欧亚大陆积雪对我国春季气候可预报性的影响

利用大气环流模式IAP9L_CoLM,通过两组集合后报试验,考察了欧亚大陆积雪对我国春季气候可预报性的影响。一组试验为常规后报试验,积雪是由模式陆面过程预报得到的,另一组试验为积雪试验,模式积分过程中欧亚大陆雪水当量由微波遥感积雪资料替代,一天替换一次。通过分析两组试验后报结果的差异,来考察欧亚大陆积雪对我国春季（3~5月）气候可预报性的影响。分析表明:欧亚大陆积雪模拟水平的改善能提高春季欧亚大陆中高纬环流场（海平面气压场和中、高层位势高度场）的可预报性,模式对我国春季气温异常的年际变化和空间分布的可预报能力也有显著增强。对我国春季降水,虽然预报技巧较低,但引入较真实的欧亚积雪作用后,由于中高纬环流场预报技巧的改进导致降水的预测能力也有所改进。个例分析也表明,欧亚中高纬春季积雪异常模拟水平的改善导致了欧亚中高纬贝加尔湖及以南区域环流场可预报性的提高,最终使中国东部区域春季气候异常模拟技巧得以改善。以上结果也证实,欧亚大陆积雪是影响东亚区域春季气候的一个重要因子,要提高模式对中国春季气候的预报技巧,积雪模拟水平的改进是非常必要的。     

来自大气内部的季节气候可预测性初探

这是一个十分初步的工作结果.通常认为,气候的季节-年际可预测性主要来自缓慢变化的大气外强迫的异常(如海表温度、积雪、土壤温度和湿度等).作者从大气月平均风场异常的持续性以及与东亚季风年际异常相关的全球大气环流异常特征两个方面初步探讨东亚夏季气候的可预测性.初步结果说明,大气月平均风场在对流层上层和平流层下层的热带区域及一些关键区域可持续性可以超过一个季节,并且与东亚季风有显著相关,从而使得从大气内部变化来考虑东亚夏季风气候仍然有一定的可预测性.     

Assessing the Impacts of Eurasian Snow Conditions on Climate Predictability with a Global Climate Model

On the basis of two ensemble experiments conducted by a general atmospheric circulation model (Institute of Atmospheric Physics nine-level atmospheric general circulation model coupled with land surface model, hereinafter referred to as IAP9L_CoLM), the impacts of realistic Eurasian snow conditions on summer climate predictability were investigated. The predictive skill of sea level pressures (SLP) and middle and upper tropospheric geopotential heights at mid-high latitudes of Eurasia was enhanced when improved Eurasian snow conditions were introduced into the model. Furthermore, the model skill in reproducing the interannual variation and spatial distribution of the surface air temperature (SAT) anomalies over China was improved by applying realistic (prescribed) Eurasian snow conditions. The predictive skill of the summer precipitation in China was low; however, when realistic snow conditions were employed, the predictability increased, illustrating the effectiveness of the application of realistic Eurasian snow conditions. Overall, the results of the present study suggested that Eurasian snow conditions have a significant effect on dynamical seasonal prediction in China. When Eurasian snow conditions in the global climate model (GCM) can be more realistically represented, the predictability of summer climate over China increases.     

1998年大气环流异常及其对中国气候异常的影响

１９９８年受ＥＮＳＯ事件和青藏高原冬春季积雪多等因素的影响,北半球大气环流的主要特征是：５００ｈＰａ西太平洋副高强大,夏季副高脊线位置偏南;冬、夏季风均较弱;赤道辐合带偏弱,在西太平洋生成和登陆影响我 斩台风和热带风暴异常偏少;夏季亚洲中高纬度经向环流发展,其它季节则以纬向环流为主;环流异常是影响１９９８年中国气候极其异常的主要原因。     

