关于季风数值预测的一些问题

文章评述了一些国内外数值模拟小组和研究中心对季风模拟和现状，并从短期、中期和工比较了一些模式的预报结果，最后对预报中存在的一些问题作了讨论。     

中国气候变化的检测及预估

对近5a来中国科学家在气候变化的检测及预估等方面的研究工作及主要成果进行了总结:采用最新的器测时期资料和代用温度资料对中国地区近50a、100a的温度和降水变化规律进行再分析,初步重建了中国过去1000a的地表温度序列;对20世纪中国气候变化进行了检测,分析了中国气候变化的原因;预估了中国21世纪气候变化。结果表明:近百年中国气候变化的主要特征与全球气候变化的趋势一致。中国近百年增暖的幅度为0.5～0.8℃,比全球同期增温略高。近50a中国平均气温升高以北方为主,升温速率达0.8℃/10a,远大于北半球平均的升温速率。中国雨型的年代际变化明显,西北西部从20世纪80年代中降水明显增多,以新疆最为显著。中国东部则由70年代末以前的北涝南旱型转为以后的南涝北旱型。气候变暖后,中国的极端天气和气候事件的发生频率和强度也出现了变化。     

冬半年南支西风中Rossby波传播及其与南支槽形成的关系

利用1948—2005年的10月—次年5月NCEP/NCAR再分析资料对西风急流中Rossby波的传播及其与冬半年副热带南支西风槽形成的关系进行研究, 结果表明:冬半年亚洲副热带西风急流下方存在3个南支波动, 分别位于阿拉伯海、孟加拉湾和我国华南地区, 其中孟加拉湾南支槽变率最小, 是半永久性低压槽; 从北非、阿拉伯海到孟加拉湾的“-+-”遥相关波列表明南支槽与北非槽呈正相关, 与阿拉伯海槽呈反相关。在西风波动从北非东传到孟加拉湾的过程中, 往往会在阿拉伯海有所停顿, 这种由西向东的传播过程约20 d一次, 具有明显的低频振荡特征; 源自北非的定常Rossby波能量沿着急流波导传播到孟加拉湾, 可能是南支槽明显增幅的一个主要机制; 另外, 从青藏高原东西两侧南下的冷空气活动也是南支槽加深发展的一个重要因素。     

太行山东麓焚风天气的统计特征和机理分析Ⅰ:统计特征

利用2007-2008年京津冀区自动站资料,根据小时变温,对太行山东麓焚风天气进行了详细的统计和分析。结果表明,焚风具有明显的季节变化和日变化,其分布特征在夜间表现明显,强焚风一般出现在太行山东侧50km内,而弱焚风则可到达太行山以东100km范围内;太行山北段的东南侧和南段的东侧呈现出两个焚风中心,而中段附近焚风出现的相对较少;焚风出现的位置与风向的关系密切,西北风造成的焚风主要出现在太行山北段东侧,偏西风主要影响太行山南段,而西南风主要影响中段;焚风强度与风速大小有一定的对应关系,具有明显的阵性特征;在红外云图中焚风常表现为一条明显的暗带;太行山东麓焚风造成的加热区可向东或东南方向移动,影响河北平原。     

青藏高原及铁路沿线未来50年气候变化的模拟分析

利用由IPCC数据分发中心（DDC）提供的5个全球海气耦合模式（包括海冰与陆地生态系统）（CCCma,CCSR,CSIRO,GFDL,Hadley）气温及降水的模拟结果,对温室气体排放情景SRES-A2和B2影响下,青藏高原及铁路沿线未来50年气温和降水的变化进行了分析,包括整个青藏高原地区2011-2040年,2041-2070年的温度和降水空间分布特征以及21世纪前50年温度和降水变化的线性倾向等,结果表明：在人类活动引起的温室气体不断增加的情况下,21世纪青藏高原地区的温度将继续增加,在B2排放情景下,2011～2040年年平均温度增暖在高原主体达到1．6℃;20412070年,整个青藏高原的温度将上升2．8～3．0℃,A2排放情景下的升温幅度比B2排放情景下略高。对青藏铁路沿线地区各站A2和B2两种排放情景下,每10年平均的温度分析表明,在A2排放情景下,到2050年前后青藏铁路沿线各站的温度增加将是2010年时的2～3倍左右,A2时在2．56～2．96℃之间,B2时在2．37～2．65℃之间。对21世纪前50年整个青藏高原地区温度变化的线性倾向的空间分布的分析可知,在A2排放情景下,大部分都在1.5～2．5℃／50a,冬季大部分地区的变暖倾向都在2．0℃／50a以上,有些地区达到2．5℃／50a以上,夏季在2℃／50a左右;B2时青藏高原地区温度变化倾向的分布趋势与A2时基本一致,只是变化的数值偏低约0．5℃。对21世纪青藏高原地区降水变化的预估结果表明,与温度不同,在两种不同的排放情景下,降水的变化较为复杂。总体来说,21世纪前50年青藏高原大部分地区的降水为增加趋势。     

