2024年汛期气候趋势预测与展望

2024年3月,中国科学院大气物理研究所开展汛期(6~8月)全国气候趋势预测会商会。通过综合分析大气所各数值模式和统计模型的预测结果,在未来3~5个月热带中东太平洋从El Niño事件恢复至正常状态的背景下,预计2024年汛期(6~8月),东北大部分地区、华北东部、黄河下游、长江中下游、西藏大部、陕西南部、西南地区南部和东部降水正常略偏多,其中东北的北部和东部以及长江中下游地区降水偏多2~5成,可能发生局地洪涝灾害。全国其他大部分地区降水正常略偏少,其中新疆北部至内蒙古西部和华南地区降水偏少2~5成,可能发生阶段性高温热浪。预计2024年夏季登陆台风数量略偏少。由于未来El Niño事件的衰减速度、热带印度洋和北大西洋海温异常的演变趋势以及西太平洋副热带高压和中高纬度环流的季节内变化等诸多因素都具有不确定性,因此此次汛期降水预测结果也存在一定的不确定性。

应用九层全球大气格点模式进行跨季度短期气候预测系统性试验

利用中国科学院大气物理研究所 9层大气环流模式 (IAP9L AGCM)对夏季气候进行了 30年 ( 1970～ 1999年 )集合回报试验 ,并采用统计学分析方法对跨季度夏季短期气候的可预测性问题进行了初步探讨 .结果表明 ,该模式对对流层中、高层大气环流的预测能力强于低层 ,位势高度场和表面气温的可预测性最大 ,而降水的可预测性则相对较小 .对流层中、高层位势高度场的可预测性基本呈带状分布 ,越靠近赤道可预测性越高 ;而降水的可预测性基本局限于赤道东太平洋及热带个别区域 .由此可见 ,降水的预测极为困难和复杂 。

应用IAP9L-AGCM对2002年中国夏季气候的预测及效果检验

利用中科院大气所9层大气环流格点模式(IAP9L-AGCM)和IAP-ENSO预测系统对2002年中国夏季气候进行实时集合预测及其检验。结果显示,IAP9L-AGCM较好地预测出了2002年夏季我国大范围旱涝的分布形势,如华南、我国西部多雨,黄河和长江流域之间大范围干旱等;850hPa减弱的夏季风、青藏高原辐散中心以及北太平洋上空的异常气旋性环流中心亦被较好地预报出来;不足的是,模式对降水异常细致分布的预测能力有限。预测结果还表明,该模式对夏季(6—8月)平均降水的预报技巧要高于月平均状况,且月平均预报的准确度从6—8月依次递减。

大气初始异常在跨季度短期气候预测中作用的研究

针对大气初始异常在跨季度短期气候预测中的可能作用 ,利用中国科学院大气物理研究所 9层大气环流格点模式 (简称IAP 9L AGCM )对全球夏季气候进行了 30年 ( 1 970～ 1 999年 )集合回报试验 ,系统地考察了基于大气初始异常条件下模式对跨季度短期气候异常的可预测性。结果表明 ,在热带、副热带及高纬都存在气候异常的可预测性区域 ,说明大气初始场异常本身对跨季度短期气候预测有很重要的影响。相对于全球来说 ,大气初始异常对跨季度短期气候预测的影响在东亚地区更为显著 ,其作用不可忽略。通过对典型年份的个例分析发现 ,在某些气候异常剧烈的特殊年份 。

我国冬季气候数值预测潜力的初步分析

20世纪80年代以来,我国南方地区先后在1984年冬季和2008年冬季发生了两次过程相似的极端天气事件。为了考察该类天气事件的气候预测潜力,分别利用中国科学院大气物理研究所的2层和9层全球大气环流模式进行了跨年度集合回报试验。结果表明,两个模式都表现出了一定的预测能力,但针对我国不同的区域和气候因子,预测能力存在差异,例如,2层模式对我国东部近地面风场异常的预测潜力相对较大,而9层模式对月平均降水距平百分率的预测能力则更为突出一些。综合两个模式的集合回报结果来看,包含该类极端天气事件的关键区月平均降水异常和近地层风场异常都具有一定程度的气候可预测性。与降水的预报技巧相比,模式对近地面风场的预测能力要更为稳定一些。

