风应力对SST气候场和年际变率作用的诊断及数值研究

相关方法分析 Nino3区 SSTA和风应力的关系 ,发现前期风应力距平场与Nino3区 SSTA有很好的相关关系 ,这种相关性超前 8个月时就有所显现。影响 Ni-no3区 SSTA的主要风应力区域的位置随风应力超前的时间缩短均向中太平洋扩展。数值试验方法研究不同区域的风应力对热带太平洋 SST作用的结果表明 ,强相关区域的风应力对形成和维持热带太平洋 SST的气候场的作用不明显 ,而对 SST的年际变率有重要贡献 ;相反 ,强相关区域以外的风应力对形成和维持热带太平洋SST的气候场起重要作用 ,但是对

南疆及东疆地表水资源场对气候场的响应分析

本文采用简单相关和典型相关方法，计算和分析了南疆、东疆地表水资源与水文年降水、５ － ９ 月间温度的关系，发现：①东疆地表水资源场的空间分布特征，主要是由水文年降水场决定，５ － ９ 月温度则是通过影响蒸发来对其发生作用，且多是局域性的．②南疆地区域表水资源场的空间分布特征主要由５ － ９ 月温度场决定，它主要是通过影响高山冰雪的融化量来对其地表水资源发生作用，而与水文年降水相关不大，原因尚待进一步探讨．

气候场的主分量逐步回归预测模型及应用

提出一种气候场的主分量逐步回归预测模型,该模型将气候场的预测变成对该场主分量的预测。提取对气候场变化有重要影响的500 hPa高度、太平洋及印度洋海温和全球海平面气压等含不同区域不同季节的因子场的前若干个含高信息量的优质主分量因子。通过相关筛选和双重检验逐步回归,建立气候场的主分量的预测方程,由此就建立气候场与多个因子场之间的联系,但是模型却仍然保持着两个场相关的特点。根据气候场的特征向量的近似不变性,将其与主分量配合进行反算,从而得到气候场的预测。以广东汛期降水预测作为试验例子,计算了它的主分量,分析了它的时空分布特征及分类,对2003—2005年的分布作预测并与实测分布作比较及进行误差检测,发现预测效能显著。有关预测的年限、区域范围、要素和因子的物理背景等问题有待进一步研究。

气候场重建方法的比较——以欧洲为例

1两种气候场重建方法的历史回顾 温度变幅对更好地了解过去温度的演变和变化至关重要。基于古气候资料重建过去温度的变化能够深刻阐释气候的强迫作用。

500hPa气候高度场强度及谱结构的季节变化与半球际差异

用半球气候场强度指数 ( Ic)及球函数分析改进方案 ,分析了北、南半球50 0 h Pa气候高度场的环流特征 ,得到如下主要结论 :1 )半球 50 0 h Pa气候高度场强度冬强于夏 ,南半球强于北半球 ;半球环流向夏季的转换速度北南半球相当 ,而向冬季的转换北半球较南半球快。2 )半球 50 0 h Pa气候高度场具有简单的球函数谱结构 ,它们主要由超长波波段的球函数 ( 0≤m、k≤ 3,m、k不全为 0 )、特别是其中的带状球函数 ( m=0 )构成 ,因而具有低阶、低维的特征。 3)对北半球用约 2 0个重要球函数分量 (按 r*m,k≥ 0 .0 5%标准 )即可相当精确地拟合其 50 0 h Pa气候高度场 ,而对南半球仅用 1 0个重要球函数分量即可相当精确地拟合其 50 0 h Pa气候高度场 ;因此 ,北半球气候高度场球函数谱结构较南半球复杂。 4 )北半球 50 0 h Pa气候高度场的季节变化较南半球明显。

全球大气气候位势高度场的时空结构分析

用半球气候高度场强度 ( ICF)和改进了的球函数分析方案 ,分析了 NCEP/NCAR再分析项目的全球 40 a月平均高度场资料。结果表明 ,全球 ICF存在明显季节、垂直差异。而气候高度场球函数谱结构具有低阶、低维特征 ,其纬向均匀特征明显 ;通常这些特征冬强夏弱、随高度上升而增强 ,但在环流发生重大变化的季节 (春、秋 )及层次 ( 5 0～ 1 0 0 h Pa)例外。气候高度场的半球际差异表现在南半球 ICF明显强于北半球 ,其气候高度场球函数谱结构的低阶、低维和纬向均匀特征更明显 ,季节变化也较北半球明显滞后 (约 1个月 ) ;这些差异应归因于两半球海陆面积比、海陆分布及地形的巨大差异。

