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1960-2020年东北黑土区水蚀动力因子时空格局及其对主要大气海洋环流模式的响应
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作者 高晓玉 郑粉莉 +5 位作者 胡文韬 郑润禾 付金霞 张加琼 刘刚 李志 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期102-115,共14页
[目的]研究东北黑土区水蚀动力因子的时空格局及其对大气海洋环流模式的响应,对区域极端降水事件诱发的土壤侵蚀防治有重要意义。[方法]选用降雨侵蚀力(R)、暴雨雨量(R 50p)、极端强降水量(R 95p)、连续5日最大降水量(R 5d)表征水蚀动... [目的]研究东北黑土区水蚀动力因子的时空格局及其对大气海洋环流模式的响应,对区域极端降水事件诱发的土壤侵蚀防治有重要意义。[方法]选用降雨侵蚀力(R)、暴雨雨量(R 50p)、极端强降水量(R 95p)、连续5日最大降水量(R 5d)表征水蚀动力因子,基于1960-2020年逐日降雨数据,采用滑动平均、小波分析、Sen斜率估计法、Mann-Kendall检验方法,分析1960-2020年东北黑土区水蚀动力因子的时空格局,解析水蚀动力因子对大气海洋环流模式的响应。[结果](1)东北黑土区的年降雨侵蚀力(R)为1145.36~3575.94(MJ·mm)/(hm^(2)·h·a),暴雨雨量(R 50p)为73.17~197.86 mm,极端强降水量(R 95p)为265.81~566.35 mm;连续5日最大降水量(R 5d)为69.67~124.95 mm。(2)东北黑土区4个水蚀动力因子在1960-2000年均呈不显著上升趋势,且均未发生整体突变,但2015年后上升趋势明显,表明研究区发生降雨侵蚀的潜在可能性增加。4个水蚀动力因子均存在以约44年为主周期,29年为小周期的周期性变化特征,并经历高低交替2次振荡过程。(3)各水蚀动力因子的空间分布均呈现南高北低,东西两侧低中部高的特征,各指标的最大值出现在长白山-完达山山地丘陵区,最小值出现在呼伦贝尔丘陵平原区。(4)东亚夏季风指数(EASMI)是对东北黑土区水蚀动力因子影响最显著的单一环流模式,北极涛动(AO)和多元ENSO-南方涛动指数(MEI)可以通过影响东亚夏季风间接影响水蚀动力因子。东亚夏季风指数-南海夏季风指数叠加(EASMI-SCSSMI)对各水蚀动力因子的影响均为最显著(ΔPSAC>5%);而东亚夏季风指数、南海夏季风指数和多元ENSO-南方涛动的大气海洋环流模式仅对降雨侵蚀力(R)影响显著(ΔPSAC>5%)。[结论]东北黑土区水蚀动力时空格局的影响因素主要包括地形、东亚夏季风和南亚夏季风等,需关注2014年后水蚀动力增强带来的潜在水蚀危害。 展开更多
关键词 东北黑土区 水蚀动力因子 大气海洋环流模式 极端降水
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21层大气环流模式IAP AGCM-III的设计及气候数值模拟I.动力框架 被引量:15
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作者 左瑞亭 张铭 +2 位作者 张东凌 王爱慧 曾庆存 《大气科学》 CSCD 北大核心 2004年第5期659-674,共16页
设计了IAP (InstituteofAtmosphericPhysics,ChineseAcademyofSciences)AGCM III,对其动力框架作说明和检验 ,时间积分采用改进的非线性迭代法。用Rossby Haurwitz波对框架进行了波型检验、能量检验和波速检验。结果表明 ,非线性迭代 3... 设计了IAP (InstituteofAtmosphericPhysics,ChineseAcademyofSciences)AGCM III,对其动力框架作说明和检验 ,时间积分采用改进的非线性迭代法。用Rossby Haurwitz波对框架进行了波型检验、能量检验和波速检验。结果表明 ,非线性迭代 3次的时间积分方案具有较好的稳定性 ,能够有效地抑制短波 ,同时对长波的歪曲较小 ,且时间积分步长可放得较大 ;该框架能够较长时间地保持Rossby Haurwitz 4波波型 ,在积分过程中能够较高精度地保持总有效能量守恒 ;模式计算的Rossby Haurwitz波速为每天西传 1 5个经度 ,这与理伦值很接近。 展开更多
关键词 大气环流模式 IAP 动力框架 非线性迭代时间积分方案
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全球大气环流模式BCC_AGCM2.0.1对1998年夏季江淮流域强降水过程的回报试验研究 被引量:19
