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MOM4_L40模式对全球海洋CFC-11分布的模拟及其通风能力评估

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地球物理学报 2016年第11期59卷 3960-3973页

作者：谭娟李清泉王兰宁赵其庚中国气象局资产管理事务中心北京100081 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京100875

CFC-11是评估全球海洋环流模式的一个重要工具,海水中溶解的CFC-11被用来分析全球海洋模式的通风模拟.本文在中国气象局国家气候中心发展的40层全球海洋环流模式(MOM4_L40)增加了示踪物CFC-11模块,然后利用该模式研究了CFC-11在全球海... 详细信息

CFC-11是评估全球海洋环流模式的一个重要工具,海水中溶解的CFC-11被用来分析全球海洋模式的通风模拟.本文在中国气象局国家气候中心发展的40层全球海洋环流模式(MOM4_L40)增加了示踪物CFC-11模块,然后利用该模式研究了CFC-11在全球海洋中的分布,并评估了模式的通风能力.对CFC-11的海表浓度、柱总含量以及大洋剖面的垂直浓度分布和渗透深度进行了分析,结果表明,与观测相比,模式较好地再现了CFC-11在海洋表面的水平分布特征,CFC-11主要储存区位于西北大西洋、副热带北太平洋及南大洋,其浓度分布与温度分布梯度相反.沿三个大洋的5个剖面的CFC-11垂直分布模拟也与观测基本吻合.模式模拟的CFC-11分布情况与全球平均经向流函数吻合,在南大洋模拟效果更加接近观测值,深海模拟效果较好,渗透深度接近观测.同时,模拟与观测相比也存在偏差.比如在北大西洋主要的存储区域,模式低估了CFC-11的吸收,这与高纬的CFC-11向低纬过度输送有关,可能是受温盐环流和强迫资料的影响.总体来说,MOM_L40模式模拟大洋吸收的CFC-11总量是理想的,通过模拟被动示踪物CFC-11很好地再现了海洋的通风能力.

关键词：海洋模式 CFC-11 柱总含量渗透深度海洋通风

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孟加拉湾夏季风爆发的判断指标及其年际特征

地球物理学报 2018年第11期61卷 4356-4372页

作者：晏红明孙丞虎王灵李蕊金燕云南省气候中心昆明650034 国家气象信息中心北京100081 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 云南省气象局昆明650034

利用高低层大气环流、OLR(向外长波辐射)、CMAP降水、SST(海表温度)等资料分析了孟加拉湾地区3—5月多年气候平均大气环流及不同要素的演变特征,定义了一个新的孟加拉湾夏季风(BOBSM,下同)爆发指标为孟加拉湾地区(5°N—15°N,90°E—9... 详细信息

利用高低层大气环流、OLR(向外长波辐射)、CMAP降水、SST(海表温度)等资料分析了孟加拉湾地区3—5月多年气候平均大气环流及不同要素的演变特征,定义了一个新的孟加拉湾夏季风(BOBSM,下同)爆发指标为孟加拉湾地区(5°N—15°N,90°E—97.5°E)850 hPa和200 hPa纬向风区域平均的变化同时满足U850>3 m·s^(-1)和U200<-5 m·s^(-1),并持续5天的第一天即作为BOBSM爆发日期.该季风指数有明确的天气学意义,可以反映孟加拉湾低层西南风持续稳定和南亚高压在青藏高原建立早晚的特征.文章进一步分析了BOBSM爆发的年际特征及其前兆海洋信号特征,结果表明:1981—2010年BOBSM爆发的平均日期为5月10日,季风爆发有显著的年际波动,爆发最早在1999年(4月11日)和最晚在1968年(6月1日),年代际尺度上表现为由爆发偏晚至偏早的变化趋势;BOBSM爆发早(晚)与热带印度洋地区850 hPa的越赤道气流和西风异常加强(减弱),以及200 hPa青藏高原南亚高压的季节性建立偏早(晚)等密切联系;前期冬季赤道西太平洋的海温冷(暖)变化对BOBSM爆发早(晚)有很好的指示意义,前期冬季海温偏高(低)有利于季风偏早(晚),其影响的主要途径是通过热源变化激发纬向垂直环流及其热带印度洋和太平洋低层环流异常,进而影响季风爆发早晚.

