候模式在任何时候对每一地区都得到满意的结果。要对各月的气候进行预报,需根据不同月份至少不同季节建立区域气候模式可能更有发展前景。     

短期气候数值预测可预报性问题

该文利用 IAP L2 AGCM1 - 1模式进行 1 7年 ( 1 980～ 1 996年 )、每年 9个单个积分的集合后报试验 ,采用方差分析的方法对试验结果进行可预报性研究 .结果表明 :在热带地区 ,海表温度 ( SST)异常引起的可预报性较高 ,50 0 h Pa高度场高值区沿热带呈带状分布 ,在热带外仅有部分相对高值区 ;在中高纬度地区 ,春季的可预报性高于夏季 ;一般来说各场的可预报性海洋高于陆地 .在北太平洋春季 ,50 0 h Pa高度场、海平面气压场和表面气温场有一可预报高值区 .在中国区域 ,降水场、海平面气压场和表面气温场的可预报性从我国南海向西北递减 .     

孟加拉湾季风爆发可预测性的分析和初步应用

基于季风区对流层中高层副高脊附近的经向温度梯度能表征季节转换和季风爆发的物理本质这一事实,使用1980—1999年过渡季节期间(3～5月)逐日和月平均的NCEP／NCAR高空温度场再分析资料,对该温度梯度潜在的预报季风爆发进行了分析。结果表明：在已知初始时刻孟加拉湾季风区对流层中高层经向温度梯度的前提下,依据初始时刻的经向温度梯度和气候平均的经向增温率梯度,可以对孟加拉湾季风爆发的迟早做出定性预测。另外,由于孟加拉湾地区季风爆发日期与3月份青藏高原上空对流层中高层气温有显著相关,故前期高原上空对流层中高层的气温高低也是判断孟加拉湾季风爆发迟早的重要因子。对2000年和2001年孟加拉湾季风爆发迟早定性预测的结果表明,这两种预报方法具有潜在的应用价值。     

Progress in the Study of Nonlinear Atmospheric Dynamics and Predictability of Weather and Climate in China (2007--2011)

Recent progress in the study of nonlinear atmospheric dynamics and related predictability of weather and climate in China (2007-2011) are briefly introduced in this article. Major achievements in the study of nonlinear atmospheric dynamics have been classified into two types:(1) progress based on the analysis of solutions of simplified control equations, such as the dynamics of NAO, the optimal precursors for blocking onset, and the behavior of nonlinear waves, and (2) progress based on data analyses, such as the nonlinear analyses of fluctuations and recording-breaking temperature events, the long-range correlation of extreme events, and new methods of detecting abrupt dynamical change. Major achievements in the study of predictability include the following:(1) the application of nonlinear local Lyapunov exponents (NLLE) to weather and climate predictability; (2) the application of condition nonlinear optimal perturbation (CNOP) to the studies of El Nin o-Southern Oscillation (ENSO) predictions, ensemble forecasting, targeted observation, and sensitivity analysis of the ecosystem; and (3) new strategies proposed for predictability studies. The results of these studies have provided greater understanding of the dynamics and nonlinear mechanisms of atmospheric motion, and they represent new ideas for developing numerical models and improving the forecast skill of weather and climate events.     

辽宁短期气候变化的波动理论研究

通过近50 a的资料分析得知,气候形成三大因子太阳辐射、大气环流和地理环境年际间的异常波动是引起短期气候变化的根本原因,也是气候灾害年诊断预测的物理依据。运用波动理论不仅能诊断当年的气候灾害,还能开展3～5 a的气候趋势滚动预测。     

大气输送的环境背景场

根据环境管理和控制观点提出大气环境质量属于资源。欲解决在哪些地方开发环境资源有可能得到最大和最长久的持续发展,在哪些地方是开发利用和环境保护相结合的地区,采用环境背景场研究是比较适宜的途径。为此,提出大气环境背景场的网络矩阵输送模型并利用我国大量历史资料制作出全年各季我国大气输送的环境背景场图。根据这些成果对我国各类输送型输送计算方法及各地区大气输送的环境资源背景场的影响进行了分析。     

Numerical Simulation and Comparison Study of the Atmospheric Intraseasonal Oscillation

Daily mean outputs for 12 yr (1978-1989) from two general circulation models (SAMIL-R42L9 and CAM2.0.2) are analyzed and compared with the corresponding NCEP/NCAR reanalysis dataset, and results in two models show clearly that the root-mean square errors (RMSEs) from the simulation of intraseasonal oscillation can take 30-40 percent of the total RMSE, particularly, the distributions of the RMSE in simulating intraseasonal oscillation are almost identical with that of the total RMSE. The maximum RMSE of intraseasonal oscillation height at 500 hPa is shown in the middle latitude regions, but there are also large RMSEs of intraseasonal oscillation wind over the tropical western Pacific and tropical Indian Oceans. The simulated ISO energy in the tropic has very large difference from the result of the NCEP/NCAR reanalysis dataset which means the simulation of tropical atmospheric ISO still possesses serious insufficiency. Therefore, intraseasonal oscillation in the weather and climate numerical simulation is very important, and thus, how to improve the ability of the GCM to simulate the intraseasonal oscillation becomes very significant.     

GOALS模式中大气能量循环的诊断分析与不同版本计算结果的比较研究

利用大气能量循环框图,对比分析中国科学院大气物理研究所大气科学与地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG/IAP)全球海-陆-气耦合系统模式(GOALS)两个版本(GOALS-2和GOALS-4),以及观测的全球平均大气能量循环的主要特征,并从能量循环贮蓄和转换项的纬向平均贡献去解释全球积分值改善和转坏的原因,以及诊断分析参数化方案变化后产生的影响.结果表明:模式的两个版本基本上能正确地模拟出全球能量循环的主要特征.旧版本GOALS-2能较好模拟全球积分值,常常是不同符号局地误差的相互抵消结果.新版本GOALS-4中某种局地过程的改善在一些情况下导致了全球积分值的转坏.引入辐射日变化参数化方案可能对能量循环各参数的局地贡献有着明显的影响.如纬向平均有效位能向瞬变涡动有效位能的斜压转换率、瞬变涡动有效位能向瞬变涡动动能的斜压转换率以及定常涡动动能的局地贡献有明显改善.南极地区不合实际的上升运动,是模拟的纬向平均有效位能与纬向平均动能之间的转换项全球积分值为负数的主要原因.     

基于气候资源向量的相对气候生产潜力模型研究

从气候状态向量的观点出发,借助于旋转主分量分析方法,计算各站气候资源向量.在此基础上,将光照、热量、水分等气候环境条件综合为气候资源向量并分别与某种作物的标准生长模式曲线线型建立差异(作物生态适宜度)比较关系,提出一种新的农业气候生产潜力模型.由此得到相对光合生产潜力、相对光热生产潜力和相对气候生产潜力,从而改进了原有...     

两例爆发性东北低压的对比诊断分析

该文选择了发展变化机制有一定差异的两例春季爆发性东北低压（分别是1983年4月25～26日气旋（简称A例）和1983年4月28～29日气旋（简称B例））,进行了对比诊断分析。结果表明：（1）非绝热加热和局地斜压不稳定对A例气旋发展来说是十分关键的因子,而空正IPV平流的显著增强及其与低层IPV分布中两个局地最大值的垂直耦合是B例气旋增强的一个重要原因;（2）两个风暴最大不同点在于非绝热加热效应在影响气旋增强的程度上有所不同。另外,B例事件中对流层中部产生的较强高空锋生可以在低压范围内导致深厚的上升运动并使高空锋向下游的正涡度平流得以加强,这对系统的发展是十分有利的。