大气、海洋、人类活动与气候变暖

根据国内外的研究,对于人类活动引起的全球变暖以及与其有关的碳循环和大气与海洋的反馈过程做了综述。     

中国近百年来的温度变化

对我国近百年来温度变化的研究工作和结果作了综述，发现我国增温趋势与北半球的情况大致相似，但在具体的变化过程和幅度上又与全球变化存在明显差异，这包括：（１）我国温度出现最高的时期是在４０年代，而不是８０年代以后；（２）我国的西南地区自５０年代以来一直在降温，增暖主要出现在东北、华北和西北西部地区；（３）近百年来中国温度变化出现两次突变，一次在１９１９年，一次在１９５２年。作者还讨论了城市化对温度测量     

北半球温带气旋活动和风暴路径的年代际变化

基于欧洲中心再分析数据ERA40的海平面气压场和高度场,本文分别采用拉格朗日和欧拉方法研究分析了1958～2001年北半球的不同季节温带气旋活动和风暴路径的年代际变化,以及可能的原因.以客观判定和追踪温带气旋为基础的拉格朗日方法得到了北半球的两个温带气旋主要活动中心,即北太平洋地区和北大西洋/北美地区,同时以500 hPa位势高度天气尺度滤波方差为基础的欧拉方法得到了同主要气旋活动中心相吻合的两条风暴轴.研究表明,44年中北大西洋/北美地区温带气旋活动北移加强,以春季最为显著.风暴轴也同样存在着向极移动并加强的特征,并且温带气旋和风暴路径两者移动趋势的相关性很高.作为一个典型地区,北大西洋/北美地区的气旋活动体现了风暴路径的北移,以及温带地区向极地的扩展.但有意思的是北太平洋的情况完全不同,即北太平洋地区的温带气旋活动和风暴轴向低纬度偏移并加强,以春季的南移趋势最为显著.对于此结论,两种方法也有很高的统计相关性.虽然大量研究表明北半球整体上呈现出风暴路径北移的变化特征,但对于具体地区情况有明显差异.另外,400 hPa最大Eady增长率和气旋活动频率的经验正交展开函数 (EOF) 第一模态的空间分布和时间序列非常相似,北太平洋地区和北大西洋地区风暴路径相反的变化趋势很可能同其大气斜压性的同位相的变化有着密切的关系.这也从另一个方面支持了本文对温带气旋和风暴路径年代际变化的分析.     

东亚冬季风的统计研究

利用ECMWFl979—1984年5个冬季(12—2月)的资料对东亚和西太平洋地区的冬季风进行了统计研究。得到的主要结果有: (1)东亚和西太平洋地区有两个冷涌区;从东海到南海等东亚沿岸地区和菲律宾以东西太平洋地区。其中以前者最明显。冷涌主要是700hPa以下的现象,近地面层北风最强,随高度迅速减弱。 (2)伴随着冷涌向南扩展,冷空气经华南沿中南半岛沿岸区一直向南扩展到近赤道地区; (3)在近地面层,西伯利亚高压的活动和强度与冷涌有密切的联系; (4)东亚的冬季风或冷涌有明显的年际变化,这与西伯利亚高压和南支槽活动的年际变化有关。      

1997年东亚夏季风异常活动在汛期降水中的作用

利用1997年逐日降水资料和国家气象中心提供的T63再分析资料，详细讨论了中国汛期降水及东亚夏季风活动的异常特征及其间的联系。结果表明，该年中国夏季降水及东亚夏季风活动均表现了突出的异常，东部雨带长期滞留在江南、华南一带，夏季风向北的推进很弱，主要活跃于较低纬度，最北仅至35°N，未能在黄河以北的地区建立，比起气候意义下夏季风北进的最高纬度偏南10°左右。在这一过程中，夏季风异常是主要雨带异常发展的重要影响因子，候大雨带的建立和北推均与季风的建立与活跃密切相关。进一步对大尺度水汽场的分析表明，夏季风的活动明显改变了大尺度水汽输送及辐合，进而影响和制约了主要雨带的分布。夏季风爆发后，南海及中国大陆的主要水汽输送源均发生了明显变化，来自于孟加拉湾和热带印度洋的水汽输送到南海后，再从南海输送到中国大陆。而季风的活动同时也制约了强水汽辐合带的出现，其在低纬的维持为雨带长期稳定于南方地区提供了有利条件。