A diagnostic study of the southern hemisphere summer circulation of the CCC general circulation model

Abstract

The medium‐scale wave regime, consisting largely of zonal wavenumbers 5–7, frequently dominates the summer Southern Hemisphere tropospheric circulation. We perform a diagnostic study of this circulation as simulated by the Canadian Climate Centre (CCC) general circulation model (GCM). The analysis of Hövmöller diagrams, space‐time and zonal wavenumber spectra shows that the CCC GCM is able to simulate the observed medium‐scale wave regime.

The zonally averaged meridional eddy heat and momentum transports and the associated baroclinic and barotropic energy conversions are also examined. The distributions of the transports on the vertical plane agree well with the observations. After comparison with the observed December‐January‐February 1979 distributions, some quantitative differences remain: the heat transport is too weak aloft and too large near the surface, whereas the momentum transport tends to be too weak. The baroclinic and barotropic conversions show a maximum in the medium‐scale waves. The time evolution of the Richardson number of the mean flow suggests that the medium‐scale wave is due to a baroclinic instability.     

未来甲烷排放增加对平流层水汽和全球臭氧的影响

利用一个耦合的大气化学-气候模式(WACCM3)研究了地表甲烷排放增加对平流层水汽和全球臭氧变化的影响.结果表明,如果地表甲烷的排放量在2000年的基础上增加50%(达到政府间气候变化专门委员会A1B排放情景中2050年的值),平流层水汽体积分数将平均增加约0.8×10^-6.南半球平流层甲烷转化为水汽的效率比北半球高.在北半球平流层中,1mol甲烷分子可以转化为约1.63mol的水汽分子,而在南半球1mol甲烷分子大概可以转化为约1.82mol的水汽分子.甲烷排放增加50%将使全球中低纬度地区以及北半球高纬度地区的臭氧柱总量增加1%-3%,使南半球高纬度地区臭氧柱总量增加近8%,而秋季(南半球春季)南极地区臭氧柱总量增加幅度可高达20%,南极臭氧的这种显着增加主要是由于甲烷增加造成的化学反馈所致.在北半球中高纬度地区,甲烷增加引起的臭氧变化主要与甲烷氧化导致的水汽增加有关.研究还表明,未来甲烷排放增加对臭氧的恢复作用其实与溴化物排放的减少一样重要.     

柴达木盆地气候由暖干向暖湿转型的变化特征分析

利用1961-2010年柴达木盆地格尔木等10个气象站的观测资料以及水文、植被等资料,研究了柴达木盆地气候由暖干向暖湿转型的变化特征.结果表明,20世纪80年代中后期柴达木盆地出现了以气温上升、降水量和径流量增加、沙尘暴日数减少、潜在蒸散量下降、湖泊水位显著上升和植被覆盖率增加为主要特征的气候由暖干向暖湿转型的事实;全球气候变暖、水循环加快、高空水汽不断增加和黑碳气溶胶浓度增加是柴达木盆地气候由暖干向暖湿转型的主要气候原因.     

1208号台风“韦森特”异常路径及其对珠三角南部暴雨影响成因分析

利用1°×1°NCEP再分析资料、全省遥测站资料、卫星云图、香港雷达图等资料,分析台风“韦森特”的环流背景场、物理量场特征,找出“韦森特”在南海中北部原地摆动和对珠三角南部强降水过程的物理成因：“韦森特”的原地摆动,与副热带高压、南海中部海温、还有台风内在的云系和风场结构的不对称有关;珠三角地区两侧附近存在弱的水汽通量辐合,在降水中心附近存在明显的上升运动,低层辐合、高层辐散,另外垂直螺旋场与降水中心的第一段降水期具有很好的对应关系.     

6月MJO对广东降水调制与直接影响系统的联系

利用1979—2008年广东省86个测站逐日降水资料及NCEP-DOE第2套分析资料等,提出影响广东500 hPa环流系统的判别方法,分析6月赤道MJO (季节内振荡) 活动对广东降水的调制作用随中低纬度环流型的变化。结果表明:强MJO第3位相广东出现强降水的概率最高,是8个位相中唯一强降水等级出现日数超过弱降水日数的位相。在直接影响广东的5种500 hPa环流系统 (包括西风槽、西风浅槽、平直西风或高压边缘、副热带高压、热带低压槽) 中,西风槽类型影响时,赤道MJO对广东降水的调制作用最强,其他环流类型影响时,MJO的调制作用很弱。广东在西风槽影响下,当处于MJO第3位相 (第6位相) 时,降水距平百分率达到最高 (低)。MJO对广东降水的调制作用随中低纬度环流系统的变化,主要是环流系统之间的不同配合导致降水所需的动力上升条件和水汽输送条件的相互配合发生变化造成的。     

