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数字滤波方法在月尺度数值预报中的应用Ⅰ.初始场滤波的作用

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大气科学 1997年第4期21卷 437-448页

作者：杨燕纪立人中国科学院大气物理研究所

本工作将数字滤波方法用于Ｔ４２Ｌ９谱模式的月预报实验。为了去除高频扰动误差的影响，保留对月预报有意义且可预报性较强的低频过程，用滤波器对观测资料的序列进行处理，得到１０天以上的低频分量作为初始场进行预报。结果说明，与... 详细信息

本工作将数字滤波方法用于Ｔ４２Ｌ９谱模式的月预报实验。为了去除高频扰动误差的影响，保留对月预报有意义且可预报性较强的低频过程，用滤波器对观测资料的序列进行处理，得到１０天以上的低频分量作为初始场进行预报。结果说明，与不进行滤波的控制实验相比，误差增长明显减慢，预报效果在１０～２０天时段内提高最显著。进一步分析表明，延伸预报效果随时间的变化主要是由其中低频分量的预报效果决定的。初始场滤波后预报效果的提高也主要是由于其低频分量报得更好，而在此低频背景下新产生出来的高频扰动误差也相应较小，因而总体的预报效果好于控制实验。而如果在控制实验预报后提取低频分量进行检验，则对逐日预报的改进不明显。经过初始场滤波后对１～１０天至１～３０天平均场的预报也有较显著的提高。对旬平均预报改进最大的是在第二个１０天。对５００ｈＰａ环流形势的预报也更接近实际。本工作的结果说明，在中长期预报中如果能用适当的方法提取出低频过程的信息。

关键词：数字滤波数值预报天气预报初始场滤波

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用数字滤波方法进行数值模式的初始化

气象学报 1997年第3期55卷 346-355页

作者：杨燕纪立人中国科学院大气物理所

将数字滤波原理用于Ｔ４２Ｌ９全球谱模式的初始化。选取两个初值进行了实验。通过对模式短时间积分得到的时间序列进行滤波处理，有效地滤去了初始场中的高频重力波振荡，保留了其中有天气意义的扰动，同时对分析场的改变很小。５ｄ预... 详细信息

将数字滤波原理用于Ｔ４２Ｌ９全球谱模式的初始化。选取两个初值进行了实验。通过对模式短时间积分得到的时间序列进行滤波处理，有效地滤去了初始场中的高频重力波振荡，保留了其中有天气意义的扰动，同时对分析场的改变很小。５ｄ预报的结果说明，经过初始化后的预报较为平稳，场较为光滑。对比实验表明，绝热和非绝热初始化的效果很接近。这种方法简便有效。

关键词：数字滤波初始化全球谱模式数值模式天气预报

西太平洋副热带高压中期变化的数值试验 Ⅰ.青藏高原热源的作用

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热带气象学报 1998年第2期14卷 106-112页

作者：巩远发纪立人成都气象学院中国科学院大气物理研究所

用一个全球谱模式作数值试验研究了１９７９年６月中旬一次西太平洋副热带高压西伸北进的中期天气过程中青藏高原热源的作用。结果表明：高原的热力作用主要表现在对副高北侧锋区的形成、锋区的强度以及与锋区对应的对流层中上层西风急... 详细信息

用一个全球谱模式作数值试验研究了１９７９年６月中旬一次西太平洋副热带高压西伸北进的中期天气过程中青藏高原热源的作用。结果表明：高原的热力作用主要表现在对副高北侧锋区的形成、锋区的强度以及与锋区对应的对流层中上层西风急流的强度有较大的影响，有高原热力作用时，锋区和西风急流的强度都很强，反之则很弱；另外还发现青藏高原感热和潜热作用是相互依赖的，在一定的天气过程中，孤立起来讨论其各自的相对重要性不太合符实际。

关键词：数值试验副热带高压感热潜热青藏高原

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热源扰动对亚洲夏季风环流的影响

气象学报 1990年第2期48卷 139-149页

作者：沈如金纪立人中国科学院大气物理研究所

本文在用数值模拟方法模拟的非纬圈对称的夏季平均环流的基础上,在亚洲南部和澳大利亚地区引人热源扰动和冷源扰动,讨论这些冷热源扰动所引起的夏季风环流的改变以及流场扰动的结构和影响。

关键词：热源扰动亚洲夏季风环流

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夏季副热带西太平洋大气环流持续异常

科学通报 1997年第20期42卷 2196-2199页

作者：庄世宇纪立人中国气象局国家气象中心北京100081 中国科学院大气物理研究所北京100080

大气中的大尺度环流持续异常与灾害性天气气候相联系,是数值天气预报的难点,因此这方面的研究具有重要的实际意义和理论价值.迄今为止,对大气环流持续异常的研究多局限于冬季高纬地区的现象,如阻塞.在夏季,我国广大的地区,尤其是江淮流... 详细信息

大气中的大尺度环流持续异常与灾害性天气气候相联系,是数值天气预报的难点,因此这方面的研究具有重要的实际意义和理论价值.迄今为止,对大气环流持续异常的研究多局限于冬季高纬地区的现象,如阻塞.在夏季,我国广大的地区,尤其是江淮流域的天气气候除了受来自高纬环流系统的影响外,还更多和更强烈地受副热带环流系统及其变异的控制和支配.陶诗言和徐淑英早在1962年就指出,长江、淮河流域的干旱或洪涝现象通常与持续异常的副热带环流型紧密联系,本工作就是沿着该思路,通过观测分析、数值试验等手段,试图揭示夏季副热带西太平洋大气环流持续异常(以下简称WPA)活动的规律特征.

