Comparison of different order Adams-Bashforth methods in an atmospheric general circulation model

The Asselin-Robert time filter used in the leapfrog scheme does degrade the accuracy of calculations. As an attractive alternative to leapfrog time differencing, the second-order Adams-Bashforth method is not subject to time splitting instability and keeps excellent calculation accuracy. A second-order Adams-Bashforth model has been developed, which represents better stability, excellent convergence and improved simulation of prognostic variables. Based on these results, the higher-order Adams-Bashforth methods are developed on the basis of NCAR (National Center for Atmospheric Research) CAM 3.1 (Community Atmosphere Model 3.1) and the characteristics of dynamical cores are analyzed in this paper. By using Lorenz nonlinear convective equations, the filtered leapfrog scheme shows an excellent pattern for eliminating 2Δt wave solutions after 20 steps but represents less computational solution accuracy. The fourth-order Adams-Bashforth method is closely converged to the exact solution and provides a reference against which other methods may be compared. Thus, the Adams-Bashforth methods produce more accurate and convergent solution with differencing order increasing. The Held-Suarez idealized test is carried out to demonstrate that all methods have similar climate states to the results of many other global models for long-term integration. Besides, higher-order methods perform better in mass conservation and exhibit improvement in simulating tropospheric westerly jets, which is likely equivalent to the advantages of increasing horizontal resolutions. Based on the idealized baroclinic wave test, a better capability of the higher-order method in maintaining simulation stability is convinced. Furthermore, after the baroclinic wave is triggered through overlaying the steady-state initial conditions with the zonal perturbation, the higher-order method has a better ability in the simulation of baroclinic wave perturbation.     

内蒙古电网气象预警服务系统简介

应用气象多普勒雷达、卫星云图等现代化观测手段和自动化程度很高的地面自动气象站资料以及MM5中尺度预报产品,结合有线网络传输和基于Intranet、Internet的多层分布式技术搭建内蒙古电网气象预警与电力线路安全运行服务系统,开展电网气象预警预测和气象预报服务。系统建立了实时的地面自动气象站资料数据库和中尺度预报产品数据库,实现了多种气象要素的实时监测和预报,为内蒙古电网的运行安全提供了科学依据。     

郑州市城市气候特征分析

利用郑州城市生态站与郑州国家基准气候站2004-2007年的温、湿气象要素资料,分析了郑州城市干、热岛强度的季节变化及日变化。结果发现：郑州城市热岛强度秋季大于春季,日变化则具有夜间强、白昼弱的特点;干岛强度同样是秋季大于春季,日变化特点也为夜间强,白天弱。     

雷暴闪电放电活动对电离层影响的研究进展

雷暴中的闪电放电能够产生强静电场以及电磁辐射场,从而对空间电离层产生重要影响,引起电离层电子密度分布的扰动。研究表明:闪电放电引起电离层扰动的方式有两种:直接耦合和间接耦合。其中,直接耦合主要来自于闪电产生的准静电场及电磁场的作用,在甚低频 (VLF) 反射信号上表现出快VLF事件, 而间接耦合主要是闪电低频电磁波在传播过程中与磁层相互作用,在辐射带产生闪电诱导电子沉降 (LEP) 现象。雷暴闪电活动能够改变电离层从D层到F层的电子密度分布,影响对流层大气和电离层之间的场,导致中高层瞬态放电淘气精灵 (elves) 及红闪 (sprite) 等现象的激发。闪电VLF传输反射信号可用于反演电离层密度的变化,目前已成为一种探测电离层扰动的常用方法,而引起电离层扰动的强度不但和闪电放电参量密切相关,也和闪电放电过程、类型有关。该文重点阐述了闪电放电与电离层直接耦合和间接耦合作用以及导致的相关现象。     