热带气候风场的傅立叶分析方案及试验

给出了热带气候风场V-的一个傅立叶分析方案。对热带(30°S^30°N)区域1月850hPa气候风场V-的试分析结果表明:V-具有低维、低阶特征,|m|=0,4的9个低波数分量共拟合了V-模方的92.4%。0波分量V-0最重要,拟合了V-模方的56.4%,它主要给出了纬向平均信风带结构特征。定常波(V-*)拟合了V-模方的43.6%,也具有低维、低阶特征,|m|=1,4的8个低波数分量拟合了V-*模方的82.6%,由它们构成的定常波合成风场V-4*与V-*的相似系数高达0.909,它给出了V-*的主要环流系统。因此,傅立叶分析方法是分析热带气候风场的一种有效方法。

500hPa气候异常高度场强度及谱结构的季节变化与半球际差异

用半球气候异常场强度及球函数分析改进方案,分析了北、南半球500hPa气候异常高度场的环流特征,得到如下主要结论:1)半球异常冬强于夏,北半球强于南半球。2)500hPa气候异常位势高度场具有低阶、低维的特征,它们主要由超长波及长波波段(0≤m、k≤6)的球函数构成。3)北半球500hPa气候异常位势高度场集的球函数谱结构较南半球复杂,夏季较冬季复杂。仅用超长波及长波波段的球函数拟合半球500hPa异常位势高度场,就可保证其有足够的精确度。

一有限区域模式对1979年7月气候平均场的模拟

使用一个有限区域数值模式，以１９７９年７月１日００：００为初值，用７月份每天的实况资料进行侧边界嵌套，对模式连续积分３１ｄ。模拟的７月气候平均状态与实况比较表明：模拟结果与实况场较为一致，该模式可用于研究区域气候变化问题。逐日积分的高度场和温度场的Ｓ１评分表明：随积分时间的延长模式的预报结果仍可信，３００和５００ｈＰａ高度场的Ｓ１评分最高值分别为０．２７和０．３１，各层温度场的均方根误差最小值分别为０．８和０．９℃。

气候平均风场作用下热带太平洋主流系和赤道行星波研究

本文使用一种水平高分辨度的热带太平洋风动环流模式耦合气候月平均风场，研究了热带太平洋主流系和温跃层厚度的分布和季节变化以及赤道行星波的传播。

亚洲夏季风建立前后全球环流调整的气候风场变差度分析

利用变差度诊断分析,分析讨论了亚洲夏季风建立及前后(4月1日至6月30日)气候风场变差度的时空特征,发现北半球在4月10日和21日、5月15日和31日、6月11日和28日分别有6次大气环流大调整;变差度的大值区则均位于广义季风区;变差度确实是诊断大气环流调整和研究广义季风的客观定量工具。得到的主要结论如下:该6次环流大调整分别对应于春季来临(平流层极涡崩溃)、冬季环流彻底崩溃(仲春)、南海夏季风建立、南亚夏季风建立、江淮入梅(东亚夏季风建立)、梅雨间歇。南海夏季风建立是北半球季节转换中最强的环流调整(突变),该调整完成后北半球环流转为夏季形势;南海和南亚夏季风建立均与各层等压面上的全球环流调整有关,不是单一等压面上的局部现象。南海与南亚夏季风建立的环流调整在700 hPa上最明显;在850 hPa,南海夏季风建立最早出现于南海南部,南亚夏季风建立则最早出现在印度半岛西面的东阿拉伯海上。冬季环流崩溃、南海、南亚及东亚夏季风建立均与北半球对流层中层副热带高压、高层南亚高压以及平流层青藏高压三者的脊线北移有关,太阳直射点北移是脊线北移的主要原因。

热带月平均风场谱结构的傅立叶分析Ⅰ——气候风场分析

用风场傅立叶分析方案,分析了NCEP/NCAR再分析资料的热带(30°S^30°N)850、200 hPa气候风场V8 50、V2 00的谱结构,讨论热带风场定常波的成因,以弥补热带气候风场此类分析工作的空白。研究结果表明,(1)有低维、低阶特征,|m|=0,4-、0,3-波对月8 50、2 00的累积模方拟合率年均达90%、98%。(2)纬向平均分量0最重要,它对8 50、2 00的单波拟合率ρ0年均达52%、85%。850 hPa0主要由北、南半球的两支信风带构成,冬半球强、夏半球弱,轴线位置与所在半球Hadley环流中心对应;200 hPa0由强的外热带西风带和弱的内热带东风带构成。0的季节变化850 hPa层明显强于200 hPa,北半球明显强于南半球。(3)风场定常波的最大波分量全年两层均为|1|*,它对850*、200*的拟合率ρ|*1|年均达39%、55%;ρ|1|*作年双周振荡,北半球夏、冬季达极大,秋、春季达极小。次大波分量在北半球冬、夏季时同为3、2波,过渡季节也以3、2波为主(10—12月850*4波是例外)。(4)1、7月射出长波辐射定常波OLR*最大、次大波与同期V*相同,1月为1、3波,7月为1、2波;OLR*重要波分量上的极值区与*相应波分量散度场的垂直配置符合动力学原理。(5)7月青藏高原及以东以南的广阔区域,*的主要分量|1|*、|2|*同为下层辐合、上层辐散,1OLR*、2OLR*同为负值,是同纬度上最有利于降水和潜热释放的气候区。