中国东部冬季降水的动力结合统计预测方法研究

针对中国东部6个气候关键区,首先,通过相关分析指出,冬季降水既与前期气候因子有关,又受同期大气环流的影响。因此,有必要采用动力与统计相结合的方法进行气候预测研究。然后,从实时预测的角度出发,综合考虑前期预测因子的观测信息和具有数值可预测性的同期气候因子的数值模式结果,使用多元线性回归分析方法就各区域平均冬季降水逐一建立了短期气候预测模型,并在预测模型中考虑了模型结果中系统误差的订正。交叉检验分析结果表明,所建立的各区域预测模型普遍具有较好的预测效果,预测优势主要表现在对冬季降水的变化趋势、年际变化、以及异常符号的预测准确率上。就6个区域平均而言,1982—2008年交叉检验结果与实况间的相关系数和距平同号率分别为0.69和78%,表明该预测思想具有可行性。

兰州市区低空大气温度层结特征及其与空气污染的关系

利用 1988～ 1992年兰州市气象站逐日 0 8h(北京时 ,下同 )常规气象探空观测资料及同期兰州市环境监测站空气污染物浓度监测资料 ,统计分析了市区低空大气温度层结变化特征及其与3种主要空气污染物 (SO2 ,CO和 NOx)浓度之间的关系 .结果表明 :兰州市区低空大气温度层结全年以弱稳定为主 ,一年四季皆有逆温层存在 ;在冬季 ,逆温层发生频率最高 (95 .8% ) ,贴地逆温层厚度最厚 (平均 74 0 m)、强度最强 (平均 0 .5 3℃ / 10 0 m) ,脱地逆温层底相对高度最低 (平均 935m) ;同时 ,贴地大气层结温度递减率与空气污染物浓度呈显著反相关 .由此表明 ,兰州市区低空大气温度层结状况是影响该市空气污染程度的重要因素之一 .

SRES A2情景下中国气候未来变化的多模式集合预测结果

采用政府间气候变化委员会资料中心的模式预测结果 ,本文分析了SRESA2温室气体和气溶胶排放情景下中国大陆 2 1世纪前 30年的 10年际气候变化趋势 .研究揭示 :大陆冬季和夏季表面温度、表面最高温度和最低温度分别升高 0 .3～ 2 .3℃、0 .1～ 2 .0℃、0 .5～ 2 .7℃ ,增幅大体上呈现东西向带状分布 ,由南至北升温逐渐加强 ,且增幅随时间加大 .此外 ,上述三气候要素冬季升温幅度要大于同期夏季、表面最低温度升幅要强于同期表面最高温度 ,冬季和夏季表面温度的季节内变化范围减小 .冬季东亚地区海平面气压异常幅度在 - 1.0hPa至 0 .4hPa之间变化 ,呈东西向带状分布 ,表现为南正北负、随时间推进异常幅度有所加大 ,正负交界面向南扩展 ;同时 ,东北、华北和西部海平面气压负异常较大 .夏季海平面气压异常空间分布与冬季相似 .2 0 0 1～ 2 0 30年 ,青藏高原大部、大陆东南部和河套大部分地区降水量增加 0 .1～ 0 .8mm/d .

关于西太平洋台风气候变异和预测的若干研究进展

在概述近几十年来关于大气环流和海温等条件与台风活动关系方面以中国学者为主的研究之后,重点介绍了最近关于西太平洋台风气候年际变异和预测研究的若干新的进展。主要包括:西太平洋台风活动频次和登陆中国台风的气候年际变化特征,以及从动力数值模式和动力统计方法两个方面如何进行台风气候的预测。关于台风气候的年际变异,重点介绍了有关台风气候年际变异和南极涛动、北太平洋涛动、北太平洋海冰覆盖面积指数以及西太平洋暖池热状态之间的联系。关于台风气候的动力数值预测,介绍了基于中国科学院大气物理研究所的气候模式所进行的第一个针对西太平洋台风气候的预测试验结果。本文还介绍了一个动力统计预测模型及其回报情况。