关键词： BOBSM 爆发指标气候特征年际变化

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大气湿对流的类型和深厚湿对流触发机制综述

北京大学学报（自然科学版） 2022年第6期58卷 1141-1152页

作者：郑永光陈炯国家气象中心北京100081 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081

梳理大气湿对流和强对流天气的定义和特征,综述深厚湿对流(DMC)的触发机制研究进展。类似贝纳德对流的大气浅薄湿对流积云的组织形态取决于边界层大气垂直风切变强度。按照触发高度,可将DMC划分为地基对流和高架对流;按照强弱程度,也可... 详细信息

梳理大气湿对流和强对流天气的定义和特征,综述深厚湿对流(DMC)的触发机制研究进展。类似贝纳德对流的大气浅薄湿对流积云的组织形态取决于边界层大气垂直风切变强度。按照触发高度,可将DMC划分为地基对流和高架对流;按照强弱程度,也可以将DMC划分为强雷暴和普通雷暴。虽然强对流天气的定义具有一定的主观性,不同国家的定义标准存在差异,但都具有极端性和易致灾等特点。然而,全面监测这些天气的类型和强度的难题依然存在。地基对流的触发机制实际上位于边界层,最为复杂多样;很多DMC的触发是辐合线相互作用或不同机制共同作用的结果。未来需要加强边界层的精细探测能力,深入研究DMC触发机制的气候学特征和机理,更需要提升高时空分辨率资料同化水平和边界层过程的数值模拟能力。

关键词：对流深厚湿对流强对流触发辐合线重力波

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基于多个参考态更新的动力相似预报方法及应用

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物理学报 2006年第8期55卷 4388-4396页

作者：任宏利张培群李维京丑纪范兰州大学大气科学学院兰州730000 国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081

为了更有效地利用历史资料中的相似性信息提高数值模式预报水平,提出了一种新的动力相似预报方法———多参考态更新(MRSU)法.该方法基于“更新”观点,通过引入相似更新周期(PAU)的概念,将整个预报时段按PAU分成若干小的子时段,在预报... 详细信息

为了更有效地利用历史资料中的相似性信息提高数值模式预报水平,提出了一种新的动力相似预报方法———多参考态更新(MRSU)法.该方法基于“更新”观点,通过引入相似更新周期(PAU)的概念,将整个预报时段按PAU分成若干小的子时段,在预报进行到PAU时重新选取多个参考态,并采用超平面近似法将相似动力模式产生的多个预报估计成最佳预报向量,这样就形成了“选取估计”的循环,不断重复这一过程直到完成整个时段的预报.进一步将简化的MRSU方法应用于T63全球谱模式.月预报试验结果表明,与控制试验相比,MRSU法对逐日和月平均环流能有效提高预报技巧、减小预报误差,其中后者更为显著一些.

关键词：相似-动力模式参考态相似更新周期月预报

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全球陆地表面气温变化研究现状、问题和展望

地球科学进展 2014年第8期29卷 934-946页

作者：任国玉任玉玉李庆祥徐文慧中国气象局气候研究开放实验室国家气候中心北京100081 中国气象局国家气象信息中心北京100081

气候变化模拟、预估、影响评价和适应行动,均需深入了解全球陆地及不同区域地面平均气温、极端气温变化的基本观测事实和精准时空规律。长期以来,近百年全球陆地表面气温序列的构建和分析主要由英国和美国少数几家研究机构垄断。这些机... 详细信息

