北京气候中心气候系统模式研发进展——在气候变化研究中的应用

较全面地介绍了北京气候中心气候系统模式(BCC_CSM)研发所取得的一些进展及其在气候变化研究中的应用,重点介绍了全球近280 km较低分辨率的全球海-陆-气-冰-生物多圈层耦合的气候系统模式BCC_CSM1.1和110 km中等大气分辨率的BCC_CSM1.1(m),以及大气、陆面、海洋、海冰各分量模式的发展。BCC_CSM1.1和BCC_CSM1.1(m)气候系统模式均包含了全球碳循环和动态植被过程。当给定全球人类活动导致的碳源排放后,就可以模拟和预估人类活动对气候变化的影响。BCC_CSM1.1和BCC_CSM1.1(m)已应用于IPCC AR5模式比较,为中外开展气候变化机理分析和未来气候变化预估提供了大量的试验数据。还介绍了BCC_CSM1.1和BCC_CSM1.1(m)参与国际耦合模式比较计划(CMIP5)的大量试验分析评估结果,BCC_CSM能够较好地模拟20世纪气温和降水等气候平均态和季节变化特征,以及近1000年的历史气候变化,所预估的未来100年气候变化与国际上其他模式的CMIP5试验预估结果相当。初步的分析表明,分辨率相对高的BCC_CSM1.1(m)在区域气候平均态的模拟上优于分辨率较低的BCC_CSM1.1。

北京气候中心大气环流模式对季节内振荡的模拟

对北京气候中心大气模式(BCC AGCM2.0.1)模拟热带季节内振荡的能力进行了检验。北京气候中心新一代气候模式(BCC AGCM2.0.1)是在原中国国家气候中心模式的基础上参考NCAR CAM3改进形成的。新模式中引进了一个新的参考大气和参考面气压。因此原模式的预报量中的气温(T)和地面气压(p_s)则变为它们对参考大气气温的偏差和对参考面气压的偏差。模式还加入了新的Zhang-Mcfarlane对流参数化方案,并对其参数计算方法进行调整和改进。此外还对模式边界层处理、雪盖计算等进行了改进。上述模式在实测的月海温作为下边界条件的情况下运行52年(1949年9月—2001年10月)。然后对运行结果中的季节内振荡的状况进行分析,主要结果如下:NCAR CAM3模式模拟热带季节内振荡的能力很差,主要表现在模拟的热带季节内振荡强度很弱;东移波与西移波的强度很接近,而实际观测中是东移波的能量要远大于西移波;季节内振荡的季节变化及空间分布与观测相差很远。北京气候中心大气模式(BCC AGCM2.0.1)模拟热带季节内振荡的能力有显著的提高。模拟的热带季节内振荡很明显,强度接近于观测结果;模拟东移波的能量要大于西移波,这与观测较为一致;季节内振荡的季节变化和空间分布与观测相差不大。总的来看,BCC AGCM2.0.1模式在模拟热带季节内振荡方面比CAM3模式有明显的改进。

国家气候中心大气模式的验证研究——AMIP-II结果分析

应用AMIP- II计划提供的 1 979～ 1 996年海温及海冰场作下边界条件运行国家气候中心的大气环流模式 ,将模式的输出结果与NCEP资料进行对比以便验证模式模拟实际大气运动变化的能力。验证的结果表明 :国家气候中心的大气环流模式能够模拟出对流层大气的大尺度运动特征 ,如高度场、温度场及风场的特征等 ,但对降水的模拟则有较大的误差 ;此外模式对对流层上层及平流层温度等要素的模拟也存在着较大的误差 ;模式的物理过程也需要进一步进行改进。

建设中的国家气候中心

国家气候中心成立于1995年1月10日,建设目标是成为世界先进水平的开展短期气候预测、气候变化研究和气候变化影响评估的国家中心,争取成为世界气象组织拟建的世界区域气候中心网络中的亚洲区域气候中心。

国家气候中心短期气候预测模式系统业务化进展

该文简要介绍了国家气候中心短期气候预测模式系统的研发成果,并侧重于从海洋资料同化系统、陆面资料同化系统、月动力延伸预测模式系统、季节气候预测模式系统4个方面介绍了第2代短期气候预测模式系统的业务化进展。第2代海洋资料同化系统已初步建成,其对温盐的同化效果总体上优于第1代同化系统;陆面资料同化系统正在研发中,目前已完成其中的多源降水融合子系统的业务建设工作,可为陆面分量提供实时的大气降水强迫分析场;第2代月动力延伸预测系统基于国家气候中心大气环流模式BCC_AGCM2.2建立,已于2012年8月进入准业务运行阶段;第2代季节预测模式系统基于国家气候中心气候系统模式BCC_CSM1.1(m)建立,将于2013年底投入准业务运行。初步评估表明:第2代月动力延伸预测模式系统和季节气候预测模式系统分别对候、旬、月和季节、年际时间尺度的气候变率体现出了一定的预测能力,其对降水、气温、环流等要素的预测技巧总体上要高于第1代预测系统。

