1994年南海夏季风爆发的数值模拟和分析研究

１９９４年南海夏季风建立于５月第一候，利用ＭＭ５成功地模拟了这一过程，并通过敏感性试验，讨论了中纬度系统和中南半岛及其附近地区的积云对流对夏季风环流建立的影响，结果表明：（１）南下接近副热带一定强度的中纬度槽－锋系统的强迫，可引起南海地区副热带高压脊的减弱东撤。因而有利于南海夏季风的建立；（２）东移的中纬度高压脊与南亚高压的同相叠加是触发夏季风建立的重要因子之一，它引起南亚高压中心迅速北移至中南半岛的北部；（３）中南半岛及其附近地区的积云对流加热，对南海地区夏季风环流的建立也有重要的影响。

夏季欧亚中高纬持续流型的季节内气候特征

利用合成、EOF分析、数值模拟等方法,研究了夏季欧亚中高纬两类典型持续流型:E型(主要特点是乌拉尔山、贝加尔湖、鄂霍次克海地区分别为长波脊、槽、脊)和C型(槽脊位置与E型相反)的季节内气候特征,得到以下主要结论:(1)流型指数实际分布频数与正态分布理论概率的差值呈现双峰特征,E、C型异常环流实际发生频数较理论值偏多;(2)气候平均的夏季欧亚环流型呈现明显的季内阶段性演变特征,经历着与西太平洋副高北跳、我国夏季雨带北移类似的阶段性变化,数值模拟再现了这种特征;(3)E、C型过程期间不仅欧亚中高纬区环流有明显差异,在北半球的其他地区也有明显差异。E、C型持续流型的出现和变化,与东亚太平洋(EAP)型的正负位相、南亚高压的两种模态以及西太平洋副高都有明显的相关性,是了解欧亚不同纬度带系统相互作用及其成因的一个新的着眼点。

中国东部城市下垫面变化对南海夏季风爆发影响的数值模拟

本文利用美国国家大气研究中心(NCAR)开发的公用大气环境模式(CAM5.1)进行了中国东部大规模城市下垫面变化对南海夏季风爆发影响的数值模拟研究.结果表明:CAM5.1模式能够很好地模拟出东亚夏季风系统季节演变过程中大尺度环流场和降水分布的变化.敏感性试验结果表明中国东部大规模城市群的发展会使得南海夏季风提前1侯爆发;控制试验中5月中旬南海地区东南风向西南风的转变,以及降水量激增现象的出现,均较无城市试验中提前.同时,城市化快速发展阶段与南海夏季风爆发的年代际变化存在时间段的吻合,初步推断城市下垫面发展可能是1993年之后南海季风提前爆发的原因之一.对南海季风爆发影响的原因分析可以看出,城市化引起的下垫面物理属性变化,使得从春至夏的季节转变中,东部(110°-120°E)中高纬度陆地对大气的感热加热增强,减小了海陆之间的热力对比,加快陆地低层大气降压,从而引导南海季风提前爆发.

磁暴对夜间中低电离层影响的数值模拟

从电子连续方程、电子运动方程以及离子运动方程出发 ,选用 IRI- 90电子浓度为磁暴初始时的浓度 ,并采用 HEDIN- 90剪切时变中性风模式 ,对中低纬电离层 F层在磁暴期间的变化形态进行了数值模拟研究 .模拟结果表明 :磁暴会引起电离层产生不同程度的扰动 ,在磁暴时存在的东西方向电场的作用下 ,电离层 F层峰产生垂直漂移 .不同情况的模拟表明 :不同强度的暴时电场会对电离层 F层产生不同的影响 ,并且纬度越低 F层受暴时电场的影响越大 。