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作者 颉卫华 吴统文 《大气科学》 CSCD 北大核心 2010年第5期962-978,共17页
利用中国气象局北京气候中心全球大气环流模式(BCC_AGCM2.0.1)对1998年6月24日~7月3日发生在我国江淮流域的强降水天气过程进行了回报试验。模式起报时间为1998年6月24日00时,使用前10天NCEP-II再分析逐时温度、涡度和散度场进行预报... 利用中国气象局北京气候中心全球大气环流模式(BCC_AGCM2.0.1)对1998年6月24日~7月3日发生在我国江淮流域的强降水天气过程进行了回报试验。模式起报时间为1998年6月24日00时,使用前10天NCEP-II再分析逐时温度、涡度和散度场进行预报前初始协调(spin-up)积分,产生模式初值,预报时段为1998年6月24日~7月10日,回报试验结果表明:模式对全球500hPa位势高度的天气尺度演变过程具有4~7天的可预报性;BCC_AGCM2.0.1模式对中国区域的降水以及大气环流场具有3~4天的可预报性,6月24日起报后3天内的预报降水区域位置与实况一致,但中心强度有所差异。对起报后未来2天的5mm和10mm以上的降水预报能力相对较强,ETS评分值达到了0.25以上,HK评分超过了0.4,降水区域范围预报较为准确,BIA评分趋于1.0。模式对20mm以上的降水也具有一定的可预报性,但模式对大于30mm以上强降水的预报能力较差。 展开更多
关键词 1998年夏季江淮流域降水 全球大气环流模式 回报试验
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IAP GCM模式大气背景环流在厄尔尼诺年的异常 被引量:2
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作者 王盘兴 刘家铭 沈素红 《南京气象学院学报》 CSCD 1991年第4期503-509,共7页
本文分析了中国科学院大气物理研究所大气环流模式(IAP GCM)模式大气5~9月平均环流(本文称为背景环流)。结果表明;厄尔尼诺年一系列重要系统(南方涛动、瓦克环流、哈德莱环流、西太平洋副热带高压和热带辐合带)及大范围降水均发生明显... 本文分析了中国科学院大气物理研究所大气环流模式(IAP GCM)模式大气5~9月平均环流(本文称为背景环流)。结果表明;厄尔尼诺年一系列重要系统(南方涛动、瓦克环流、哈德莱环流、西太平洋副热带高压和热带辐合带)及大范围降水均发生明显异常;北半球西太平洋热带、副热带是环流异常的主要区域。它们与观测资料的分析结果基本一致,从而论证了该模式在低纬环流研究中的应用前景。 展开更多
关键词 大气 环流 厄尔尼诺 异常 模式
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大气环流模式IAP AGCM4.0对东亚高空副热带西风急流的模拟及偏差原因分析 被引量:3
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作者 晏正滨 林朝晖 张贺 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2015年第4期393-410,共18页
基于中国科学院大气物理所大气环流模式IAP AGCM4.0总共30年(1979~2008年)的AMIP(大气环流模式比较计划)数值模拟试验结果,评估了模式对东亚高空副热带西风急流的模拟能力,分析了模式模拟偏差的可能原因,以及不同对流参数化方案对... 基于中国科学院大气物理所大气环流模式IAP AGCM4.0总共30年(1979~2008年)的AMIP(大气环流模式比较计划)数值模拟试验结果,评估了模式对东亚高空副热带西风急流的模拟能力,分析了模式模拟偏差的可能原因,以及不同对流参数化方案对模拟结果的影响。结果表明,IAP AGCM4.0可以较好地模拟出东亚高空副热带西风急流冬季和夏季的空间结构及其季节变化特征;与JRA-25再分析资料相比,模式模拟的急流强度总体偏弱;就急流位置而言,模式模拟的急流位置冬季略偏南,夏季则相对偏北;模式可以较好地模拟出夏季西风急流的季节内演变特征,包括夏季西风急流位置逐月北跳的特征,只是模式模拟的逐月西风急流位置仍偏北。夏季200 h Pa纬向风EOF分解结果表明,模式模拟和再分析资料的EOF第一模态空间型态较为接近,均反映了西风急流的年际变化特征,但两者的时间系数相关较小,表明模式对西风急流南北位置年际变化的模拟偏差较大。针对模式模拟的地表感热通量及对流层中上层经向温度差(MTD)的分析结果表明,模式对阿拉伯半岛东南部、阿拉伯海西北部及印度北部的地表感热通量的模拟存在偏差,影响到对流层中高层温度场、高度场的模拟,使得IAP AGCM4.0模拟的MTD强度较再分析资料相对偏弱,MTD变化最大的区域位置相对偏北,且模式模拟的MTD年际变化与再分析资料相比也有较大偏差,从而造成模式对西风急流模拟的偏差。此外,不同积云对流参数化方案也可影响对流层中上层经向温度差的模拟,进而影响模式对东亚高空副热带西风急流的模拟。 展开更多
