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Assessment of Dust Aerosol Optical Depth and Shortwave Radiative Forcing over the Northwest Pacific Ocean in Spring Based on Satellite Observations

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atmospheric and Oceanic Science Letters 2009年第4期 223-228页

作者： CHEN Lin 1,2,SHI Guang-Yu 1,ZHONG Ling-Zhi 3,and TAN Sai-Chun 1 1 State key laboratory of {2. modeling for atmospheric sciences and geophysical fluid dynamics,institute of atmospheric physics,chinese academy of sciences,beijing 10002.,China 2 key laboratory of Radiometric Calibration and Validation for Environmental Satellites (KLRCV),National Satellite Meteorology Center,China Meteorological Administration (NSMC/CMA),beijing,100081,China 3 State key laboratory of Severe Weather,chinese academy of Meteorological sciences,beijing 100081,China State key {2. of {2. modeling for atmospheric sciences and geophysical fluiddynamics Institute of Atmospheric physics Chinese Academy of Sciences Beo＇ing 100029 China key laboratory of Radiometric Calibration and Validation for Environmental Satellites （KLRCV） National Satellite Meteorology Center China Meteorological Administration （SMC/CMA） Beijing 100081 China State key {2. of Severe Weather Chinese Academy of Meteorological Sciences Beijing 100081 China

Dust aerosol optical depth (AOD) and its ac-companying shortwave radiative forcing (RF) are usually simulated by numerical ***,by using 9 months of Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) aerosol product data in combination with Clouds and the Earth’s Radiant Energy System Single Scanner Footprint (CERES/SSF) data,dust AOD and its shortwave RF were estimated over the cloud-free north-west (NW) Pacific Ocean in the springs of 2.04,2.05,and *** results showed that in this region,the mean dust AOD and its shortwave RF were 0.10 and 5.51 W m 2.*** order to validate the dust AOD de-rived by MODIS,results from the Goddard Global Ozone Chemistry Aerosol Radiation and Transport (GOCART) model were also used *** correlation coefficient between the monthly averaged dust AOD derived by MODIS measurements and the model simulation results was approximately *** the estimates of the dust AOD and its shortwave RF obtained in this study are based mainly on satellite data,they offer a good reference for numerical models.

关键词： dust aerosols optical depth shortwave radiative forcing northwest Pacific satellite measurements

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耦合模式中潮汐对北大西洋模拟的影响研究

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气候与环境研究 2018年第3期23卷 259-267页

作者：于溢刘海龙林鹏飞兰健中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266003 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 中国科学院大学地球科学学院北京100049

将8个主要平衡分潮加入到耦合模式中,对比研究潮汐对北大西洋模拟影响。由于潮汐的引入,模式模拟SST在北大西洋中纬度区域偏差显著减小,高纬度区域SST降温明显。SST模拟的改变使潮汐试验的海表净热通量模拟误差下降了约30%,但高纬度海... 详细信息

将8个主要平衡分潮加入到耦合模式中,对比研究潮汐对北大西洋模拟影响。由于潮汐的引入,模式模拟SST在北大西洋中纬度区域偏差显著减小,高纬度区域SST降温明显。SST模拟的改变使潮汐试验的海表净热通量模拟误差下降了约30%,但高纬度海冰显著增加。模式中引入潮汐对北大西洋上层环流,尤其是西边界流的路径模拟改进显著,这是SST及海表净热通量模拟改变的主要原因。同时,北大西洋上层和深层西边界流在潮汐的作用下,都表现出环流减弱的特点,这也使得大西洋经向翻转环流在2..5°N处上层2.km的输送减弱,与观测数据更为接近。较弱的大西洋经向翻转环流导致海洋热量在中低纬度聚集而无法输送到高纬度区域,这是造成潮汐试验模拟的海温在中低纬度偏高、高纬度偏低的原因,较弱的热输送也同时导致了潮汐试验中北半球海冰面积增加。

关键词：引潮势大西洋经向翻转环流西边界流耦合模式

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南海卫星遥感海表湍流热通量资料的评估

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气候与环境研究 2018年第3期23卷 332-340页

作者：封宝鑫刘海龙林鹏飞王启中国海洋大学海洋和气象学院山东青岛266100 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029