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。     

2002年北半球大气环流特征及其对中国气候异常的影响

2002年春末夏初一次新的厄尔尼诺事件形成；1～12月北半球大气环流的主要特征表现为：中纬度地区纬向环流盛行，西太平洋副热带高压持续偏强偏西，我国大部地区气温偏高，降水呈南多北少分布；欧亚地区夏季500hPa位势高度距平场上，中高纬从西到东呈现为“ - ”分布形式，贝加尔湖地区为正距平中心，7月在贝加尔湖地区出现典型阻高；东亚夏季风偏强，南亚夏季风及热带对流指数偏弱；夏季赤道辐合带偏弱等。在上述大气环流的影响下，我国的天气气候发生了异常。     

气候系统可预报性理论研究

介绍了作者近年来关于气候系统可预报性理论研究的一些工作,包括:非线性最快增长扰动理论以及在气候预测的可预报性研究中的应用;从一个新的角度研究了2类可预报性问题,并提出可预报性的3类子问题;根据计算不确定性原理,讨论了模式可预报性与机器精度的关系;探讨了可预报性与时空尺度的关系,建立了可预报性的相对观.     

厄尔尼诺现象和拉尼娜现象与中高纬地区气候的关系

利用概率统计学方法,分析厄尔尼诺现象和拉尼娜现象与中高纬地区四季气温、≥10℃活动积温、初霜、终霜及降水等的关系,对短期气候预测具有较好的参考价值。     

试论厄尔尼诺对广西气候异常影响的物理机制

通过对瓦克环流、哈德莱环流、副热带高压、台风等的分析 ,结合广西降水和气温异常状况 ,认为厄尔尼诺现象发生时 ,赤道东太平洋海温异常升高 ,使瓦克环流和哈得莱环流发生变化 ,引起副热带高压增强 ,台风生成数减少 ,从而产生广西前汛期偏涝 ,后汛期偏旱 ,全年气温偏暖的结果     

近百年ElNino/LaNina事件与北京气候相关性分析

通过对近百年El Nino/La Nina事件与北京气候相关性研究发现，El Nino/La Nina事件与北京夏季（6－8月）降水、平均最高气温（7月）和冬季（1月）平均最低气温之间相互关系显著。El Nino事件与夏季降水、冬季平均最低气温呈负相关，与夏季平均最高气温呈正相关，造成降水减少，气温年较差较大，大陆性增强的气候特点。La Nina事件与夏季降水、冬季平均最低气温呈正相关，与夏季平均最高气温呈负关，使降水增加，气温年较差减小，大陆性减弱的气候特点。     

2002年全球重大气候事件概述

全球气候仍为异常暖年。赤道中、东太平洋形成新的ENSO暖事件。冬季前期连续大雪严寒席卷了欧洲大部地区，美国南部也受到罕见大雪袭击。南亚东部、中南半岛湄公河三角洲雨季降水频繁，引发严重洪涝灾害。8月，欧洲异常暴雨引发世纪大洪水，多国受灾严重。印度尼西亚、澳大利亚、美国西部、非洲大部降水持续偏少，发生严重干旱。太平洋、大西洋的热带风暴给沿岸国家带来不同程度的灾害。     

北半球冬季海平面气压场的气候基本态与气候变率特征及其影响的初步研究

研究了近100多年冬季北半球海平面气压场的气候基本态、气候变率的特征及时间演变规律。指出北半球冬季海平面气压基本态的标准差的高值区在北太平洋的阿留申低压区、冰岛低压区的西北部及西伯利亚高压区。基本态的第一特征向量表现为弱西伯利亚高压、强北大西洋高压的强纬向环流的特征;第二特征向量表现为弱阿留申低压及强北太平洋高压。研究还指出,阿留申低压区及冰岛低压区在基本态改变的同时,标准差也有长期变化,而且主要表现为近百年中变率线性增大。此外,北半球冬季气温及我国冬季气温的长期变化都与北半球冬季海平面的基本态变化有关。     