全球大气气候异常位势高度场的时空结构分析

用半球气候异常场强度（Ia）及球函数分析改进方案，分析了NCEP／NCAR再分析项目的全球40年月平均气候异常高度场的时空结构，并分析了对流层下、上部半球平均气温异常的年际变化，结果表明，全球Ia存在明显的时（季节）空（高度、半球）差异；构造出三组参数高度概括地给出地球大气位势高度场异常环流球函数谱结构的基本特点；通过球函数展开的某些系数与半球500hPa等压面平均高度异常成正比，也近似与大气下半部（半球）平均温度成正比，揭示出不同层次大气平均温度异常的年际变化及其与热带海洋SSTA的关系。

EOF方法恢复历史气候要素场的研究

本文用自然正交展开，通过对典型场所对应的时间系数的恢复，达到了恢复气候要素场的目的。利用云南６个站已有的５月雨量资料，恢复出１９个站的５月雨量场资料。检验表明，所恢复的记录在一定程度上重现了特殊年份降水量场的特征。

半球月平均位势高度场的若干环流指数及其变化特征

给出了表征半球月平均位势高度场性质的若干环流指数 :气候场强度 Ic、气候异常场平均强度 Ia、气候场不稳定度 Ius。用 NCEP/ NCAR4 0 a再分析月平均位势高度场资料作了计算和分析 ,结果表明 ,这些环流指数存在清晰的时空结构和北、南半球差异 ,它们概括地给出了地球大气位势高度场气候及其异常的基本特点。

20世纪60年代中期亚非夏季风减弱的全球气候背景异常分析

利用美国NASA格点月降水总量资料、美国CO2信息分析中心地表面温度异常月平均网格点资料、美国NCEP/NCAR再分析全球网格点资料和兰州高原大气物理研究所的台站地温观测资料分析了1960年代中期亚非夏季风环流圈年代际时间尺度的减弱及其与之有关的全球气候场异常现象。结果发现,1960年代中期全球对流层大气温度和海洋温度场发生异常变化,对流层大气有明显降温,海洋主要以印度洋升温、北太平洋和北大西洋降温为主要特征,同时,我国大陆土壤温度和青藏高原温度在1960年代中期有明显的下降,导致亚洲大陆与印度洋之间的热力对比明显减弱,东风急流减弱,最终导致亚非夏季风明显减弱。

石家庄高温闷热天气气候特征与预报方法

针对近年来频繁发生的高温闷热天气,应用石家庄地区17个站近29年的气温、相对湿度和市区8个自动站气温观测资料,采用EOF方法,分析了高温、闷热日数分布特征。结果表明:石家庄地区高温、闷热分布可由气候平均场和第一、第二特征场合成而得,前两个特征场累积方差达80%以上。纬度、海拔高度、地形与高温闷热分布密切相关,城市热岛效应对高温分布的影响可以通过第一特征场反映出来。高温、闷热的第一、第二特征向量场时间系数是日际变化量,它与石家庄市单站风、气温、本区南北向和东西向气压差密切相关,可根据单站要素预报,用回归方程计算得到,据此构成高温、闷热分布预报的EOF方法。经统计检验、拟合检验及预报检验,该方法取得了较为满意的效果,并可投入业务化。

广东冬季水资源的预测和因子背景场分析

为预报广东冬季水资源量,利用500hPa高度场和太平洋海温场作为气候变化的相关因子场,并应用了主分量逐步回归预测模型进行了计算。利用各标准化主分量的预测结果,按照主分量逐步回归模型进行回算得到预测场。结果表明,2004年和2006年预测结果与实况比较相似;2005年冬季水资源预测值和实测值分布相差较大。为了分析预测因子的影响,对进入广东冬季水资源场前4个主分量预测方程的因子进行分析,并对个别关键因子的背景场做了细致的研究。

广东低温阴雨年景预测

在广东省低温阴雨天气的特征和类型研究的基础上 ,采用气候场主分量逐步回归预报模型 ,通过相关分析和逐步回归 ,求得低温阴雨场主分量与高度场、海温场、环流指数以及副高面积指数等因子场主分量之间的联系 .建立了广东低温阴雨场前 15个主分量预报方程 .对广东 10个代表站的 1990年低温阴雨总日数作预测 ,其结果平均绝对误差约为

球函数分析中经向数值积分的改进方案

在全球气候场的球函数分析中 ,定积分∫π0 q(θ) sinθdθ的近似计算是重要的。本文基于几何分析给出了它的一个改进方案 ,对标准化缔合勒让德函数 Pmn 的模和正交性计算表明 。