利用现场观测资料、OAFlux的湍流热通量,评估了JOFURO(Japanese Ocean Flux Data Sets with use of Remote Sensing Observations)、HOAPS-2.Hamburg Ocean Atmosphere Parameters and Fluxes from Satellite data version 2.、GSSTF-2.Goddard Satellite-Based Surface Turbulent Fluxes version 2.3种卫星资料在南海区域的表现。3套卫星资料可以说各有千秋,总体而言JOFURO和GSSTF-2.料的空间分布和时间变化与OAFlux资料整体上较一致,但是这两套资料都在很大程度上低估了海盆平均的潜热和感热,前者低估约10%~2.%,后者则可以达到50%以上。HOAPS-2.料与现场观测资料有较好的一致性,但在时间变化上和其他资料的差异则较大,特别是感热方面,季节变化振幅、年际变化位相等都与其他资料不一致。通过比较我们发现,海南岛周边以及南海南部区域估算的潜热和感热释放偏小是造成整体偏小的主要原因。

关键词：卫星遥感湍流热通量潜热通量感热通量南海

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Formation of the thermal-driven boundary jet in an f-plane mesoscale basin

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Science China Earth sciences 2008年第1期51卷 152-160页

作者： FENG LiCheng1,2.& CHAO JiPing3,4 1 State key {2. of {2. modeling for atmospheric Science and geophysical fluid dynamics (LASG), institute of atmospheric physics, chinese academy of sciences, beijing 10002., China 2.Graduate University of the chinese academy of sciences, beijing 100049, China 3 National Marine Environment Forecast Center, beijing 100081, China 4 First institute of Oceanography, State Oceanic Administration, Qingdao 2.6061, China 1. State key {2. of {2. modeling for atmospheric Science and geophysical fluid dynamics (LASG) Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sciences Beijing 100029 China 2. Graduate University of the chinese academy of sciences Beijing 100049 China 3. National Marine Environment Forecast Center Beijing 100081 China 4. First institute of Oceanography State Oceanic Administration Qingdao 266061 China

The paper adopts an f-plane quasi-geostrophic inertial model without linearization to investigate the perturbation temperature, boundary jet and upwelling (downwelling) in an idealized rectangular basin, under the consideration of west side friction layer and heat conservation. There is net heat input on the upper surface and equal quality heat dissipation on the west boundary, and without heat exchange on other boundaries, then the heat is conservation in the whole basin. Results show that there is thermal front due to denseness of the perturbation temperature in the west side boundary, the perturbation pressure and flow field are reversal on the upper layer and bottom layer. On the bottom layer, the west coastal current is northward, and the maximum perturbation pressure center is on the west, however, on the upper layer, the east coastal current is southward, and the maximum perturbation pressure center is on the east. There is strong vertical flow in narrow western boundary layer, and also in the central zone. The effect of different upper thermal forcings is also studied, and it can be concluded that there is always temperature denseness and boundary jet near the west boundary, and the appearance of flow field reversal, but the distribution of vertical flow is rather different.

关键词： boundary jet vertical flow thermal front thermal-driven heat conservation

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Mechanism of the Spring Persistent Rains over southeastern China

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Science China Earth sciences 2007年第1期50卷 130-144页

作者： WAN RiJin1,2.3 & WU GuoXiong1 1 State key {2. of {2. modeling for atmospheric sciences and geophysical fluid Mechanicals (LASG), institute of atmospheric physics, chinese academy of sciences, beijing 10002., China 2.Guangdong Climate and Agrometeorology Center, Guangzhou 510080, China 3 Shanghai Typhoon {12. of China Meterological Administration, Shanghai 2.0030, China 1. State key {2. of {2. modeling for atmospheric sciences and geophysical fluid Mechanicals (LASG) Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sciences Beijing 100029 China 2. Guangdong Climate and Agrometeorology Center Guangzhou 510080 China 3. Shanghai Typhoon institute of China Meterological Administration Shanghai 200030 China

The Spring Persistent Rains (SPR) in the areas to the south of middle and lower reaches of the Yangtze River or over southeastern China (SEC) is a unique synoptic and climatic phenomenon in East Asia. This study reveals a possible mechanism responsible for the climatic cause of SPR formation through climatic mean data analysis and sensitive numerical model experiments. SEC is located at the down-stream of the southwesterly velocity center (SWVC) which lies on the southeastern flank of the Tibetan Plateau (TP). As a result, there are strong southwesterly wind velocity convergence and moisture con-vergence over SEC. This is the immediate climatic cause of SPR formation. In spring, the seasonal evolution of the southwesterly velocity consists with the surface sensible heating over southeastern TP, indicating that the formation of SPR is related to not only the southwesterly wind of mechanical de-flected flow of TP, but also the southwesterly wind of thermal-forced cyclonic low circulation. Sensitive numerical experiments demonstrate that, without TP, both SWVC and the SPR rain belt will disappear. The southwesterly wind velocity increases almost linearly with the amount of the total diabatic heating with TP rising. Therefore, SWVC is the result of the mechanical forcing and thermal forcing of TP. All these strongly suggest that the presence of TP plays a primary role in the climatic formation of SPR.