国家气候中心新一代ENSO预测系统及其对2014/2016年超强厄尔尼诺事件的预测

厄尔尼诺和南方涛动(ENSO)作为其年际变率支配模态,对我国季节气候预测有着非常重要的指示意义。在过去30年里,ENSO自身属性、类型和气候影响发生了显著改变,为我国气候预测和防灾减灾带来了前所未有的挑战。2012年以来,国家气候中心组织研发了新一代ENSO监测、分析和预测业务系统(SEMAP2.0),目的是切实提升ENSO监测预测业务能力。SEMAP2.0综合集成了国内外多项ENSO研究新成果,并自主研发了多项ENSO诊断预测新技术。该系统包括实时监测、动力学诊断一归因分析、两类ENSO物理统计预报模型、气候模式集合预报解释应用、以及相似一动力预报订正等五个子系统。20年独立样本检验显示,集合平均Nino3.4海温指数提前6个月预报的时间距平相关系数达到0.8。该系统已于2015年底正式业务运行,每月实时提供业务产品。在业务应用方面,该系统2014年春季给出了基本反映实际的夏秋季厄尔尼诺演变趋势预测,较为准确地预报出了2014/2015年冬季弱中部型厄尔尼诺状态和2015年春季以后厄尔尼诺的持续发展趋势以及向东部型的转换过程,准确定位出2014/2016事件峰值时间和强度并预计此次事件在2016年春末结束。

国家气候中心多模式解释应用集成预测

多模式集合和降尺度技术是提升模式预测能力的有效工具。该文对国家气候中心多模式解释应用集成预测(MODES)技术与业务应用现状进行了综合介绍。MODES采用欧洲中期天气预报中心、东京气候中心、美国国家环境预报中心和中国气象局国家气候中心4个气候业务季节预测模式输出场,利用EOF迭代、变形的典型相关分析、最优子集回归和高相关回归集成4种统计降尺度方法以及等权平均、经典超级集合等集成方法进行全国月及季节降水和气温预测。目前对MODES进行了夏季回报检验和约1年的实时业务应用。回报检验和业务应用表明,MODES对气温有较好的预测能力(月预测平均PS评分为76),对降水有一定预测技巧(月预测平均PS评分为68),具有短期气候预测业务应用价值。

北京气候中心次季节-季节预测系统对西南地区夏季降水次季节预报技巧评估及误差订正

利用北京气候中心(BCC)次季节-季节(Sub-seasonal to Seasonal,S2S)预测系统20年(1994-2013年)回报试验数据,在评估BCC S2S预测系统对中国西南地区夏季降水次季节预报性能基础上,进而采用基于奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的误差订正方案对预测结果进行订正。结果表明:BCC S2S预测系统对西南地区夏季降水的次季节预报技巧随起报时间的提前不断下降,在起报时间提前10天以内具有一定预报技巧,而在起报时间提前10天以上基本无技巧,同时存在明显的区域性和年际差异。采用SVD误差订正方案能够较好改善BCC S2S系统对西南地区夏季降水的次季节预测水平,起报时间提前0~10、11~20、21~30天原始预测结果与观测间的异常相关系数分别为0.50,0.31和0.25,订正后分别提高至0.70,0.75和0.70,同时订正后的预测结果与观测间的空间相关系数在起报时间提前0~10天提高了0.3左右,尤其对起报时间提前11~30天的预测结果改进更加明显,空间相关系数提高了0.6左右。

国家气候中心MJO监测预测业务产品研发及应用

热带大气低频振荡(MJO)和北半球夏季季节内振荡(BSISO)对全球范围天气气候事件有重要影响,是次季节-季节(S2S)预报最主要的可预报性来源之一。国家气候中心(BCC)基于我国完全自主的T639全球分析场数据、风云三号气象卫星射出长波辐射(OLR)资料以及BCC第2代大气环流模式系统的实时预报,发展了MJO实时监测预测一体化业务技术,建立了ISV/MJO监测预测业务系统(IMPRESS1.0),已投入实时业务运行,在全国气象业务系统得到应用。该文着重介绍该系统提供的MJO和BSISO指数监测预测数据和图形产品,并描述了这些业务产品在2015年对MJO典型个例的实时监测预测应用情况。监测分析和预报检验表明,基于我国自主资料的监测结果能够较为准确地表征MJO和BSISO指数的振荡和演变过程,该系统对MJO和BSISO事件分别至少具备16 d和10 d左右的预报技巧。因此,基于IMPRESS1.0的MJO/BSISO监测预测一体化业务产品可为制作延伸期预报提供重要的参考依据。

