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北半球大气遥相关型的统计诊断及数值试验

应用气象学报 1998年第1期9卷 65-71页

作者：彭世球章基嘉中国气象科学研究院国家气候中心

此项研究旨在通过对北半球大气遥相关型的统计诊断及数值试验，探讨旬平均尺度遥相关型的存在和时空规律及其成因，以及各遥相关型之间的相互关系．结果表明，５种遥相关型在旬时间尺度上表现得十分清楚，且具有冬强夏弱的特点；各种遥... 详细信息

此项研究旨在通过对北半球大气遥相关型的统计诊断及数值试验，探讨旬平均尺度遥相关型的存在和时空规律及其成因，以及各遥相关型之间的相互关系．结果表明，５种遥相关型在旬时间尺度上表现得十分清楚，且具有冬强夏弱的特点；各种遥相关型特征指数时间序列具有随时间演变的一般规律；某些海区的海温异常能激发出一定的遥相关型，５种遥相关型之间存在非线性相互作用；各种遥相关型特征指数能反映一定的大气环流和天气异常的特征，因而可以作为研究长期天气过程和预报方法的依据．

关键词：遥相关特征指数敏感性试验大气环流数值试验

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北半球位势高度场的遥相关及其数值试验

应用气象学报 1993年第A12期4卷 10-16页

作者：章基嘉叶正青彭世球中国气象科学研究院北京100081

利用1971—1990年逐旬500hPa 位势高度场格点资料,按 Wallace 等(1981)给出的遥相关型指数公式,计算出北半球5种遥相关型的特征指数.对每一型制作了合成平均图和合成差值图,分析各种遥相关型的特征.然后,利用 OSU—AGCM 加进不同海区的 ... 详细信息

利用1971—1990年逐旬500hPa 位势高度场格点资料,按 Wallace 等(1981)给出的遥相关型指数公式,计算出北半球5种遥相关型的特征指数.对每一型制作了合成平均图和合成差值图,分析各种遥相关型的特征.然后,利用 OSU—AGCM 加进不同海区的 SST 距平值作为非绝热加热,通过数值试验探讨外源强迫对遥相关形成的作用.

关键词：位势高度场遥相关数值试验

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南印度洋表层副热带环流的漂流示踪

科学通报 2016年第33期61卷 3596-3605页

作者：张涟漪杜岩郑少军贺志刚彭世球中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室广州510301 中国科学院大学北京100049 厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室厦门361005

基于历史表层漂流浮标数据,利用轨迹跟踪方法分析了南印度洋表层副热带环流的平均态特性.浮标路径反映出南印度洋海水由高纬向低纬输运的过程大体可分为2种:海水沿南印度洋东边界北上,汇入南赤道流后绕过马达加斯加岛北侧,沿非洲东岸跨... 详细信息

基于历史表层漂流浮标数据,利用轨迹跟踪方法分析了南印度洋表层副热带环流的平均态特性.浮标路径反映出南印度洋海水由高纬向低纬输运的过程大体可分为2种:海水沿南印度洋东边界北上,汇入南赤道流后绕过马达加斯加岛北侧,沿非洲东岸跨越赤道进入北半球;或者由南印度洋中部北上,受南赤道流影响转向,到达马达加斯加岛东部后返回南印度洋构成副热带环流.漂流浮标获得的流速和能量结果表明,部分海区流的空间变率十分显著,如阿古拉斯回流区、马达加斯加北部、南印度洋西部海盆和澳大利亚西侧海区等.特别地,虽然可能受到如季节变化和涡旋扰动等因素的干扰,在漂流浮标拉格朗日式的观测下没有发现显著的副热带逆流,但是可以通过平均动能和涡动能分布观察到逆流的微弱特征.此外,基于浮标示踪,还反推留尼汪岛附近漂流浮标的可能来源,得到其沿南副热带环流的3种移动路径,这对海上搜索具有现实指示意义.

关键词：漂流浮标南印度洋副热带环流海上搜索 MH370

莫桑比克海峡及其邻近海区正压潮流数值模拟与能量收支分析

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热带海洋学报 2021年第2期40卷 7-16页

作者：张华温茜茜彭世球热带海洋环境国家重点实验室(中国科学院南海海洋研究所) 广东广州510301 南方海洋科学与工程广东实验室广东广州511458 中国科学院南海生态环境工程研究院广东广州510301 中国科学院大学北京100049

莫桑比克海峡及其邻近海区是全球海洋潮流和潮能耗散最强的海区之一。文章利用高分辨率通用环流模式对该海区的正压潮流进行模拟,并对该海区潮能通量和潮能耗散特征进行分析。结果表明,莫桑比克海峡及其邻近海区的潮波主要是半日分潮占... 详细信息