关键词 大气环流模式 东亚高空副热带西风急流 经向温度差 感热通量 积云对流参数化方案
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基于K-均值聚类方法的大气环流模式IAP AGCM4.1对西北太平洋热带气旋的模拟评估 被引量:2
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作者 周颖 张贺 张珂玮 《大气科学》 CSCD 北大核心 2020年第5期1141-1154,共14页
IAP AGCM4.1(Institute of Atmospheric Physics Atmospheric General Circulation Model, version 4.1)是中国科学院大气物理研究所自主研发的大气环流模式,也是中科院地球系统模式CAS-ESM1(Chinese Academy of Sciences Earth System ... IAP AGCM4.1(Institute of Atmospheric Physics Atmospheric General Circulation Model, version 4.1)是中国科学院大气物理研究所自主研发的大气环流模式,也是中科院地球系统模式CAS-ESM1(Chinese Academy of Sciences Earth System Model, version 1)的大气分量模式。本文利用极端气候分析软件TECA(Toolkit for Extreme Climate Analysis),对IAP AGCM4.1模拟的1979~2012年西北太平洋热带气旋(TC)进行了识别与评估。结果表明IAP AGCM4.1模拟的TC空间分布、路径走向与生成源地与观测基本一致,但模拟的TC个数有所低估,仅为观测的36%。基于K-均值聚类方法的分类评估显示,这种低估主要体现在模式对于西北行转向类和西行类TC没有模拟能力。对于近海西—西北行类、西转向类和东转向类TC,模式模拟的个数可分别达到观测的39%,48%和85%,模拟的季节变化与观测的相关系数在0.89~0.91之间,周期误差在1~2天。就TC路径而言,模式对于近海西—西北行类和东转向类TC模拟效果较好,质心经度误差、质心纬度误差和经纬向标准差的模拟误差分别为1%~5%、4%~16%和5~15%。此外,环流合成分析表明模式很好地再现了东转向类TC发生、发展期间环境流场的演变以及副热带高压的变化情况,模拟的副热带高压强度和面积指数与观测的相关系数可达0.89。模式对西北行转向类和西行类TC模拟能力较差的原因可能与模式对副热带高压的模拟偏差有关。 展开更多
关键词 大气环流模式 西北太平洋 热带气旋 K-均值聚类 副热带高压
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LASG/IAP大气环流谱模式对陆面过程的敏感性试验 被引量:32
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作者 包庆 刘屹岷 +3 位作者 周天军 王在志 吴国雄 王鹏飞 《大气科学》 CSCD 北大核心 2006年第6期1077-1090,共14页
将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最近发展的高分辨率全球大气环流谱模式SAMIL-R42L26,分别与两个陆面模式———NCAR通用陆面模式CLM和简化的简单生物圈模式SSiB进行耦合。在比较了两个陆面过... 将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最近发展的高分辨率全球大气环流谱模式SAMIL-R42L26,分别与两个陆面模式———NCAR通用陆面模式CLM和简化的简单生物圈模式SSiB进行耦合。在比较了两个陆面过程模式,指出CLM改进方面的基础上,通过分析两个陆气耦合模式所模拟的陆气通量交换结果,指出新版本的陆气耦合模式(SAMIL-R42L26与CLM耦合)对表面感热、温度、降水率、潜热通量和海平面气压场的模拟能力大大提高,尤其对于夏季表面感热通量场,使亚洲北部和东南部、格陵兰岛以及北美洲大部分地区的数值从100 W/m2降低到接近60 W/m2,与NCEP再分析资料一致。新版本的陆气耦合模式模拟陆地表面能量收支趋于平衡,为下一步发展海-陆-气-冰耦合气候系统模式提供保障。采用CLM陆面模式,SAMIL-R42L26能较好地模拟亚洲季风区地表感热和潜热的季节演变趋势,而采用SSiB陆面模式的结果,则存在较大误差。文中的结果表明,不同的陆面模式所模拟的大气下垫面(包括洋面)通量发生的变化,通过陆气耦合过程产生的影响不仅仅是局地性的,而且是全球范围的。 展开更多
