北半球海温对中期天气影响的数值研究

本文利用一个能考虑包括地形和海温作用,边界层作用,潜热、云和辐射作用,以及积云对流等在内的较完整物理过程的五层的水平截断42个波的较高分辨率的改进的T_42L5谱模式,以1982年7月1日12时(GMT)的客观分析场为初始场,采用三种不同的海表温度取值方案(A)、(B)和(C),分别进行5天中期数值预报试验,以研究不同的海温取值以及海温增暖对初夏北半球大气环流的影响。方案(A)和(C)分别为模式海温取多年平均的7月海温和多年平均的年平均海温,方案(B)是在大西洋取多年平均的年平均海温而在太平洋取多年平均的7月海温。结果表明:(1)海温对北半球大气环流有重要作用,随着预报时效的增长而增加,方案(A)和方案(C)的r值(模式预报的倾向和对应的实况倾向之间相关系数)之差,在预报的第2天和第5天分别可达到2%和7%以上。方案(A)的r值保持着比方案(C)高,模式用较真实海温,能改进预报结果。(2)初夏北半球海温增暖,会在北半球的里海至乌拉尔地区,青藏高原北部至贝加尔湖一带,北美大陆西北部等在中期内形成明显的等压面高度增高区,其中300hPa高度可增高100m,也明显有利于北半球海洋副高加强,对这一时段内北半球季节性转换有重要影响。(3)北太平洋海温的初夏增暖过程,短期内在北太平洋两岸的北美洲的西北部和亚洲的东北部以及北太平洋先产生影响.5天之内,在青藏高原北部至贝加尔湖地区,北美大陆的西北部造成明显的增高区,在300hPa的增高中心可达80m以上.北大西洋海温的初夏增暖在预报的第2天内,首先在乌拉尔一带及北大西洋一些地区的等压面高度增高,5天之内,里海至乌拉尔一带的300hPa高度场可增高80 m以上,也有利两大洋的副高增强,以及北大西洋东南部及日本海低压加深.(4)北半球海温增暖有利于加强北半球的经向环流,特别是在中低纬地区.