国家气候中心全球海洋资料四维同化系统在热带太平洋的结果初步分析

介绍了国家气候中心(NCC)“全球海洋资料四维同化系统”(简称NCC-GODAS).该系统包含观测资料预处理系统、插值分析系统和所应用的动力模式.插值分析系统采用四维同化技术方案,在时间上设置一个4周的窗口,将此窗口之内的观测资料以一定的权重插入插值分析系统, 在空间上采用三维变分方案.海洋动力模式为“九五”期间LASG研制的L30T63OGCM 1 0版本.文中考察了该系统从1982年到2003年3月在热带太平洋的部分同化分析结果,并与NCEP的再分析资料和EMC/NCEP的太平洋区域海洋资料同化系统的结果进行了对比分析.结果显示,该系统的同化结果(如SST,SSTA,Nino指数,次表层海温变化等)与NCEP的同期同化结果具有很好的一致性.同时,该系统得出的海洋同化资料气候场与海洋模式气候场相比,有显著的改进.表明该系统具有较好的同化能力,其同化结果可为海-气耦合模式进行季节和跨季节的气候预测业务提供可信的海洋初始场资料,同时还可以为相关研究提供海洋分析场.

国家气候中心海气耦合模式汛期降水预报的一种订正方案及其试验

用奇异值分解(SVD)方法,分析了1983～2003年夏季国家气候中心海气耦合模式500hPa高度预报场与中国特别是华中区域降水场、1971～2000年夏季NCEP/NCAR500hPa高度场与中国特别是华中区域降水场的关系。结果表明:夏季NCEP/NCAR500hPa高度场与中国特别是华中区域降水场关系明显较模式500hPa高度场密切,若夏季NCEP/NCAR500hPa高度场南、北半球副热带高压较强(弱),北半球副热带高压主体偏南(北),则长江流域、东北地区中部及青藏高原东侧将降水偏多(偏少)。对比分析结果,发现国家气候中心海气耦合模式存在一定程度的预报误差,如长江流域误差就较为明显。作者提出一种订正方案,利用SVD从模式500hPa高度预报场中提取大尺度信号,借助最优化技术,合理订正误差,改进降水场的预报。经试验表明:订正后降水场预报的距平同号率有可能接近NCEP/NCAR500hPa高度场相当的技巧水平。

McICA云—辐射方案在国家气候中心全球气候模式中的应用与评估

本文将一种新的、可以灵活给出云的次网格结构的蒙特卡洛独立气柱近似(McICA)云—辐射方案应用于国家气候中心全球气候模式BCC_AGCM2.0.1中;由于此方案会引入一定的随机误差,本文对随机误差的特征和对所模拟的气候场的影响进行了分析和评估。结果表明,McICA随机误差引起的模拟扰动很小,随机误差对所模拟的各种气候变量影响也很小,全球平均值与作为参考的精确独立气柱近似(ICA)计算的差别都在0.01%量级,模拟结果的纬向分布、垂直分布和典型区域内的分布等气候特征都基本上与ICA一致。因此,在国家气候中心全球气候模式BCC_AGCM2.0.1中应用McICA云—辐射方案具有较高的可信度,模拟性能的提升仍然主要取决于模式物理过程、动力框架等方面,而不受随机误差的影响。考虑到McICA方案下云和辐射过程是各自独立的,云的结构调整和辐射模式的改进都更为简便,为模式在未来的进一步改进提供了很大便利和发展空间。

质量守恒律在国家气候中心气候谱模式中的应用

概述了在国家气候中心气候谱模式中，引入参考大气和大气质量守恒律，消除了原模式由于模式大气质量不守恒引起的气候漂移计算误差，改进了气候模拟，提高了预报精度。

国家气候中心桌面云应用实践

投入实时业务运行的国家气候中心桌面云平台应用表明,虚拟化桌面不仅具有资源弹性、复用共享、移动值班、绿色安静、高效维护、自动管控、资源安全、运行稳定等基本优点,而且还形成了国家级气候业务系统省级推广的云端快捷部署与应用新模式,提高了国家级气候业务技术指导与应用能力。国家气候中心(NCC)业务运行所依托的气候监测预测业务系统(CIPAS1.0/2.0)、气候灾害风险管理系统1.0/2.0和极端事件监测系统等核心业务平台,多以C/S软件构实现,客户端具有较为重量级的数据可视化与分析处理应用功能。