关键词 大气环流模式 陆面模式 陆气通量
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基于LASG/IAP大气环流谱模式的气候系统模式 被引量:66
8
作者 周天军 王在志 +8 位作者 宇如聪 俞永强 刘屹岷 刘海龙 包庆 王鹏飞 李薇 吴国雄 吴统文 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期702-715,共14页
文章扼要介绍了基于LASG/IAP大气环流谱模式(SAMIL)的气候系统模式的新版本FGOALS-s的发展和结构。出于发展一个在东亚季风模拟方面有一定优势的气候系统模式之目的,FGOALS-s的大气模式分量SAMIL采用了较高的水平分辨率R42,这相当于2.81... 文章扼要介绍了基于LASG/IAP大气环流谱模式(SAMIL)的气候系统模式的新版本FGOALS-s的发展和结构。出于发展一个在东亚季风模拟方面有一定优势的气候系统模式之目的,FGOALS-s的大气模式分量SAMIL采用了较高的水平分辨率R42,这相当于2.8125°(经度)×1.66°(纬度),高于三角截断T42的分辨率。对FGOALS-s在模拟大气、陆面、海洋和海冰的气候平均态,以及主要的年际变率信号方面的能力进行了检验。分析表明,FGOALS-s成功地控制了气候漂移趋势,能够较为真实地模拟大气、海洋和陆面的气候平均态,特别是受益于大气模式的较高分辨率,由中国西南向东北延伸的夏季风雨带的分布,在模式中得到较为真实的再现,表明该模式在东亚夏季风的模拟上具有较强能力。耦合模式能够成功再现El Ni^no事件的非规则周期变化,但是其年际变化的振幅较之观测要弱。赤道中西太平洋年际变率的强度较之赤道中东太平洋要强。在中高纬度,模式模拟的北大西洋涛动模态,在空间分布上与观测接近。FGOALS-s模式存在的主要问题,是模拟的热带海温偏冷、而中纬度海温则偏暖,原因是模式模拟的云量分布存在偏差,它直接影响到海表的净热通量收支。模式模拟的北大西洋高纬度地区的海温明显偏冷,令该地区的年平均海冰分布的范围明显偏大;然而受南极周边海温偏高影响,南极洲周围的海冰范围则偏少。FGOALS-s的未来工作重点,宜放在大气模式的云过程、海洋模式的经向能量输送过程、以及海洋与大气的淡水通量耦合方案的改进方面。 展开更多
关键词 气候系统模式 大气环流模式 耦合模式 LASG IAP 海陆气相互作用 气候变化
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大气环流模式(SAMIL)海气耦合前后性能的比较 被引量:19
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作者 王在志 宇如聪 +4 位作者 包庆 周天军 刘屹岷 王鹏飞 吴国雄 《大气科学》 CSCD 北大核心 2007年第2期202-213,共12页
基于耦合器框架,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大气环流谱模式(SAMIL)最近成功地实现了与海洋、海冰等气候分量模式的耦合,形成了“非通量调整”的海陆气冰直接耦合的气候模式系统(FGOALS-s)... 基于耦合器框架,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大气环流谱模式(SAMIL)最近成功地实现了与海洋、海冰等气候分量模式的耦合,形成了“非通量调整”的海陆气冰直接耦合的气候模式系统(FGOALS-s)。在耦合系统中,由于海温、海冰等的分布由预报模式驱动,大气与海洋、海冰之间引入了相互作用过程,这样大气环流的模拟特征与耦合前会有不同。为分析耦合系统的性能,作者对耦合前后的模拟结果进行了分析比较,重点是大气模拟特征的差异。结果表明,耦合前、后大气环流的基本特征相似,都能成功地模拟出主要的环流系统分布及季节变化,但是由于海温和海冰的模拟存在系统性的偏差,使得耦合后的大气环流受到明显影响。例如耦合后热带海温偏冷,南大洋、北太平洋和北大西洋等中纬度地区的海温偏高,导致海温等值线向高纬海域的伸展较弱,海温经向梯度减小。耦合后海冰在北极区域范围偏大,在南极周边地区则偏小。海温、海冰分布模拟的偏差影响到中、高纬低层大气的温度。热带海温偏低,使得赤道地区降水偏弱,凝结潜热减少,热带对流层中高层温度比耦合前要低,大气温度的经向梯度减小。经向温度梯度的改变,直接影响到对平均经圈环流及西风急流强度的模拟。尽管耦合系统中海温、海冰的模拟存在偏差,但在亚洲季风区,耦合后季风环流及降水等的分布都比耦合前单独大气模式的结果合理,表明通过海气相互作用可减少耦合前季风区的模拟误差,改善季风模拟效果。比较发现,海温、海冰模拟的偏差,除与海洋模式中经向热输送偏弱、海冰模式中海冰处理等有关外,也与大气模式中总云量模拟偏低有关。大气模式本身的误差,特别是云、辐射过程带来的误差,对耦合结果具有极为重要的影响。完全耦合后,这些误差通过与海洋、海冰的反馈作用而放大。因此,对于FGOALS-s而言,要提高耦合系统的整体性能,除改进各气候分量模式的模拟性能外,需要重点改进大气模式中的云、辐射过程。 展开更多