几年来我国气候年际变异和短期气候预测研究的一些新成果

为了热烈庆祝中国科学院大气物理研究所成立80周年(1928～2008年),作者谨就五年来中国科学院大气物理研究所的科学家们完成的关于我国气候变异和气候预测方面的研究工作若干新成果作一些非常概要性的介绍,个中也包含一点所外科学家的工作。不周和不当之处只有请读者海涵和批评指正了。本文介绍的主要进展有三个方面:关于我国气候年际变异的研究、ENSO预测研究和数值气候预测研究。

全球变暖背景下东亚气候变化的最新情景预测

在最新的SRESA2和B2温室气体排放情景下 ,利用国际上 7个气候模式针对未来全球变暖的数值模拟结果 ,本文着重分析了东亚区域气候 2 1世纪的变化趋势 .研究揭示 :中国大陆年均表面气温升高过程与全球同步 ,但增幅在东北、西部和华中地区较大 ,且表现出明显的年际变化 ;全球年均表面气温增幅纬向上大体呈带状分布 ,两极地区最为明显 ,并在北极地区达到最大 ;此外 ,2 1世纪后半段北半球高纬度地区的年平均强升温幅度主要来自于冬季增温 .在 2 1世纪前 5 0年 ,温室气体含量的增加除在一定程度上会增加青藏高原大部分夏季降水量外 ,不会对中国大陆其余地区的年、季节平均降水量产生较大影响 ;

沙漠化扩展对区域气候影响的数值模拟研究

利用GCM -SSiB全球大气环流谱模式 ,设计两组数值模拟试验 (即控制试验 (CE)和沙漠面积扩大试验(DE) ) ,研究了大陆沙漠化对我国区域气候变化的影响。模拟结果表明 :沙区扩展后 ,大陆年平均地表温度降低 ,海平面气压上升 ,纬向风速、季风加强 ,夏季低空上升运动减弱 ,冬季下沉运动增强 ,降雨量显著减少 ,地表蒸发、感热和潜热通量亦显著减少。我国区域气候随大陆沙漠化扩展趋向冷干、风速加大 ,沙漠扩展与区域气候恶化存在正反馈。

末次盛冰期气候模拟及青藏高原冰盖的可能影响

在国际古气候模拟比较计划设定的边界条件下 (其中包括 :海洋表面温度、陆地冰盖、CO2 浓度、地球轨道参数等变化 ) ,本文汇报了利用中国科学院大气物理研究所的 9层全球大气环流格点模式对末次盛冰期气候进行数值模拟的研究成果。结果表明 :末次盛冰期全球年平均温度比现在低 5 .3℃ ,降雨量下降 9% ,其中大陆年平均降水量仅为目前的 71 %。通过与其他模式模拟结果和重建古气候资料的对比表明 ,该模式捕捉到了末次盛冰期干、冷的冰期气候特征。在此基础上 ,我们根据刘东生等的科研成果 ,初步探讨了青藏高原在末次盛冰期倘若存在一定范围的冰盖 ,那么该冰盖会对东亚区域古气候模拟结果产生怎样的冲击。

我国今冬和明春气候异常与沙尘气候形势的模式预测初步报告

首次利用气候模式作了跨年度的针对冬季和春季气候异常形势的预测试验。预测结果显示 ,今冬的气候特点为 ,我国北方降水正常 ,南方略偏多 ,气温在我国全境基本为正常 ,因此 ,不会出现暖冬现象 ,而欧亚大陆北部则为明显的暖冬。预测结果还表明 ,明春我国西北、华北、东北降水正常 ,其他地区略多 ,全国气温均较正常 ,因此 ,明春的沙尘暴形势如常 ,不会出现超出常年的春季沙尘暴形势。但由于近些年的气候变化趋势使然 ,明春的沙尘暴仍可能在局部时空段内相当严重。

关于2006年西太平洋台风活动频次的气候预测试验

这是首次利用气候模式对我国2006年夏季西太平洋地区台风活动频次的实时气候预测的报告.根据这个初步的预测试验结果分析,西太平洋地区夏季（6～10月）对流层低层为异常辐散区而高层为异常辐合区,大气顶向外长波辐射为正距平,对流活动异常偏弱;同时,该地区对流层上下层纬向风的切变幅度异常偏大;海洋温度的距平值很小.综合这些气候背景条件,今年西太平洋的台风生成数量将可能比正常年份偏少一些.当然,由于台风生成发展的复杂性,这一预测还有不确定性.