莫桑比克海峡及其邻近海区是全球海洋潮流和潮能耗散最强的海区之一。文章利用高分辨率通用环流模式对该海区的正压潮流进行模拟,并对该海区潮能通量和潮能耗散特征进行分析。结果表明,莫桑比克海峡及其邻近海区的潮波主要是半日分潮占主导地位,全日分潮可忽略不计,M_(2)分潮形成1个左旋潮波系统和1个右旋潮波系统,S_(2)分潮形成1个左旋潮波系统。莫桑比克海峡和马达加斯加岛南部等绝大数区域的M_(2)和S_(2)半日潮流是逆时针旋转,在马达加斯加岛顶部等局部区域是顺时针旋转,而且在海峡通道等复杂地形处潮流流速量级较大。潮能通量矢量主要来自东边界,大部分潮能通量沿马达加斯岛北部传入莫桑比克海峡区域,其中经过马达加斯加岛北部和进入莫桑比克海峡的M_(2)(S_(2))分潮的潮能通量分别为156.86GW(40.53GW)和148.07GW(36.05GW),S_(2)分潮潮能通量的量级大约为M_(2)分潮的1/5~1/4。底摩擦耗散主要发生莫桑比克海峡和马达加斯加岛南北部,其中莫桑比克海峡M_(2)(S_(2))分潮的底摩擦耗散为1.76_(2)GW(0.460GW),占其底部总耗散的43.74%(39.7_(2)%)。

关键词：莫桑比克海峡潮能通量潮能耗散数值模拟正压潮

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印度尼西亚海内潮生成及传播过程研究

热带海洋学报 2018年第2期37卷 1-9页

作者：刘谊王晓玮彭世球热带海洋环境国家重点实验室(中国科学院南海海洋研究所) 广东广州510301 中国科学院大学北京100049 海洋环流与波动重点实验室中国科学院海洋研究所山东青岛266071 广西北部湾海洋灾害研究重点实验室钦州学院广西钦州535011

文章采用三维海洋模式MITgcm,对印度尼西亚海(简称印尼海)内潮的生成和传播过程进行了研究。研究结果表明:1)苏拉威西海和西北太平洋地区的内潮呈现明显的全日潮信号;望加锡海峡、翁拜海峡、东北印度洋、帝汶海等站位的内潮呈现明显的... 详细信息

文章采用三维海洋模式MITgcm,对印度尼西亚海(简称印尼海)内潮的生成和传播过程进行了研究。研究结果表明:1)苏拉威西海和西北太平洋地区的内潮呈现明显的全日潮信号;望加锡海峡、翁拜海峡、东北印度洋、帝汶海等站位的内潮呈现明显的半日潮信号;2)印尼海区内潮的标准化振幅在苏拉威西海、望加锡海峡、翁拜海峡、马鲁古海、班达海、东北印度洋和西北太平洋地区均在温跃层附近达到最大,约为20~40m;在帝汶海地区在水深200m附近达到最大,约为25~30m;3)桑岭、斯兰海、翁拜海峡和帝汶海是主要的内潮生成区域,内潮能通量达40k W·m–1;4)苏禄海的内潮能量主要来自于局地正压潮的转化,苏拉威西海和班达海的内潮能量则主要来自外部的传入。

关键词：印度尼西亚海正压潮内潮能通量

条件非线性最优扰动在长江中下游地区冬季暴雨中的应用研究

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热带气象学报 2013年第5期29卷 782-792页

作者：刘段灵孙照渤彭世球南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044 中国科学院南海海洋研究所/热带海洋环境国家重点试验室广东广州510301 广东省气象台广东广州510008

为了提高长江中下游地区高影响天气的数值预报,利用条件非线性最优扰动(CNOP)方法,对一次长江中下游地区冬季降水个例(高影响天气事件)进行目标观测研究,并通过观测系统模拟试验(OSSE)检验了该方法确定敏感区的有效性和可行性。试验结... 详细信息

为了提高长江中下游地区高影响天气的数值预报,利用条件非线性最优扰动(CNOP)方法,对一次长江中下游地区冬季降水个例(高影响天气事件)进行目标观测研究,并通过观测系统模拟试验(OSSE)检验了该方法确定敏感区的有效性和可行性。试验结果表明,CNOP方法可有效识别对应于高影响天气事件的敏感区。通过对敏感区进行初始场修正后,可明显改善验证区内24 h累积降水预报误差和总能量预报误差。进一步分析发现,通过改善敏感区内的初始场信息(如水汽通量场和低层冷空气活动等),使得数值模式不仅能更真实刻画该天气系统的初始结构,还能更好模拟出该天气系统随时间的演变特征,因而减少了验证区内对该天气系统的预报误差。这一结果表明可以把CNOP方法应用于长江中下游地区高影响天气事件的目标观测研究或实践中。

关键词：天气学高影响天气条件非线性最优扰动目标观测观测系统模拟试验

“选尺度资料同化”方法在海洋数值模拟中的应用:对一次西沙强暖涡过程的模拟试验

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热带海洋学报 2016年第2期35卷 30-39页

作者：王品强李毅能彭世球热带海洋环境国家重点实验室(中国科学院南海海洋研究所) 广东广州510301 中国科学院大学北京100049

"选尺度同化"(SSDA)方法是指在资料同化中考虑观测资料和模式变量的多尺度特征,选择性地对模式变量在某一尺度上进行调整同时保持在其他尺度上不变。为检验该方法在海洋资料同化中的应用效果,以2010年8月南海西沙群岛海域出现的强暖涡(... 详细信息