淮北地区2010年4月异常低温气候特征及成因分析

利用1961—2010年NCEP/NCAR再分析资料和4月淮北地区气温资料,用累积距平(CA)法、合成分析法对淮北地区气温的时空分布特征以及2010年4月淮北地区持续冷气候背景进行分析。文章分析了淮北地区4月冷、暖年的大气环流异常及要素场的空间分布特征。结果表明:淮北地区4月气温的年代际变化特征明显,在1990年前后发生了突变。贝加尔湖南部,100°E以东的华北地区中低层的冷空气活动与淮北地区4月气温高低存在很好的相关性,该地中低层冷空气强(弱),淮北地区4月气温低(高)。冷暖年,乌拉尔山暖脊、东亚大槽、西伯利亚高压等差异显著,说明以上是影响淮北地区4月气温异常的关键系统。另据分析,El Nino与淮北地区4月气温异常也具有很好的相关性。     

2014年夏季我国气候异常及成因简析

2014年夏季,全国平均气温为21．1℃,较常年同期偏高0．2℃。全国平均降水量为320．1 mm,较常年同期偏少1．6％,空间分布呈现北少南多的显著特征,其中黄淮地区平均降水量与1999年并列历史同期最少。进一步对2014年夏季我国降水异常成因分析表明,东亚夏季风偏弱及西北太平洋副热带高压偏强、偏南是造成我国夏季降水北少南多的直接原因;印度洋海温偏暖和厄尔尼诺状态共同作用导致副热带高压持续偏强偏南;两者是造成降水异常的重要外强迫条件。     

气候动力学与气候预测理论的研究

主要概述了中国科学院大气物理研究所近些年来在气候动力学与气候预测理论研究领域的若干重要研究进展.通过对气候系统变化多尺度特征及其动力学的分析和研究,提出了一系列气候系统动力学理论,并在此基础上提出了适合于我国季风气候特点的气候预测理论和方法,在国际上率先开展了跨季度数值气候预测,进一步建立了先进、完善的短期数值气候预测系统,并应用于我国夏季旱涝预测业务.这些工作既带有极大的基础性意义,同时也具有巨大的应用价值,为我国大气科学及气候科学乃至环境科学的研究提供了重要工具.     

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.     

一个海气耦合模式对东亚夏季气候预测潜力的评估

利用一个具有较高分辨率的海气耦合模式SINTEX-F(Scale Interaction Experiment-Frontier Research Center for Global Change coupled GCM)的多年回报结果,评估了该海气耦合模式对东亚区域,尤其是中国地区气候异常的预测潜力.与观测实况的比较结果表明:SINTEX-F模式对夏季降水、500 hPa高度场和地表气温都有一定的预测技巧,但是相比而言降水与高度场的回报技巧要高于地表气温;而且耦合模式对东亚地区气候异常的主要空间分布和年际变化特征也有较好的预测潜力,对500 hPa高度场效果较好;对降水异常的年际变化也有一定的预测潜力,尤其是我国中部地区效果较好,但是模式预测的降水异常的幅值较观测相对偏弱;此外对我国西部的极端气候也有一定的预测潜力.     

厄尔尼诺和拉尼娜事件对江门市气候变化的影响

通过对江门市6个国家地面气象观测站1962—2016年近55年的降水和气温资料、1962—2016年发生的厄尔尼诺和拉尼娜事件,采用统计学方法进行分析,以研究厄尔尼诺和拉尼娜事件对江门市气候的影响。结果表明:近55年来江门市的年降水量和气温都呈现波动上升的趋势;当厄尔尼诺和拉尼娜事件发生时对江门市的年降水量、暴雨日数都有增多的作用,但厄尔尼诺事件发生年份增大幅度较大;拉尼娜事件发生时,江门市气温总体是略偏低的;在总体气候处于暖期,厄尔尼诺事件发生时,江门市的气温是偏高的,且厄尔尼诺事件的强度越强,年平均气温偏高幅度越大。     

区域气候模拟研究

区域气候模拟是近几年发展起来的研究有限区域气候及气候变化的方法。由于区域气候模式较好地表示了地形和地表状况,同时包含较详细的陆地过程方案,因而能捕获许多大气环流模式难以分辨的区域尺度温度、降水分布和土壤水分变化特征。此外,区域气候模拟对于了解温室气体强迫可能导致的全球增暖在区域尺度上的特征及生态、环境效应也具有重要的意义。该文总结区域气候模式和模拟试验结果,并指出存在问题及今后研究的重点。     

试论短期气候预测的不确定性

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