关键词 气候系统模式 大气环流 耦合性能
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大气环流的年代际变化 Ⅱ.GCM数值模拟研究 被引量:18
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作者 李崇银 穆明权 毕训强 《大气科学》 CSCD 北大核心 2000年第6期739-748,共10页
类似大气环流模式比较计划(AMIP)的数值模拟,将实际观测的海表水温(SST)资料引入模式进行40多年的数值积分,得到长时间的大气环流模拟结果。分析数值模拟结果发现,无论是大气中的主要涛动和遥相关型,还是重要大气环流... 类似大气环流模式比较计划(AMIP)的数值模拟,将实际观测的海表水温(SST)资料引入模式进行40多年的数值积分,得到长时间的大气环流模拟结果。分析数值模拟结果发现,无论是大气中的主要涛动和遥相关型,还是重要大气环流系统都极为清楚地存在着年代际变化特征,包括10~20年准周期振荡和可能的30年以上的准周期振荡;而且上述主要环流系统的形势及其年代际变化大都与实际观测资料所给出的结果相一致。顺便分析中国东部气候的模拟结果,年代际变化特征(包括60年代的气候突变)也很清楚,并同大气环流变化配合十分合理。结果也表明,同研究季节和年际变化一样,大气环流模式(AGCM)数值模拟也是研究大气环流和气候年代际变化的有效方法。 展开更多
关键词 大气环流 年代际变化 大气环流模式 数值模拟
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大气环流模式在黄河流域的适用性评价 被引量:14
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作者 曹颖 张光辉 《水文》 CSCD 北大核心 2009年第5期1-5,22,共6页
本文以国际上较流行的5个大气环流模式(HadCM3、GFDL、ECHAM4、CSIRO-Mk2以及CGCM2)对黄河流域1961-1990年温度和降水的模拟结果为基础,通过与该流域同期观测值比较,分析了各大气环流模式(GCM)在黄河流域的适用性。研究结果表明:... 本文以国际上较流行的5个大气环流模式(HadCM3、GFDL、ECHAM4、CSIRO-Mk2以及CGCM2)对黄河流域1961-1990年温度和降水的模拟结果为基础,通过与该流域同期观测值比较,分析了各大气环流模式(GCM)在黄河流域的适用性。研究结果表明:HadCM3、GFDL两个模式对黄河流域温度的模拟结果较好;ECHAM4、HadCM3两个模式对黄河流域降水的模拟结果较好。5个大气环流模式对温度的模拟明显优于对降水的模拟。总体而言,英国的HadCM3模式在黄河流域的适用性最好,可为黄河流域水文水资源、水土流失对全球气候变化响应等相关研究,提供未来气候变化情景的借鉴。 展开更多
关键词 大气环流模式(gcm) 适用性 温度 降水 黄河流域
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BCC大气环流模式对亚澳季风年际变率主导模态的模拟 被引量:15
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作者 王璐 周天军 +1 位作者 吴统文 吴波 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期973-982,共10页
