气候动力诊断和分析系统设计与应用

气候动力诊断和数值模拟是认识气候变化规律、提高短期气候预测与科学决策服务水平的重要手段。但基于气候模拟的动力诊断技术在气候预测业务中还未得到广泛应用,缺乏支撑科研成果转化为业务应用的中试平台。为此,通过集成多种现代计算机通信协议、可视化编辑和气象数值计算等技术,研发可视化交互气候动力诊断和分析系统(Climate Dynamic Diagnosis and Analysis System,CDDAS),以促进气候模拟的动力诊断技术在气候业务中的广泛应用。该系统具有结构开放、诊断方法集成度高、方便易用等特点,包括数据更新备份、气候动力诊断、多模式数值模拟、结果分析4个功能模块,并设计了一种远程交互控制脚本语言,为用户二次开发提供语言环境,可实现本地客户端、服务器端和超级计算机三者交互通信控制可视化管理。该系统使用便捷,目前已在国家级业务和科研单位获得应用,在气候异常成因分析、气候预测和气候决策服务中可显著提高工作效率。

全球大气环流三型分解的动力学理论研究与应用

针对气候动力学基础理论欠缺导致气候预测准确率不高的科学难题,项目充分利用数学工具,在实际大气的中高纬度罗斯贝波与低纬度哈德莱环流和沃克环流定义基础上,首次定量化地提出了全球三维水平型环流、经圈型环流及纬圈型环流的概念,创造性地构建了全球大气环流的三型分解模型,解决了全球大气环流统一表示的理论难题;结合大气运动的原始方程组,建立了全球大尺度环流三维涡度动力学方程组理论,揭示了中高纬度与低纬度及水平运动与垂直环流之间非线性相互作用的动力机制,填补了传统研究人为划分中高纬大气动力学和低纬度大气动力学的不足;开展了新理论的应用研究,发展了中国区域重大气候事件的大气环流三维结构异常演变的动力诊断与预测理论.研究成果为构建全球大气环流为整体的气候动力学理论提供了新的思路和途径,也为改进和提升我国月-季节尺度气候预测的准确率、支撑国家汛期防灾减灾的现实需求提供重要理论工具.