气候变化模拟、预估、影响评价和适应行动,均需深入了解全球陆地及不同区域地面平均气温、极端气温变化的基本观测事实和精准时空规律。长期以来,近百年全球陆地表面气温序列的构建和分析主要由英国和美国少数几家研究机构垄断。这些机构研制的长序列全球陆地表面气温变化分析产品成为气候变化科学的基石。然而,现有全球陆地表面气温资料数据及分析结果还存在明显不足,其中突出的问题包括:1中国及周边国家、地区观测覆盖不充分,早期资料覆盖严重匮乏;2对城市化影响偏差重视不够,没有对其进行系统研究和订正。另一方面,我国气象部门目前已初步建立了全球陆地表面气温观测资料数据集,中国科学家也在城市化对地面气温趋势影响偏差评价和订正方面开展了系统研究。但迄今为止,我国还没有研制出高质量、覆盖全球各个大陆的地表气温资料数据集及其分析产品。如何完善业已建成的地表气温观测资料数据集,系统分析、评价全球陆地城镇观测站地面气温序列中的城市化影响性质和程度,发展客观的方法订正城市化影响偏差,建立中国自己的高质量全球陆地长序列地面气温资料数据集,构建和分析全球陆表平均和极端气温时间序列,监测和揭示全球陆地及不同区域地面气温变化的精细规律,已成为我国气候变化和全球变化科学的重要任务。

关键词：全球气候变化地表气温基础数据城市化影响

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水文气象学领域的水文循环研究进展

气候变化研究进展 2023年第1期19卷 1-10页

作者：刘春蓁巢清尘王守荣刘志雨水利部水利信息中心/水利部水文水资源监测预报中心北京100053 中国气象局国家气候中心北京100081 中国气象局北京100081

气候系统中的水循环处于不断运转演化和更新中。近年来在全球变暖和人类活动的双重影响下,水文循环发生了显著变化,引起了社会和学界的广泛关注。水文循环是气候系统的核心,是连接气候子系统的纽带,也是水文气象学研究的核心问题。近年... 详细信息

气候系统中的水循环处于不断运转演化和更新中。近年来在全球变暖和人类活动的双重影响下,水文循环发生了显著变化,引起了社会和学界的广泛关注。水文循环是气候系统的核心,是连接气候子系统的纽带,也是水文气象学研究的核心问题。近年来国内外学者采用各种观测手段及海-陆-气耦合模型检测和模拟水文循环变化,取得了丰硕成果。对其变化的物理机制和驱动因素有了深入的理解,提高了对其未来可能变化的预测预估水平。文中对最近20余年与水文气象学相关的水文循环发生的变化,引起全球、区域及流域水文循环通量变化的原因,以及未来变化的预测等问题所取得的进展做了较全面的阐述。最后对水文气象学领域水文循环变化研究应关注的问题进行了探讨。

关键词：水文气象学水文循环气候系统模式人为强迫预测

10～30 d延伸期可预报性与预报方法研究进展

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应用气象学报 2019年第4期30卷 416-430页

作者：章大全郑志海陈丽娟张培群国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室

10~30d延伸期的可预报性既依赖于初始条件,也与缓变的下垫面有关,寻找延伸期时段内可预报性较高的低频特征,识别延伸期的可预报性来源及影响的物理机制是提高延伸期预报水平的关键。近年延伸期可预报性来源、热带大气季节内振荡监测预... 详细信息

10~30d延伸期的可预报性既依赖于初始条件,也与缓变的下垫面有关,寻找延伸期时段内可预报性较高的低频特征,识别延伸期的可预报性来源及影响的物理机制是提高延伸期预报水平的关键。近年延伸期可预报性来源、热带大气季节内振荡监测预测和影响等领域的研究取得较大进展,提出和应用了动力统计相结合以及大气低频信号释用等新的延伸期预报方法。对延伸期可预报性来源及其与初值和外强迫异常的关系分析表明,海气相互作用能提高亚洲和西太平洋区域延伸期时段大气环流和要素的可预报性。热带大气季节内振荡、平流层爆发性增温以及各种次季节尺度的海气、陆气耦合作用和大气响应均为延伸期预报提供了重要的可预报性来源。由于数值模式延伸期时段的预报性能与实际业务需求还存在一定距离,基于动力统计相结合和物理统计的延伸期预报方法被广泛应用于业务预报,表现出一定的预报技巧。