沙区绿化对区域气候影响的数值模拟研究

利用GCM-SSiB全球大气环流谱模式,设计两组数值模拟试验(即控制试验(CE)和绿化面积扩大试验(GE))。研究了大陆绿化对我国区域气候变化的影响。模拟结果表明:沙区绿化后,年平均地表温度升高,海平面气压下降,纬向风速减弱、夏季风增强,冬季风减弱,夏季低空上升运动加强,冬季下沉运动减弱,降雨量显著增加,低层大气比湿、地表蒸发量、感热及潜热通量亦增加。绿化后气候趋向暖湿,极有利于生态环境建设和荒漠化的进一步治理。

2002年夏季气候及汛期实时预测与检验

简要介绍了中国科学院大气物理研究所 2 0 0 2年汛期预测的结果。作者首先利用IAPENSO预测系统 ,较好地预测出 2 0 0 2年夏季将有一个强度偏弱的ElN no事件发生 ;IAP动力学气候预测系统 (IAPDCP II)的跨季度预测结果则表明 2 0 0 2年夏季我国华北和东北大部将持续干旱少雨 ,长江下游和南方大部地区降水较常年偏多 ;在数值预测的基础上 ,结合其他的动力统计预测方法 ,最终得到中国科学院大气物理研究所 2 0 0 2年夏季旱涝趋势的跨季度集成预测结果。与实况比较表明 ,IAPDCP II预测和集成预报均较好地预测出我国夏季旱涝的大范围形势分布 ,特别是动力数值预测的效果在我国东部略优于集成预测。至于汛期 (6～ 8月 )每天的天气分析研究和数值天气预报 ,则表明国内外现有的中高分辨率数值天气预报模式均有很好的预测能力 ,并给出了我国长江流域和华北地区 2 0 0 2年持续性降水的天气学模型。

论短期气候预测的对象问题

基于气候变化的物理过程和数学方面的考虑,讨论了短期气候预测的对象问题。短期气候预测对我国具有重大的经济和社会价值,但也是非常困难的科学难题和科学工程。传统的把气候距平作为预测对象的方法并不一定具有科学严谨性和应用上的高效性。因此提出把气候年际增量作为新的预测对象,并从数学物理考虑上进行了讨论。最后,基于一个气候模式的预测试验,实际检验了新的预测对象方案的效果。

耦合模式长期积分中东亚夏季风与ENSO联系的不稳定性

通过对挪威卑尔根全球大气 -海洋 -海冰耦合模式 30 0a控制积分结果进行交叉子波分析 ,揭示了东亚夏季风 (EASM )与同期Ni no3区 (90 °W～ 15 0 °W ,5 °S～ 5 °N)海洋表面温度异常的相关关系在长期变化中是不稳定的 ,呈现出明显的阶段性特征 .气候要素场在二者联系的紧密 (HCP)和微弱 (LCP)时期差别显著 ,在HCP时期 ,西北太平洋对流层低层出现一对耦合的异常气旋和反气旋性环流系统 ;东南亚地区对流层低层表现为强东风异常 ,风速的年际变率加大 ;热带西太平洋对流层温度和位势高度场的年际变率普遍加强 .此外 ,中国夏季降水与同期Ni

关于末次盛冰期青藏高原大范围冰盖存在可能性的再研究

通过 4组数值敏感性试验 ,利用BIOME3生态模式对末次盛冰期中国大陆植被分布状况进行了数值模拟 ,再次研究了该时期青藏高原大范围冰盖存在的可能性问题。结果表明 ,末次盛冰期大陆植被发生了大规模的变化 ,总体呈退化趋势 ;在降温 5℃、降水减少 1 0 %、二氧化碳下降 1 45× 1 0 - 6和地球轨道参数轻微变化的情况下 ,青藏高原约 1 /2的地区已经被冰覆盖 ;