关键词： SPR climatic cause of formation southwesterly Tibetan Plateau sensitive experiments.

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厄尔尼诺/拉尼娜-南方涛动机制时滞海-气振子的渐近解

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物理学报 2011年第8期60卷 5-10页

作者：莫嘉琪林万涛林一骅安徽师范大学数学计算机科学学院芜湖241003 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029

研究了一类厄尔尼诺/拉尼娜-南方涛动机制.利用渐近分析的摄动方法,简单而有效地构造了一个厄尔尼诺/拉尼娜和南方涛动时滞模型解的渐近展开式.讨论了相应问题解的渐近性态.

关键词：非线性渐近性态厄尔尼诺/拉尼娜-南方涛动模型

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The Role of Nonlinear Forcing Singular Vector Tendency Error in Causing the"Spring Predictability Barrier"for ENSO

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Journal of Meteorological Research 2016年第6期30卷 853-866页

作者： DUAN Wansuo ZHAO Peng2.HU Junya1 XU Hui1 State key {2. of {2. modeling for atmospheric sciences and geophysical fluid dynamics Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sciences Beijing 100029 China Meteorological Administration Training Center Beijing 100081 University of chinese academy of sciences Beijing 100049

With the Zebiak-Cane model, the present study investigates the role of model errors represented by the nonlinear forcing singular vector （NFSV） in the ＂spring predictability barrier＂（SPB） phenomenon in ENSO prediction. The NFSV-related model errors are found to have the largest negative effect on the uncertainties of El Nino prediction and they can be classified into two types： the first is featured with a zonal dipolar pattern of SST anomalies （SSTA）, with the western poles centered in the equatorial central western Pacific exhibiting positive anomalies and the eastern poles in the equatorial eastern Pacific exhibiting negative anomalies; and the second is characterized by a pattern almost opposite to the first type. The first type of error tends to have the worst effects on El Nifio growth-phase predictions, whereas the latter often yields the largest negative effects on decaying-phase predictions. The evolution of prediction errors caused by NFSV- related errors exhibits prominent seasonality, with the fastest error growth in spring and/or summer; hence, these errors result in a significant SPB related to El Nifio events. The linear counterpart of NFSVs, the （linear） forcing singular vector （FSV）, induces a less significant SPB because it contains smaller prediction errors. Random errors cannot generate an SPB for El Nifio events. These results show that the occurrence of an SPB is related to the spatial patterns of tendency errors. The NFSV tendency errors cause the most significant SPB for El Nifio events. In addition, NFSVs often concentrate these large value errors in a few areas within the equatorial eastern and central-western Pacific, which likely represent those areas sensitive to El Nifio predictions associated with model errors. Meanwhile, these areas are also exactly consistent with the sensitive areas related to initial errors determined by previous studies. This implies that additional observations in the sensitive areas would not only improve the a

关键词： spring predictability barrier model error optimal perturbation El Nifio event

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基于Lorenz模型的集合预报与单一预报的比较研究

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物理学报 2018年第7期67卷 60-68页

作者：梁丁顾斌丁瑞强李建平钟权加南京信息工程大学空间天气研究所南京210044 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 南京信息工程大学物理与光电工程学院南京210044 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京100875

根据非线性局部Lyapunov向量方法和增长模繁殖方法,选取Lorenz63模型和Lorenz96模型的不同状态为例,对集合预报与单一预报的预报技巧开展了对比研究.结果表明:与单一预报比较,集合预报的均方根误差和型异常相关有明显改善,随预报时间推... 详细信息

根据非线性局部Lyapunov向量方法和增长模繁殖方法,选取Lorenz63模型和Lorenz96模型的不同状态为例,对集合预报与单一预报的预报技巧开展了对比研究.结果表明:与单一预报比较,集合预报的均方根误差和型异常相关有明显改善,随预报时间推移,改善效果越显著,且集合平均优于单一预报的实验个例数逐渐增多.就概率分布(f)而言,单一预报状态的f与真实状态基本一致,不随时间变化;而集合平均预报状态的f则随时间呈现出值域变窄、峰值变大的特点.表明随预报时间的延长,单一预报状态为混沌吸引子上的随机状态,而集合平均预报状态为吸引子子集上的随机状态,这可能是集合平均误差小于单一预报的原因.