利用观测海温驱动下的北京气候中心大气环流模式(BCC-AGCM)1979—2000年的模拟数据,从亚澳季风(A-AM)年际变率的角度,对该模式的性能进行了分析。通过季节依赖的EOF分析方法(S-EOF)得到观测第1模态,与ENSO从暖位相向冷位相的转变相联系... 利用观测海温驱动下的北京气候中心大气环流模式(BCC-AGCM)1979—2000年的模拟数据,从亚澳季风(A-AM)年际变率的角度,对该模式的性能进行了分析。通过季节依赖的EOF分析方法(S-EOF)得到观测第1模态,与ENSO从暖位相向冷位相的转变相联系,并伴随东南印度洋和西北太平洋的降水异常随季节变化。该模态具有准2a和4—6 a周期的谱峰。分析结果显示,BCC模式可以很好地模拟出第1模态的时间变化特征,及其与ENSO位相的同步关系。但是,模式模拟的降水空间型与观测存在偏差,这主要是由于模式对环流场模拟的偏差造成的,具体表现在西北太平洋(WNP)反气旋和南印度洋(SIO)反气旋的季节锁相模拟偏差。前者与模式模拟的环流场整体偏东有关,后者是由于SIO反气旋的发展和衰亡过程受印度洋局地海气相互作用影向,而单独大气模式则无法合理地反映这一过程。另外,模式模拟的第一模态降水空间型在夏季效果较差,原因在于模式模拟的夏季平均降水量存在偏差,尤其是东南印度洋的降水量模拟偏少。进一步分析表明,这可能与对流参数化方案的选择有关。 展开更多
关键词 亚澳季风 年际变率 大气环流模式
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大气-海浪-海洋环流耦合数值模式的建立及北太平洋SST模拟 被引量:12
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作者 宋振亚 乔方利 +1 位作者 雷晓燕 杨永增 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 2007年第5期543-548,共6页
该文在最新发展的波致运动混合理论框架的基础上,基于MASNUM海浪波数谱数值模式和大气-海洋环流耦合数值模式FGCM-0建立了大气-海浪-环流耦合数值模式,并进行了无通量调整数值试验。50年模拟结果平均SST的分析结果表明,建立的大气-海浪... 该文在最新发展的波致运动混合理论框架的基础上,基于MASNUM海浪波数谱数值模式和大气-海洋环流耦合数值模式FGCM-0建立了大气-海浪-环流耦合数值模式,并进行了无通量调整数值试验。50年模拟结果平均SST的分析结果表明,建立的大气-海浪-海洋环流耦合数值模式比大气-海洋环流耦合数值模式在北太平洋海区SST的模拟上有较大的改善,能够模拟出更加合理的SST。 展开更多
关键词 大气-海浪-环流耦合模式 北太平洋 波致混合 SST
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大气环流模式中动力框架与物理过程的相互响应 被引量:16
14
作者 张贺 林朝晖 曾庆存 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2011年第1期15-30,共16页
用大气环流模式CAM3.1和IAP AGCM4.0对模式中动力框架与物理过程之间的相互作用及响应关系进行了初步探讨。选用理想的物理过程(Held-Suarez强迫)及完整物理参数化方案,分别对两个模式积分了60d。试验表明,动力框架与物理过程之间的相... 用大气环流模式CAM3.1和IAP AGCM4.0对模式中动力框架与物理过程之间的相互作用及响应关系进行了初步探讨。选用理想的物理过程(Held-Suarez强迫)及完整物理参数化方案,分别对两个模式积分了60d。试验表明,动力框架与物理过程之间的相互响应在低纬对流层和高纬对流层中上层有着较大的区别。在低纬对流层,动力框架及物理过程产生的温度倾向都有着较大的变率,对总的温度倾向的变率均有较大的贡献,且二者之间为相互补偿的反相关关系;在高纬对流层的中上层,总的温度倾向的变化主要依赖于动力框架的贡献,物理过程造成的倾向变化很缓慢,可近似地看做定常的强迫,且物理过程产生的温度倾向与动力框架产生的温度倾向之间为正位相的响应关系。此外,还对各个物理参数化方案之间的相互作用及响应关系进行了分析。结果表明,在所有过程中,湿过程所引起的温度倾向的变化最为显著,对总的物理过程倾向的贡献也最大;在高纬地区,长波辐射冷却也有较大的变率;短波辐射加热率及垂直扩散加热率的变化相对较小;长波辐射冷却和短波辐射加热之间为近似负反馈的响应关系。 展开更多
关键词 大气环流模式 动力框架 物理过程 Held-Suarez检验
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一个统计低云方案及其在大气环流模式中应用初探 被引量:8
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作者 戴福山 宇如聪 +1 位作者 张学洪 俞永强 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期385-394,共10页