基于雷电临近预警技术的主动防雷应用

为了使雷电临近预警技术在雷电灾害防御业务中更好地发挥作用,针对电子系统的雷电灾害特点,在传统被动防雷技术基础上,提出基于雷电临近预警的主动防雷技术,应用雷电临近预警和远程控制等技术,开发以B/S结构为架构的雷电临近预警应用系统。对2013年8月—2014年8月福建省泉州市4个无线电监测站的主动防雷应用效果进行两种方法的预警效果检验。检验结果表明:主动防雷技术是对被动防雷技术的一个较好的完善和补充。采用闪电数量对比分析,4个监测站的有效预警率为69%,采用预报评分方法对比分析,4个监测站的平均准确率为53%,对雷电活动发生较为集中的区域预警效果较好,对雷电活动发生较为零散的区域预警效果有所降低。     

21层大气环流模式IAP AGCM-III的设计及气候数值模拟I.动力框架

设计了IAP (InstituteofAtmosphericPhysics,ChineseAcademyofSciences)AGCM III,对其动力框架作说明和检验 ,时间积分采用改进的非线性迭代法。用Rossby Haurwitz波对框架进行了波型检验、能量检验和波速检验。结果表明 ,非线性迭代 3次的时间积分方案具有较好的稳定性 ,能够有效地抑制短波 ,同时对长波的歪曲较小 ,且时间积分步长可放得较大 ;该框架能够较长时间地保持Rossby Haurwitz 4波波型 ,在积分过程中能够较高精度地保持总有效能量守恒 ;模式计算的Rossby Haurwitz波速为每天西传 1 5个经度 ,这与理伦值很接近。     

近百年西北太平洋热带气旋年频数的变化特征

利用经趋势订正的１８８４－１９８８年西北太平洋热带气旋年频数资料，分析了热带气旋年频数的多年变化及其与海面温度、南方涛动指数、太阳黑子数和环流型日数等的统计关系。初步结果表明，热带气旋年频数的变化具有明显的２１年、３１年、１５年和６年左右的周期和持续期平均为１２年左右的阶段变化；近百年来有三次较明显的转折，分别出现在１９３１、１９５９年１９７７年。热带气旋年频数在厄尔尼诺年有冬春季偏少、夏秋季偏多     

呼和浩特市区雷电资料分析

通过对比呼和浩特市区两个气象台站,即53463站、53466站,统计分析两台站1991-2010年20a的雷暴观测资料、呼市市区近20a雷暴日数;分析年雷暴日数变化、月雷暴日数变化、雷暴方向等,得出呼和浩特市区雷暴活动规律,为呼市防雷工作、防雷工程建设、雷电灾害风险评估提供理论依据.     

1990—2012年浙江省台风灾害的自然属性与社会属性特征

利用1990—2012年影响浙江省的41个台风统计资料,分析了浙江省台风灾害成因中自然属性和社会属性特征。结果表明,台风导致的灾害程度与其带来的风雨潮密切相关,其中平均降雨量、降雨量极值与直接经济损失的相关系数分别为0.509 6和0.584 1。当台风登陆中心附近最大风速达到30 m/s及以上时,灾害程度会明显加重。准确及时的气象监测预报服务是防御台风最重要的依据。倒塌房屋数量与死亡人数密切相关,相关系数达到了0.862 5。防汛抗台设施的高标准建设有效减轻了台风的灾害损失。2000年以来,浙江省台风灾害导致的直接经济损失占本省国内生产总值比例呈现下降趋势。政府防御指挥水平是减轻灾害的重要保障,其中,转移人口等防灾措施有效减少了人员伤亡。     

开封、安阳市气温变化异同分析

利用开封、安阳市1961-2010年2月气温资料,采用数理统计原理、回归分析、倾向率、显著性检验等方法,对两市的气温变化及异同进行分析.分析结果表明:两市49 a年平均气温呈上升趋势,开封年平均气温高于安阳,安阳近10 a气候变暖有减缓趋势.春季两市平均气温都呈上升趋势,开封上升幅度大干安阳,安阳近10 a气候变暖有减...