第二讲 资料处理和客观分析

众所周知,在进行天气预报之前,必须首先掌握现在的大气状态。尤其是数值天气预报,它是通过解流体力学方程组、热力学方程和水汽方程等来预报未来天气变化的,更必须首先有正确的大气状态作为初值。我们知道,天气图能展现出某一瞬间大范围的大气状态。人工分析的天气图包含着预报员的丰富经验,因而也带来主观性的缺     

全球冰-海洋耦合模式的海冰模拟

海冰是全球气候系统的重要分量 ,与大气和海洋的相互作用 ,直接影响大气环流和海洋环流 ,对气候及其变化具有重要影响。文中依据冰、海洋间的热力、动力耦合相互作用 ,改进冰海洋热力耦合方案 ,利用由中国科学院大气物理研究所的 30层海洋模式和基于Flato空化流体流变学的海冰动力模式和Hibler表面热收支平衡的零层海冰热力模式 ,建立全球冰海洋耦合模式。利用大气月平均气候资料 ,利用冰海洋耦合模式对全球海冰的分布及其季节性变化、海冰漂移进行了耦合模拟和分析。模拟的南半球海冰分布及季节变化与实际分析资料非常接近 ,比 2 0层冰海洋耦合模式的结果有显著改进。北半球海冰范围偏小 ,但季节变化的量值与实际相当一致。模拟的海冰速度场反映了南、北半球海冰漂移的主要特征 ,如北极的穿极漂流和南大洋的绕极环流等。对海冰密集度的分析表明 ,模拟结果得以改进原因在于改进的冰海洋热力耦合方案增强了融冰期冰海洋耦合系统海洋热通量增加—密集度减小—能量收支增加的正反馈机制。     

纬向非对称加热对大气环流影响的模型实验

利用实验室内实验方法,在一旋转圆盘内模拟各种形式加热场对大气环流的作用。本文总结了各种形式扰动热源作用下环流特点。在实验室内进一步证实热源在平均槽脊形成中的作用。并发现在非常定情况下热源对槽脊移动的影响,甚至引起整个环流发生骤变,促使流场的各种波型相互调整。     

南海季风试验期间海面低层大气过程的初步数值模拟试验

采用一维高分辨率大气边界层模式(OSUPBL),模拟了南海海面低层大气,得到高分辨率的海面低层大气的各种气象要素及界面通量和能量平衡关系,并将模拟结果和南海季风试验(SCSMEX)观测结果和日本气象厅(JMA)再分析资料进行对比分析.结果指出,OSUPBL模式模拟得到的海面大气边界层的风速、温、湿垂直廓线,大气边界层高度以及海表面短波辐射、长波辐射、感热、潜热通量、净辐射和海面热收支等与实际观测结果基本一致.     

西南地区城市化进程加剧局地气象条件的空间差异

土地利用覆被变化对于局地气象条件的演变具有重要影响.在过去几十年我国西南地区经历了较为明显的土地利用变化,而该区域土地利用转变背景下局地气象要素的时空差异尚缺乏定量研究.本文利用中国多时期土地利用土地覆被遥感监测数据集(CNLUCC)以及中国区域地面气象要素驱动数据集(CMFD),基于土地利用转移矩阵和距平分析方法,量...     

淮南市采煤沉陷区综合整治的案例研究

淮南是一座资源型城市,近百年的煤炭开采使淮南付出了很高的经济、社会和生态成本。突出表现为:采煤沉陷区不断扩大、生态环境和基础设施破坏严重、移民安置任务艰巨等。淮南市通过大力实施生态修复工程、创新综合治理模式和加快安置小区建设等措施对采煤沉陷区进行综合整治。但是通过网络调研和实地考察,发现还存在生态公园建设速度慢、国家相关法规滞后和回迁小区管理不到位等问题,并提出加快招商引资、加快相关法规的修订和试行公共服务市场化等对策。     

海面状态参数化对海上大气边界层数值模拟的影响研究

由于海上大气边界层的下垫面是复杂多变的海面,因此海面状态的参数化对海上大气边界层数值模拟起到十分关键的作用.采用高分辨率的大气边界层模式进行敏感性试验研究,讨论了不同海面参数化方案对海上大气边界层数值模拟产生的影响.结果表明:几种海面粗糙度参数化方案在中低风速下模拟垂直结构主要的差异出现在边界层和自由大气分界面上;考虑...     

应用变分原理积分正压原始方程

将正压原始方程组无量纲化以后,把量级近似相当的动能与有效位能之和守恒作为变分约束条件,有效地控制了非线性不稳定,使长时间积分中能保持总能量守恒。其结果可和其它积分方法相比。     

渤海海冰和海洋的动力相互作用模拟试验

利用冰-海洋动力耦合模式, 对渤海海冰和海洋之间的相互作用进行了研究和模拟试验.耦合模式中的海洋模式采用普林斯顿海洋模式(POM), 冰模式采用国家海洋局海洋环境预报中心(NMEFC)的渤海海冰业务化数值预报模式.通过模拟研究, 分析了M2分潮对海冰质点运动轨迹、冰外缘线位置、瞬时冰速和冰厚分布的影响; 同时探讨了海冰对冰下海洋的动力作用.     

数值预报模式中大气边界层的处理

本文叙述一些数值预报模式中大气边界层的处理。着重讨论大气边界层模式和自由大气模式的耦合、混合层的演变、表面层参数化、卷夹的参数化以及湿热力过程和辐射的作用。指出大气边界层的处理对海洋环境数值预报的重要性。