A TWO-DIMENSIONAL ENERGY BALANCE CLIMATE MODEL INCLUDING RADIATION AND ICE CAPS-ALBEDO FEEDBACK

A simplified two-dimensional energy balance climate model including the solar and infrared radiation transports, the turbulent exchanges of heat in vertical and horizontal directions and the ice caps-albedo feedback is developed The solutions show that if the atmosphere is considered as a grey body and the grey coefficient depends upon the distributions of absorption medium and cloudiness, both horizontal and vertical distributions of temperature are identical to the observation.On the other hand, comparing the models that the atmosphere is considered as a grey body with ones that the infrared radiation is parameterized as a linear function of temperature, as was considered by Budyko, Sellers(1969), then the results show that even though both of them can obtain the earth's surface temperature in agreement with the observation, the sensitiv ity of the climate to the changes of solar constant is very different. In the former case,the requirement for the ice edge to move southward from the normal 72°N to     

北半球大气环流与热带太平洋海表温度3-4年振荡相互作用的若干事实

本文应用统计学上的带通滤波方法,对COADS资料集中的热带海表温度资料以及大气环流资料(500hPa高度场)进行了处理,使处理后的资料只保留3—4年周期变化的信息。由此计算了海温和高度场之间的时滞相关场,并分析了相关系数的时间经度和时间纬度剖面图,从而对东、中和西太平洋热带海表温度与大气环流之间的相互作用,揭露了一些有意义的现象。作者认为大尺度海气相互作用是复杂的,它依赖于信号的时间尺度以及海洋加热(或冷却)的地理位置。     

热带印度洋和太平洋海气相互作用事件的协调发展

对次表层海温距平的分布和变化的分析表明,在热带印度洋和太平洋都存在海温距平的偶极子模态,即在赤道附近大洋东、西两个部分的海温距平在不少年份呈反符号分布。进一步分析表明,两大洋海温距平的偶极子模态间有密切的联系。在分析它们和850hPa纬向风距平后指出,正是Walker环流异常把两大洋的海温距平变化联系起来。     

简单的热带海气耦合波——Rossby波的相互作用

在本文中分析了当大气和海洋中未经耦合前的自由波均为Rossby模时,经相互作用后所激发出的耦合波的物理性质。结果表明,由于大气和海洋的背景状态不同,可以激发出两类不稳定耦合Rossby波。一类波要求大气的背景场是斜压的,而海洋的混合层较深,即热容量较大。这是一类弱相互作用的不稳定波。另一类要求大气的背景场趋于正压性,而海洋的混合层较浅,即热容量较小。这是一类强相互作用的不稳定波。色散关系的计算表明,这两类不稳定波产生的物理机制也不相同。文中对解不同截断模的本征值问题提出了几种数学方法,同时还进一步提出了一种使大气和海洋自由Rossby模的色散关系不受歪曲的处理方法。     

不稳定热带海气相互作用中快波的过滤

Ｐｈｉｌａｎｄｅｒ［１］明确指出在热带海气耦合系统中能够存在不稳定的海气相互作用。Ｐｈｉｌａｎｄｅｒ等［２］的数值计算表明，由于海气相互作用，不稳定扰动可以向东传播。Ｙａｍａｇａｔａ［３］和Ｈｉｒｓｔ［４］从理论上也证明了海气之间存在着正反馈过程。巢纪平和张人禾［５］运用一个流场和压力场的高阶平衡近似，即在热带大气和海洋中只存在向西传播的赤道Ｒｏｓｓｂｙ波时，得出了两种介质中向西传播的赤道Ｒｏｓｓｂｙ波通过海气相互作用过程，可以产生向西传的不稳定波。并且在一定条件下，还可出现一类不属于Ｋｅｌｖｉｎ波的向东传的不稳定波，这些结果对解释ＥＮＳＯ事件的传播过程是值得参考的。     

热带海气耦合系统中的长周期振荡及大气中的赤道辐合带

在考虑到大气中各种非绝热加热和对海洋的反馈过程后,建立了一个纬向平均的海洋、大气耦合系统模型。对系统的频率分析表明:存在着一类周期在月以上的长周期振荡。周期的长短依赖于海洋的混合层深度、所在纬度和各种物理过程(如对流凝结加热,辐射冷却、海面蒸发、海水上翻和云量对辐射平衡的调节等)的强弱。 在上述的基础上,讨论了赤道辐合带的形成和变化。计算所得的辐合带宽度和纬度与观测事实是比较一致的。     

热带海洋对风应力异常的响应

针对在南方涛动循环中东太平洋信风变化的特征,用国家海洋环境预报中心的五层太平洋环流模式模拟热带海洋对气候风应力脉动的响应.试验结果表明,当南方涛动处于高指数时,赤道东太平洋海表温度从表层至250m深都会出现负距平,表层距平洋流向西,下层200m深左右距平流向东,即赤道潜流加强,而当南方涛动指数取负值时,热带东太平洋东风应力减弱,热带太平洋海表温度增高,这种增暖自东向西扩展,上层距平洋流向东,下层距平洋流向西,赤道潜流有减弱趋势,这些正是典型的埃尔尼诺特征.计算结果与观测结果基本一致.     

热带海气相互作用及其对副热带高压长期变化影响的研究

热带是推动大气热机的主要能量源地。那里大部分为海洋,海洋与大气之间的能量和各种物理量交换,在整个地球—大气系统的能量平衡中占有十分重要的位置。近几年来,我们开展了热带太平洋海气相互作用的研究。揭露了热带太平洋海气系统中存在着一类低频的振荡过程,这一振荡过程对北太平洋副热带高压的长期变化有明显的影响。同时,从物理量的诊断分     

从冬季东亚常定流型计算冷热源分布的初步研究

本文用常定两层模式理论作基础,由冬季东亚500毫巴常定流型计算所需要的冷热源分布及强度。作者发现非绝热增温或冷却的作用是巨大的。 作者也提出,为了更进一步的定量分析,迫切需要根据大量可靠材料来制作新的东亚各等压面平均高度图及平均流线图。