关键词：非线性局部Lyapunov向量集合预报单一预报 Lorenz模型

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风云三号积雪覆盖产品评估

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遥感技术与应用 2018年第1期33卷 35-46页

作者：张帅师春香梁晓贾炳浩吴捷南京信息工程大学地理科学学院江苏南京210044 国家气象信息中心北京100081 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 中国气象局国家气候中心气候研究开放实验室北京100081

由于积雪在地球气候系统和水文循环中调节能量和水交换的特定作用,准确地估计积雪分布和制作高质量的积雪产品对短期气候预测以及水文管理至关重要。中国气象局国家卫星气象中心从2.09年开始生成风云三号卫星积雪覆盖率(MULSS多仪器融... 详细信息

由于积雪在地球气候系统和水文循环中调节能量和水交换的特定作用,准确地估计积雪分布和制作高质量的积雪产品对短期气候预测以及水文管理至关重要。中国气象局国家卫星气象中心从2.09年开始生成风云三号卫星积雪覆盖率(MULSS多仪器融合数据)产品,为了检验产品算法和为积雪产品在气候研究中的应用提供客观依据,有必要对积雪产品的精度进行评估。以MODIS MOD10C1(MYD10C1)全球日积雪覆盖数据集为参考,基于总精度、Heidke技巧评分等5项检验指标,主要对2.10~2.14年的风云三号积雪产品进行评估,并进一步分析不同时间尺度积雪覆盖率精度的偏差分布。总体而言,风云三号的卫星积雪产品都与MODIS产品保持了较好的时空一致性。如在积雪季节,风云MULSS积雪产品与MODIS产品的空间分布和时间演变相对统一;但是,可能受到云检测的处理的差异的影响,在融雪期二者的有无雪一致性略有下降。此外,两个产品的积雪覆盖率偏差有明显的年际、季节和月变化,从2.12.开始,风云三号MULSS积雪产品相对MODIS的偏差由在中国北部偏高转变为在全国范围内的偏低,从积雪期到融雪期,偏差明显减小。从月的时间尺度来说,东北及新疆北部地区都是积雪变化的敏感区域,青藏高原地区受到地形影响,积雪常年保持,偏差稳定。

关键词：风云三号积雪产品 MODIS 积雪覆盖率

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改进的CLDAS降水驱动对中国区域积雪模拟的影响评估

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气象 2018年第8期44卷 985-997页

作者：师春香张帅孙帅姜立鹏梁晓贾炳浩吴捷南京信息工程大学地理科学学院南京210044 国家气象信息中心北京100081 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 中国气象局气候研究开放实验室北京100081

积雪因为其特定的属性在气候变化和水文循环中扮演着重要角色,在大气和陆面之间起到了调节能量和水交换的显著作用,而陆面驱动数据的质量直接决定着模式对积雪的模拟效果。本文采用CLDAS(CMA Land Data Assimilation System)和改进后的... 详细信息

积雪因为其特定的属性在气候变化和水文循环中扮演着重要角色,在大气和陆面之间起到了调节能量和水交换的显著作用,而陆面驱动数据的质量直接决定着模式对积雪的模拟效果。本文采用CLDAS(CMA Land Data Assimilation System)和改进后的降水驱动(CLDAS-Prcp)分别驱动Noah3.6陆面模式对积雪变量进行模拟,并对中国主要的积雪区东北区域、新疆区域、青藏高原区域的积雪覆盖率、雪深、雪水当量的模拟效果进行了评估。结果表明,CLDAS-Prcp改善了原有驱动在冬季由于低估降水所造成的模拟积雪量偏少的情况;东北区域模拟结果与观测的时间变率最为一致,积雪覆盖率、雪深、雪水当量的相关系数分别为0.42.0.78,0.93;而雪水当量的改进效果最明显,均方根误差和偏差分别减小了54.8%和83.1%,相关系数提高了0.47;同时,CLDAS-Prcp不仅能反映积雪变量的年际变率,而且能够较准确地反映出强度较大的突发降雪事件。

关键词： CLDAS 积雪模拟中国区域 Noah3.6

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