关键词：延伸期预报可预报性季节内振荡

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基于集合预报的淮河流域洪水预报研究

水利学报 2012年第2期43卷 216-224页

作者：包红军赵琳娜中国气象局公共气象服务中心北京100081 国家气象中心中国气象局北京100081

建立基于集合预报的淮河具有行蓄洪区流域洪水预报及早期预警模型。在洪水预报中引入数值天气预报以延长洪水预报的预见期。集合预报采用多模式和多分析集合预报技术,考虑初始场的不确定性和模式的不确定性,避免"单一"确定性数值天气预... 详细信息

建立基于集合预报的淮河具有行蓄洪区流域洪水预报及早期预警模型。在洪水预报中引入数值天气预报以延长洪水预报的预见期。集合预报采用多模式和多分析集合预报技术,考虑初始场的不确定性和模式的不确定性,避免"单一"确定性数值天气预报结果易存在的预报误区。THORPEX项目支撑的THORPEX Interactive Grand Global Ensemble(TIGGE)集合预报目的是建立全球交互式预报系统。本文以淮河流域为试验流域,以TIGGE集合预报(加拿大气象中心(简称CMC,集合成员数为15个)、欧洲中期天气预报中心(简称ECMWF,集合成员数为51个)、英国气象局(简称UKMO,集合成员数为24个)、美国国家环境预测中心(简称NCEP,集合成员数为15个))驱动构建的水文与水力学相结合的具有行蓄洪区流域洪水预报模型以达延长洪水预报的预见期,新安江模型用于降雨径流计算、一维水动力学模型用于河道洪水演算,实现洪水预报及早期预警。为了进行比较,同时采用地面雨量计观测降水驱动构建的洪水预报模型,对2007和2008年淮河汛期洪水进行检验。结果表明,基于TIGGE集合预报驱动的洪水预报预见期延长了72～120h,证明了TIGGE集合预报可以应用于洪水预报及早期预警。

关键词：洪水预报及早期预警 TIGGE集合预报新安江模型一维水动力学模型淮河

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2022年夏季我国气候异常特征及成因分析

气象 2023年第1期49卷 110-121页

作者：章大全袁媛韩荣青国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

2022年夏季我国气候异常特征突出,区域性、阶段性旱涝灾害明显,降水空间差异显著。利用观测资料和再分析数据,基于合成和相关分析等方法,总结和探讨东亚夏季风和我国气候异常特征及可能成因。结果表明:2022年东亚夏季风季节进程总体提前... 详细信息

2022年夏季我国气候异常特征突出,区域性、阶段性旱涝灾害明显,降水空间差异显著。利用观测资料和再分析数据,基于合成和相关分析等方法,总结和探讨东亚夏季风和我国气候异常特征及可能成因。结果表明:2022年东亚夏季风季节进程总体提前,南海夏季风爆发偏早,华南前汛期、西南雨季、江南和长江中下游梅雨、华北和东北雨季开始均较常年偏早。2022年夏季我国气候总体温高雨少,全国平均气温为1961年以来历史同期最高,全国平均降水量为历史同期第二少,盛夏长江流域发生破纪录的高温伏旱。夏季降水异常的阶段性特征显著,6月上中旬主雨带位于华南,6月下旬至8月,随西太平洋副热带高压明显北跳,多雨区北移至华北、黄淮、东北、西北地区东部等地,我国东部地区降水呈“北多南少”分布。2022年夏季气候异常与海温等外强迫因子密切相关。La Ni?a事件在春季再次发展,赤道中太平洋冷海温加强和海洋性大陆上空对流活跃,热带印度洋偶极子负位相异常偏强,黑潮及延伸区海温偏暖,导致西太平洋副热带高压加强西伸和北抬,对夏季主雨带位置偏北和长江流域持续性异常高温天气起到重要作用。

关键词：夏季降水东亚夏季风西太平洋副热带高压拉尼娜菲律宾异常反气旋