"选尺度同化"(SSDA)方法是指在资料同化中考虑观测资料和模式变量的多尺度特征,选择性地对模式变量在某一尺度上进行调整同时保持在其他尺度上不变。为检验该方法在海洋资料同化中的应用效果,以2010年8月南海西沙群岛海域出现的强暖涡(称为西沙暖涡)为试验对象,对比了同化卫星高度计海表高度资料及其反演的地转流对暖涡的改善效果,其中对地转流的同化采用了两种同化方法,即采用和未采用选尺度同化方法。各个试验结果对比表明,同化海表高度和利用选尺度同化方法同化地转流均能改善对西沙暖涡的模拟,两者同时同化对西沙暖涡模拟的改善最显著。其中,同化海表高度是通过压力场调整速度场,对西沙暖涡的范围改善更显著;选尺度同化方法则通过速度场调整压力场,有利于维持海水向暖涡中心的辐合,对暖涡强度模拟效果更好。此外,不采用SSDA方法同化地转流(即不对模式流场进行尺度分离)的试验模拟效果最差,原因在于通过地转流直接调整整个流场会抑制小尺度流场(非地转流部分)的自由发展。

关键词：西沙暖涡选尺度同化地转流卫星高度计

不同微物理方案和边界层方案对超强台风“鲇鱼”路径和强度模拟的影响分析

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热带气象学报 2013年第5期29卷 803-812页

作者：周昊朱伟军彭世球南京信息工程大学/气象灾害省部共建教育部重点实验室江苏南京210044 舟山市气象台浙江舟山316021 中国科学院南海海洋研究所/热带海洋环境国家重点实验室广东广州510301

采用分辨率为1°×1°的NCEP全球格点再分析资料,应用新一代中尺度数值预报模式WRF V3.2,对比分析了不同微物理方案和边界层方案对2010年1013号超强台风"鲇鱼"路径和强度模拟的影响。结果表明:相对于边界层方案,微物理方案对台风路径的... 详细信息

采用分辨率为1°×1°的NCEP全球格点再分析资料,应用新一代中尺度数值预报模式WRF V3.2,对比分析了不同微物理方案和边界层方案对2010年1013号超强台风"鲇鱼"路径和强度模拟的影响。结果表明:相对于边界层方案,微物理方案对台风路径的影响较大,其中与Ferrier方案相组合的试验中模拟的台风路径平均偏差最小;边界层方案对台风强度有明显影响,其中MYNN2方案模拟的台风强度变化与实况更接近。进一步对比分析了不同微物理方案和边界层方案对大尺度环流形势场、水汽通量场及台风暖心结构模拟的异同,探讨不同参数化方案对台风路径和强度模拟差异的动热力原因。分析表明:不同微物理方案在模拟副热带高压和东亚长波槽的演变特征上是不同的,于是导致对台风路径模拟的差异;不同边界层方案对边界层中水汽通量大小的模拟存在显著差异,而水汽供应的强弱会影响台风上层暖心结构的不同,从而导致对台风强度模拟的差异。

关键词：天气学台风路径和强度数值模拟微物理方案边界层方案

高频地波雷达观测资料对南海北部海流的数值同化实验

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热带海洋学报 2016年第6期35卷 10-18页

作者：朱宇航曾学智彭世球热带海洋环境国家重点实验室(中国科学院南海海洋研究所) 广东广州510301 中国科学院大学北京100049 国家海洋局南海预报中心广东广州510310

文章利用基于区域海洋模式(ROMS)的三维变分同化系统,将双站(博贺站和斗龙站)高频地波雷达的表层海流观测数据同化进模式中,并通过敏感性试验研究了观测覆盖率对同化效果的影响以及同化间隔对同化效果持续性的影响。结果表明,同化高频... 详细信息

文章利用基于区域海洋模式(ROMS)的三维变分同化系统,将双站(博贺站和斗龙站)高频地波雷达的表层海流观测数据同化进模式中,并通过敏感性试验研究了观测覆盖率对同化效果的影响以及同化间隔对同化效果持续性的影响。结果表明,同化高频地波雷达表层海流观测数据能显著改善模式对表层海流的模拟。当观测覆盖率大于40%时,不同的观测覆盖率的同化效果几乎无差别,这表明模式背景误差协方差能够很好地弥补高频地波雷达在空间上的缺测信息。试验结果还表明同化效果的持续性受到同化间隔的影响:过频繁的同化会造成模式初始场动力不平衡加剧,使得同化效果的持续性变差,而过大的同化间隔则会使同化效果在下一次同化到来前消失。当同化间隔取6h或12h时,同化效果的持续性达到最优。同化对模式预报的改善持续的时长为4~6h。

关键词：高频地波雷达三维变分同化海表流场同化区域海洋模式