文中利用湍流耗散特征时间尺度和湍流垂直扩散系数对湍流二阶距进行参数化 ,将一个统计云方案与一阶湍流闭合方案进行耦合。基于数值试验 ,在不同的相对湿度、温度垂直梯度、以及湍流耗散特征时间尺度条件下 ,对该方案云量模拟能力的分... 文中利用湍流耗散特征时间尺度和湍流垂直扩散系数对湍流二阶距进行参数化 ,将一个统计云方案与一阶湍流闭合方案进行耦合。基于数值试验 ,在不同的相对湿度、温度垂直梯度、以及湍流耗散特征时间尺度条件下 ,对该方案云量模拟能力的分析 ,发现该统计云方案对其采用的参数及湍流耗散特征时间尺度敏感。基于该数值模拟分析 ,修改了该统计云方案 ,并结合其他边界层积云参数化方案 ,给出了一个基于统计的低云参数化方案。将其初步应用于NCARCCM 3后发现 :该方案可以显著增强CCM 3对副热带低云的模拟能力 ,可以合理地模拟出大洋东部大陆西岸冷海域低云量大值中心 ,显示出该方案对于改进大气环流模式低云参数化具有潜在的应用前景。 展开更多
关键词 大气环流模式 湍流 统计云方案 低云 参数化
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舍入误差对大气环流模式模拟结果的影响 被引量:12
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作者 王鹏飞 王在志 黄刚 《大气科学》 CSCD 北大核心 2007年第5期815-825,共11页
 此文旨在研究气候数值模式的长期计算时受舍入误差的影响。通过对大气环流谱模式SAMIL采用不同CPU数计算时获得的长时间积分结果进行分析,发现使用不同CPU数进行单精度计算时,其十年平均月平均500hPa高度场随机误差在正负6~8gpm范...  此文旨在研究气候数值模式的长期计算时受舍入误差的影响。通过对大气环流谱模式SAMIL采用不同CPU数计算时获得的长时间积分结果进行分析,发现使用不同CPU数进行单精度计算时,其十年平均月平均500hPa高度场随机误差在正负6~8gpm范围内,而使用双精度计算时相应的误差为正负3~4gpm。对于气候平均场而言,作者的试验表明SAMIL在并行计算时由于计算顺序改变而引起的误差在可接受范围之内。然而,虽然舍入误差的全球平均值不大,但其误差分布的差别范围并不小。数值试验得到的不同模拟结果之间误差大小与模拟结果的自身年际变化大小在同样的量级,因此对于“年际变化”这样的问题来说,其影响是不可忽略的,必须要使用集合预报的办法来减小误差的影响。文中列出了3种研究复杂数值模式舍入误差的实验方法,指出其一定条件下的等效性和不同适用范围,对于其他模式的舍入误差影响研究有一定的参考价值。在舍入误差分析的基础上,介绍了一种新型的专门针对舍入误差的集合预报方法(舍入误差平均集合,RME),指出了其在气候模拟研究中的应用价值。 展开更多
关键词 大气环流模式 舍入误差 计算精度 误差研究方法 集合预报
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全球大气/热带太平洋耦合距平模式中由ENSO增暖引起的全球大气环流异常 被引量:14
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作者 杨修群 谢倩 黄士松 《大气科学》 CSCD 北大核心 1996年第2期129-137,共9页
本文利用全球大气/热带太平洋耦合距平模式模拟了一次类似于实际的ENSO增暖过程,并对由ENSO增暖引起的海洋和全球大气环流异常的主要特征进行了分析,指出:耦合模式中的ENSO增暖在热带地区主要伴随着赤道中西太平洋Wa... 本文利用全球大气/热带太平洋耦合距平模式模拟了一次类似于实际的ENSO增暖过程,并对由ENSO增暖引起的海洋和全球大气环流异常的主要特征进行了分析,指出:耦合模式中的ENSO增暖在热带地区主要伴随着赤道中西太平洋Walker环流的减弱、中东太平洋气压降低以及表层辐合上升运动的增强;夏季和冬季低纬环流异常具有明显的差异性,夏季主要表现为印度夏季风环流的显著减弱和东亚季风的增强,而冬季则主要表现为赤道所有纬向环流圈均减弱;温带大气环流异常冬夏季也具有明显不同特征,夏季温带大气异常主要限于东半球,且发源于亚洲季风区,和赤道中东太平洋海温异常似无直接联系,但冬季温带大气异常则主要是发源于海温异常区的波列响应,反映了海温异常直接热力强迫的结果。另外,本文对耦合模式中的温带大气环流异常产生的可能机制也进行了讨论。 展开更多
关键词 海气耦合 距平模式 增暖 大气环流异常 埃尔尼诺
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利用大气环流模式模拟北大西洋海温异常强迫响应 被引量:20
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作者 李建 周天军 宇如聪 《大气科学》 CSCD 北大核心 2007年第4期561-570,共10页
