经验正交函数展开精度的稳定性研究

在文献[1]中,我们已从理论和数值模拟两个方面研究了用经验正交函数作基函数缩减气候数值模式自由度的可行性与有效性。用理论模型作数值试验的结果是令人满意的,应用于实际气候数值模拟,一个还需考虑的关键问题是大气外强迫等各种因子变化允许的范围内,对实际资料作EOF展开的稳定性问题。本文分别用1951—1984年500 hPa月平均高度距平场资料,1966—1975年500 hPa候平均高度距平场资料,1965—1978年夏季500 hPa逐日高度距平场资料作EOF展开,并提出了经验正交函数展开精度稳定性的判断方法,旨在证明实际资料EOF展开在大气外强迫等各种因子变化的允许范围内是稳定的,以便为我们用实际资料的经验正交函数作基函数建立一个合理的简化动力模型提供坚实的资料基础。     

初始场作用的衰减与算子的特性

本文根据描述大气运动的原始方程的算子的性质论证了初始场影响的衰减.对研究某些实际问题来说原始方程必须简化,作者建议,在进行这样那样的简化或离散化时应注意保持算子的性质不变.     

关于一些天气预报方程的定解问题

借助于正定算子的一些特性,在本文内讨论了一些天气预报方程定解问题的解的存在性和唯一性。在一些特殊情况下,作者能够比较某种模式与另一种模式的优缺点,指出了在数值预报工作中采用的一些边界条件的不合理性。作者还得到,在求解三度空间内位势高度变化的问题时,作为大气上边界条件,取表达式(23)就足可以了。     

Hadley环流的双层结构及其年代际演变特征

利用1948—2011年NCEP/NCAR月平均水平风场资料,采用全球大气环流的三型分解等方法,研究了Hadley环流的双层结构及其年代际演变特征。结果表明：(1) Hadley环流双层结构客观存在,且4、5、6、10、11月南半球Hadley环流双层结构长期存在;(2) 南半球Hadley环流双层结构较北半球更加明显,双层结构在垂直方向上呈现倾斜状,对Hadley环流强度和中心位置的变化进行研究时,应考虑双层结构的影响;(3) 4、5、6、10、11月南半球Hadley环流强度随时间都呈现强-弱-强的年代际演变特征,各个月份环流强度都存在20~30年和40~60年时间尺度的周期;(4) 4、5、6、10、11月南半球环流中心位置(双层结构平均位置)随时间一致地表现为向南移动,各个月份环流中心分别向南移动了5.18 °、2.11 °、2.50 °、1.79 °、5.76 °,平均向南移动了3.47 °。     

逐日大气加热场的计算方法和个例分析

本文根据涡度方程和热力学方程, 提出了利用四层标准等压面资料倒算逐日整层垂直平均大气加热场的方法。并对冬,春两次强天气过程进行了实例计算,讨论了逐日大气加热场的大小。着重分析了加热场分布与中期环流形势演变的相互关系。     

中国月平均降水场的时空相关特征

本文通过对我国1951～1984年月平均降水资料的分析,给出了我国东部降水的空间分布具有三种类型,一种类型是长江流域多雨,华南和华北及东北少雨;另一种类型与此型相反;第三种类型为正常型,降水距平百分率全场都很小。并指出了长江中下游地区降水时间特征具有明显的半年韵律现象,冬季1月和12月的降水可以作为6～8月降水的信息期。同时还表明在1951～1984年中9个ElNino年的下一年6～8月汛期降水具有不完全相同的类型。     

大气影响海表温度变化的统计分析

本文用逐步回归分析方法,分析了海表温度距平的月际变化与若干大气要素的关系。分析结果证实了大气影响海温的几种机制的作用,它与理论分析的结果在定性上是一致的。     

印度季风与东亚夏季环流的遥相关关系

通过NCAR/NCEP再分析资料诊断发现印度夏季降水与东亚 5 0 0hPa位势高度有显著的相关性 ,形成了印度—东亚遥相关型 (IEA型 )。结合太平洋日本型 (PJ型 )的特征 ,指出PJ型主要决定夏季西北太平洋副热带高压的南北位置 ;IEA型在一定程度上影响副高脊西伸的东西经度或夏季中国大陆上空的平均位势高度距平。气候模式数值试验揭示出印度—东亚遥相关型对东亚很重要并且与印度洋海温异常有关 ,借此提出ENSO影响东亚夏季风的两条途径 :一条是直接路径 ,另一条为选择性路径。     

对中尺度遥感资料进行四维同化的共轭方法及其数值研究

本文探讨了数值天气预报过程中对非定时观测的常规遥感气象资料进行四维同化，形成预报初始场的新途径，把数值预报初始场的形成提为数学上的一类反问题，运用数值模式及其共轭方程对象气资料进行变分同化的共轭方法，使众多观测资料的四维同化与时变的动力模型在初始场的形成过程中统一考察，克服了以往一些方法的局限性，从理论和数值角度证明该方法的可行性，表明该方法有可能作为发展一个新的初值方案的雏形，有潜在的应用价值。     

在2010年数值预报学术交流会议闭幕式上的讲话

2010年9月18日中国气象学会第26届数值预报学科专业委员会总结会议暨2010年度全国数值预报学术交流会在筑举行,该文为中国科学院院士丑纪范在会议闭幕式上的讲话。