甘肃黄土高原水热气候异常阶段特征

利用1960～2004年相关地面实测气象资料,分析甘肃黄土高原地区水热气候异常变化的阶段性特征。结果表明,该地区地表变暖最为突出,夏半年增幅明显大于冬半年,地温随深度加深增温幅度越大;降水日数减少,连阴雨天气时段缩短、过程雨量减少,无雨时段增长,日照出现2次突变、呈现下降趋势;降水日数在1991年后突变减少,最长连续降水日数及过程降水量在1978年后突变减少。     

影响我国北方冬半年气旋的气候特征及年际变率

本文首先对气旋进行了客观定义,实现了气旋的自动识别与跟踪算法,利用NCEP/NCAR再分析资料建立了近60年(1951～2010)我国北方冬半年气旋活动数据集。对气旋的气候特征与年际变率进行了探讨。结果表明:蒙古国中西部、雅布洛诺夫山脉东麓等为主要气旋源地;蒙古国东南部、内蒙古东南部、松嫩平原是气旋活跃区;内蒙古东南部、东北地区中北部为气旋消亡区与快速填塞区;初春、仲秋季节气旋较活跃,冬季气旋最少;随季节推移,气旋活动区域向南、向东推进;气旋移动以偏东路径居多,其次是东南、东北路径;700 hPa风场对气旋移动趋势具有较好的指示意义;24 h标准加深率大于0.5 Bergeron的快速发展气旋,位于内蒙古东部、东北地区中北部、日本海中部等地;爆发性气旋则主要位于日本海附近,我国大陆极少;极端最强气旋主要集中在1980年代以前的仲秋与初春;1980年代以来,气旋频次相对较少,强气旋有逐渐增加的趋势;气旋频次减少与东亚中高纬度大气低层斜压性减弱有关。     

Modelling potential impacts of climate change on water and nitrate export from a mid-sized, semiarid watershed in the US Southwest

The impacts of climate change on water and nitrogen cycles in arid central Arizona (USA) were investigated by integrating the Second Generation Coupled Global Climate Model (CGCM2) and a widely used, physical process-based model, Soil and Water Assessment Tool (SWAT). With statistically downscaled daily climate data from the CGCM2 as model input, SWAT predicted increased potential evapotranspiration and decreased surface runoff, lateral flow, soil water, and groundwater recharge, which suggests serious consequences for the water cycle in this desert catchment in the future. Specifically, stream discharge is projected to decrease by 31 % in the 2020s, 47 % in the 2050s, and 56 % in the 2080s compared to the mean discharge for the base period (0.73 m³/s). A flow-duration analysis reveals that the projected reduction of stream discharge in the future is attributable to significant decreases in mid-range and low-flow conditions; however, flood peaks would show a slight increase in the future. The drier and hotter future also will decrease the rate of nitrogen mineralization in the catchment and ultimately, nitrate export from the stream. Since mean mineralization rate would decrease by 15 % in the 2020s, 28 % in the 2050s, and 35 % in the 2080s compared to the based period (9.3 g N ha^?1 d^?1), the combined impact of reduced catchment mineralization and reduced streamflow would predict declining nitrate export: from today’s mean value of 30 kg N/d, to 20, 15 and 12 kg N/d by the 2020s, 2050s, and 2080s, respectively.     

浙西南热带气旋强降水主要影响因子

对1950-2010年影响浙西南的热带气旋降水的移动路径、影响时间、强度、西风槽、西南季风以及地形等主要因子进行分析.结果表明:在玉环南-厦门一带登陆的热带气旋是影响浙西南的热带气旋中正面影响浙西南的类型,影响时间和最大平均过程降雨量、最大过程雨量存在着正相关关系,热带气旋的强度与其降水强度相关性较高.西风槽的存在不仅影响着热带气旋路径的变化,其槽前的西南气流也为热带气旋降水提供充足的水汽,同时槽后冷空气与热带气旋相结合,使丽水的西北部出现另一个强降水中心.西南季风为登陆后的热带气旋提供了水汽条件,使降水得到增幅.浙西南独特的地形,使在厦门以北到玉环以南登陆后西进、西北行或西北行后在120°E以西转向北上的热带气旋迎着山脉进入,降水强度明显加强.     

地面气象测报业务试题库自动化管理系统

将地面气象观测规范、地面气象观测、气象学等多项知识形成题库,利用VB6编程、Access 2003数据库及Word 2003文字处理软件,研制了地面气象测报业务试题库自动化管理系统,实现了以下主要功能:用户管理、数据库管理、试题库维护、自动生成试卷、试卷编辑打印。着重阐述该系统的设计思路、技术方法、功能实现及使用效果。