北大西洋地区的海温异常能够在多大程度上对大气产生影响,一直是一个有争议的问题。作者利用伴随北大西洋涛动出现的海温异常对大气环流模式CAM2.0.1进行强迫,考察了模式在冬季(12月、1月和2月)对三核型海温异常的响应。通过与欧洲中期... 北大西洋地区的海温异常能够在多大程度上对大气产生影响,一直是一个有争议的问题。作者利用伴随北大西洋涛动出现的海温异常对大气环流模式CAM2.0.1进行强迫,考察了模式在冬季(12月、1月和2月)对三核型海温异常的响应。通过与欧洲中期天气预报中心提供的再分析资料的对比,发现该模式可以通过海温强迫在一定程度上再现具有北大西洋涛动特征的温度场和环流场。在北大西洋及其沿岸地区,模式模拟出了三核型的准正压响应,与经典的北大西洋涛动型大气异常是一致的。模式结果与北大西洋地区大气内部主导模态的差别主要体现在两个方面:一是异常中心位置多偏向于大洋上空,在陆地上的异常响应强度很弱;二是高纬地区对海温异常的响应不显著,没有强迫出与实际的大气模态相对应的异常中心,表明该地区海洋的反馈作用较弱。 展开更多
关键词 北大西洋 涛动 三核型海温异常 大气环流模式
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大气环流模式SAMIL模拟的夏季全球加热场和东亚夏季风 被引量:6
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作者 王军 包庆 +3 位作者 刘屹岷 吴国雄 何编 王晓聪 《大气科学》 CSCD 北大核心 2012年第1期63-76,共14页
各国科学家一直致力于从理论和数值模拟上对季风系统进行全面地研究。本文根据"热力适应"理论,从分析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的最新版本大气环流谱模式(SAMIL2.4.7)对全球非... 各国科学家一直致力于从理论和数值模拟上对季风系统进行全面地研究。本文根据"热力适应"理论,从分析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的最新版本大气环流谱模式(SAMIL2.4.7)对全球非绝热加热场的模拟性能出发,分析并解释了SAMIL对东亚夏季风(EASM)子系统的模拟情况。通过与再分析资料Reanalysis-2(NCEP/DOEAMIP-II Reanalysis)对比分析发现,SAMIL能很好地模拟出夏半球副热带地区加热场的四叶型分布(LOSECOD),但模拟的各加热场在强度上存在一定的偏差,主要表现在感热加热在大陆上普遍偏高,而潜热加热在印度半岛两侧、西太平洋地区(尤其在南北纬10°)偏高,赤道带、中南半岛、中国南海等地区偏弱。而对EASM子系统的分析发现,SAMIL能很好地模拟南亚高压;较好地模拟西太平洋副热带高压的主体,但西太平洋(30°N附近)潜热偏强使得模拟的副高强度偏强、西伸脊点过于偏西;模式也能较好地抓住夏季西风急流的两个中心,但中纬度潜热、感热的模拟偏弱造成急流两中心风速均小于Reanalysis-2资料10m/s左右。进一步的讨论可知,造成感热和潜热偏差的主要原因是模式中云参数化方案和积云对流参数化方案的不足,改进模式中相关的物理参数化方案将是SAMIL后续发展的首要工作。 展开更多
关键词 大气环流模式 东亚夏季风 非绝热加热
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一个用于全球气候变化研究的海洋大气环流耦合模式 被引量:6
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作者 陈克明 张学洪 +1 位作者 金向泽 林武银 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 1997年第3期21-32,共12页
本文初步建立了一个可用于模拟几十年到上百年气候变化的全球大气-海洋-海冰耦合的环流模式(CGCM).该模式采用“预估-校正”的月平均距平耦合方案,把一个两层大气环流模式(AGCM)和一个20层海洋环流模式(OGCM)... 本文初步建立了一个可用于模拟几十年到上百年气候变化的全球大气-海洋-海冰耦合的环流模式(CGCM).该模式采用“预估-校正”的月平均距平耦合方案,把一个两层大气环流模式(AGCM)和一个20层海洋环流模式(OGCM)耦合在一起;由于北冰洋尚未被包括在海洋模式内,因此我们在大气模式中嵌入了一个北冰洋薄层热力学海洋模式。130年的积分试验表明,尽管耦合模式的长时期积分中存在着明显的气候漂移现象,但模式模拟的全球气候的空间分布特征基本上是合理的。这为进一步利用该模式模拟全球增强温室效应提供了数值实验依据。 展开更多
关键词 海气耦合模式 全球 气候变化 海洋 大气环流
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