中国气象局国家气候中心暨气候研究开放实验室2007年度学术年会召开

2008年2月25—26日，“中国气象局国家气候中心暨气候研究开放实验室2007年度学术年会”在北京召开。来自北京大学、南京大学、南京信息工程大学，北京师范大学等高校，中国科学院大气物理研究所、寒区旱区环境与工程研究所，地理科学与资源研究所等科研院所，中国气象局国家气候中心、国家气象中心、国家气象信息中心，以及中国气象局有关省、市、

国家气候中心暨气候研究开放实验室2008年度学术年会在京召开

2009年2月12—13日，中国气象局国家气候中心暨气候研究开放实验室2008年度学术年会在京召开。来自北京大学、南京大学、南京信息工程大学、成都信息工程学院等高校，中国科学院大气物理研究所、地理科学与资源研究所、南京地理与湖泊研究所、青藏高原研究所以及中国农业科学研究院农业环境与可持续发展研究所等科研院所，中国气象局国家气候中心、国家卫星气象中心、国家气象中心、国家信息中心、培训中心、中国气象科学研究院，以及有关省（区）市气象局的专家及研究生，共计40余个单位100多位代表参加了学术年会。

巾帼不让须眉——记福建省气候中心十四朵美丽的金花

这是一批美丽的巾帼英雄，她们对气象学科有着深入地研究和独到的见解，她们在平凡的岗位上，努力工作，默默奉献，用智慧与汗水为福建气候事业的不断发展谱写了灿烂的篇章。2011年2月28日，在福州召开的“福建省巾帼建功五大战役表彰大会”上，她们所在的单位一福建省气候中心荣获省级巾帼文明岗，受到省妇联表彰。3月27日福建省电视台公共频道《八闽机关党建》栏目播出了她们的先进事迹。她们就是来自福建省气候中心十四朵美丽的金花。

国家气候中心两个CMIP6模式模拟的东亚夏季风的季节内演变

分析了国家气候中心两个参加第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)的模式BCC-CSM2-MR和BCCESM1对东亚夏季风季节内演变的模拟情况,包括气候态特征以及在ENSO(El Nino and Southern Oscillation)循环不同位相下的特征。本文同时对比分析了观测海温海冰驱动大气环流模式试验(AMIP试验)以及耦合模式的历史气候模拟试验(Historical试验)的结果。结果表明,模式能够合理地模拟出东亚夏季风环流和降水的气候态特征。相比大气模式,耦合模式能够明显改善对气候态的模拟,特别是耦合模式能够较好地模拟出副热带高压从6~8月向北以及向东移动的季节内演变特征。对于El Nino衰减年和La Nina年合成来说,大气模式能够在一定程度上模拟出El Nino衰减年(La Nina年)副高偏西(东)、对流减弱(增强)的特征,但是对于位置和强度的模拟存在偏差,特别是对于其季节内尺度的演变。耦合模式相比大气模式来说,并没有改善对于ENSO循环影响东亚夏季风季节内演变的模拟,这可能和耦合模式模拟的ENSO本身的偏差有关。因此要想改善对于东亚夏季风季节内演变及其年际差异的模拟,除了考虑海气相互作用之外,还需要改进模式对于ENSO的模拟效果。

新疆维吾尔自治区气候中心

新疆维吾尔自治区气候中心于2006年3月成立。气候中心承担着．新疆区域气候、气候变化、生态与农业气象三条业务轨道和遥感监测服务业务。负责气候预测、农牧业气象服务与遥感技术应用等决策服务工作，负责相应产品制作与发布；负责对下级业务单位的技术指导，参与突发事件应急气象服务工作；负责气候资源的区划、调查、评估、监测与服务；负责农业气候区划工作；负责气候灾害的调查、评估与服务工作。

赴韩国APEC气候中心参加APCC2018青年科学家支持计划总结

1概况应韩国亚太经合组织(APEC)气候中心(APCC)邀请,国家气候中心气候研究开放实验室武于洁博士于2018年7月1日至10月2日赴韩国釜山,参加了APCC2018青年科学家支持计划。期间,与韩国Hongwei Yang博士开展了中国不同地区气温和降水在APCC多模式集合气候预测系统中可预报性的相关研究。