关键词：持续异常副热带高压天气预报太平洋大气环流

西太平洋副热带高压中期变化的数值试验 Ⅱ.热带西太平洋热源的作用

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热带气象学报 1998年第3期14卷 201-207页

作者：巩远发纪立人成都气象学院中国科学院大气物理研究所

用一个全球谱模式作数值试验，研究了１９７９年６月中旬一次西太平洋副热带高压西伸北进的中期天气过程中热带西太平洋地区理想热源的作用。结果表明：理想热源的作用大约在４天以后可以影响我国东部的副热带高压和中高纬度的环流；理... 详细信息

用一个全球谱模式作数值试验，研究了１９７９年６月中旬一次西太平洋副热带高压西伸北进的中期天气过程中热带西太平洋地区理想热源的作用。结果表明：理想热源的作用大约在４天以后可以影响我国东部的副热带高压和中高纬度的环流；理想热源在热带洋面上产生的扰动首先沿副高南边的东风气流向西北方向传播，到中纬西风带后分为两支，一支继续向西北方向传播，另一支转向东北偏东方向传播，两支扰动的共同作用，导致了副热带高压和西风带环流的变化。

关键词：数值试验副热带高压热带西太平洋中期变化

夏季亚非地区季风环流形成中大地形和不同加热因子的作用

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高原气象 1989年第1期8卷 39-51页

作者：沈如金纪立人中国科学院大气物理研究所

本文使用数值模拟方法研究夏季亚非地区季风环流对大地形和不同加热因子作用的响应,目标在于探索季风环流中期变化和年际变化的可能原因。作为整个工作的一部分,首先考虑了大地形和平均加热场,成功地模拟了夏季亚非地区的季风环流和各... 详细信息

本文使用数值模拟方法研究夏季亚非地区季风环流对大地形和不同加热因子作用的响应,目标在于探索季风环流中期变化和年际变化的可能原因。作为整个工作的一部分,首先考虑了大地形和平均加热场,成功地模拟了夏季亚非地区的季风环流和各个环流系统。以此为基础,比较並讨论了平均加热场的二个主要分量——感热加热(以青藏高原和北非大陆热源为明显)和潜热加热(以孟加拉湾及其附近地区为明显)对夏季风环流形成的相对重要性。

关键词：夏季风地形加热因子大气环流

Systematic Errors of Zonal-Mean Flow in Dynamical Monthly Prediction and Its Improvement

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Advances in Atmospheric Sciences 2003年第1期20卷 17-27页

作者：陈伯民纪立人杨培才张道民 LASG Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sciences Beijing 100029Shanghai Typhoon Institute Shanghai 200030 LASG Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sciences Beijing 100029

An analysis of a large number of cases of 500 hPa height monthly prediction shows that systematic errors exist in the zonal mean components which account for a large portion of the total forecast errors, and such errors are commonly seen in other prediction models. To overcome the difficulties of the numerical model, the authors attempt a 'hybrid' approach to improving the dynamical extended-range (monthly) prediction. The monthly pentad-mean nonlinear dynamical regional prediction model of the zonal-mean geopotential height (wave number 0) based on a large amount of data is constituted by employing the reconstruction of phase-space theory and the spatio-temporal series predictive method. The dynamical prediction of the numerical model is then combined with that of the nonlinear model, i.e., the pentadmean zonal-mean height produced by the nonlinear model is transformed to its counterpart in the numerical model by nudging during the time integration. The forecast experiment results show that the above hybrid approach not only reduces the systematic error in zonal mean height by the numerical model, but also makes an improvement in the non-axisymmetric components due to the wave-flow interaction.

关键词： dynamical extended-range prediction zonal-mean component nonlinear regional prediction nudging

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线性定常响应有效强迫与遥相关型动力学

气象学报 1996年第4期54卷 398-408页

作者：李志锦纪立人中国科学院大气物理研究所

对线性定常强迫问题，本文发展了具有能量意义的内积空间中建立一组完备正交强迫模的动力学方法，其中这组正交强迫模是正定对称阵的特征矢量，相应的特征值则决定了强迫模产生的大气响应强度。以冬季３００ｈＰａ气候平均流为基本状态... 详细信息

对线性定常强迫问题，本文发展了具有能量意义的内积空间中建立一组完备正交强迫模的动力学方法，其中这组正交强迫模是正定对称阵的特征矢量，相应的特征值则决定了强迫模产生的大气响应强度。以冬季３００ｈＰａ气候平均流为基本状态进行具体计算。结果表明，有实际意义的遥相关型只是由很少几个使大气产生大响应的最有效强迫模产生。这些最有效的强迫模产生的大气响应同实际观测到的遥相关型有很好的对应关系。能量分析表明，有利强迫模建立遥相关型，基本流向大气响应提供的动能比强迫产生的动能更大。所以，强迫建立遥相关型不只依赖于外源产生的动能的传播，更主要依赖于大气响应能否从基本流吸取动能。

关键词：定常响应有效强迫遥相关型动力学大气动力学