美国国家气象中心η模式的暴雨预报

1.引言美国国家气象中心(NMC)η模式计划的主要目的是研制能够提供北美地区中尺度预报指导的高分辨预报系统.根据几个月的每天两次的48小时预报和个例试验,结果证明模式具有相当大的潜力(Black和Mesinger,1989;Mesinger和Black,1989;Mesinger等,1990).作为重要预报变量的暴雨引起了特别的注意.精确预报它可能是最困难的.     

西伯利亚高压对亚洲大陆的气候影响分析

西伯利亚高压是冬季影响亚洲大陆地区的重要环流因子 ,本文用冬季 (1～ 3月 ) 70°～ 12 0°E ,40°～ 6 0°N区域平均海平面气压值代表其强度 ,分析其变化特征。结果表明 ,从 192 2年到 1970年代中期 ,西伯利亚高压略有增强趋势 ,但并不显著。但近 2 0多年来的显著减弱非常突出。用NCAR资料计算的线性趋势是 - 1.78hPa/ 10a(1976— 2 0 0 0年 ) ,用CRU气压资料计算的趋势是 - 2 .15hPa/ 10a(1976— 1995年 )。西伯利亚高压对中高纬亚洲大陆平均 (30°～ 140°E ,30°～ 70°N)温度和降水都有显著影响 ,与两个要素的相关系数分别达到 - 0 .5 8和 - 0 .44。如果同时考虑其他的影响因子 (如北极涛动、欧亚遥相关型等 ) ,72 %的温度变化及 2 6 %的降水变化能得到解释。其中北极涛动对亚洲大陆的温度贡献最高达到 30 % ,西伯利亚高压的贡献为 2 4%。而区域平均降水变化的 9.8%与西伯利亚高压有关     

对中国东部夏季降水有重要影响的一种东亚遥相关型

利用重建的1880-1950年500 hPa高度场资料和1951-2004年的NCEP/NCAR再分析资料,分析了年际尺度上东亚地区夏季大气环流变化特征。结果表明：夏季在东亚沿岸存在一个明显的自北向南的正-负-正环流模态,即鄂霍次克海阻塞高压与副热带高压存在一种同向变化、而它们之间区域的高度场为反向变化的遥相关关系;同时分析了这种大气环流模态与1880-2004年中国东部地区夏季降水的关系。在年际尺度上,正-负-正的环流模态与长江中下游地区和东北的降水有很好的正相关,当夏季的环流处在阻塞高压偏强,且副热带高压偏南偏强、日本及其以东地区上空高度场偏低时,中国长江中下游地区和东北降水偏多。     

东北亚冷夏的年代际变化

通过对1881～2000年东北亚夏季气温的分析,发现东北亚夏季气温有明显的年代际变化,时间尺度为80年左右和30年左右;120年来东北亚共发生27次冷夏(平均气温距平≤-0.5°C),其中6次为严重冷夏(平均气温距平≤-1.0°C).通过对海平面气压场、对流层中层500 hPa高度场及海温场的分析,研究了东北亚冷夏的环流机制以及与SST异常的关系,指出东北亚夏季气温的年代际变化与大尺度环流特征及海温的变化关系密切.     

The impacts of orbital parameters on summer precipitation over China in the Holocene

The impact of orbital parameters on the climate of China in the Holocene is simulated from 11kaBP to 0kaBP with an interval of 1ka using National Center for Atmospheric Research (NCAR) Community Atmosphere Model version 2 (CAM2). The geographic distributions of summer precipitation around both 9kaBP and 4kaBP were realistically captured by CAM2, compared to the proxy data collected from 80 stations. Among all orbital parameters, the precession plays a major role in computing solar radiation, which dominates the variations of summer precipitation over China during the Holocene. The summers around 9kaBP were the wettest in China. Later on, the precipitation gradually reduced to the minimum around 0kaBP by about 10%. This tremendous change occurred from the Northeast China and the eastern Inner Mongolia extending southwestwards to the Qinghai-Tibet Plateau, especially over the Qinghai-Tibet Plateau.     

全球变暖的模拟研究及与自然变率的比较

用NCAR 公共气候模式CCM3.6进行了1872～1999年共128 a的给定月平均海温强迫下的全球气候变化模拟研究,以及给定月平均气候海温强迫下积分100 a的全球气候自然变化模拟研究,对模拟的全球气温的变化进行了分析,发现模式能很好地模拟全球年平均气温的年际变化和年代际变化.模拟的结果可以弥补早期气候观测资料的不足,这样,就可以用来估算覆盖面完整情况下的全球平均气候变暖趋势.把经过模拟补充的完整覆盖面情况下的百年全球年平均气温变化序列称为第一近似,其1900～1999年增暖趋势为0.87 ℃/100a,比用Jones序列不完整覆盖面得到的气候增暖趋势0.66 ℃/100a要大,更接近于IPCC报告的上限.实测海温强迫下模拟的气温,其EOF1为全球一致的趋势,其时间系数为向上的变暖趋势,反映全球一致性的变暖;EOF2类似于ENSO的模态;EOF3类似于PDO的模态;而气候海温强迫的积分结果,则没有全球一致的温度变化.     

英国CRU高分辨率格点资料揭示的20世纪中国气候变化

中国覆盖比较完整的台站观测始于1951年,1951年之前虽然有一些观测记录,但是残缺不全.所以要建立更长的气候序列就要吸收代用资料,但是代用资料可能与气候要素仅有一定程度的相关,不可能一一对应,因此应用代用资料重建的气候序列有一定的不确定性.英国East Anglia大学的Climatic Research Unit(简称CRU)通过整合已有的若干个知名数据库,重建了一套覆盖完整、高分辨率、且无缺测的月平均地表气候要素数据集,时间范围覆盖1901～2003年,空间为0.5°×0.5°经纬网格覆盖所有陆地.这套资料和中国已有的气候数据相比具有如下优点: 第一,中国西部20世纪前半期非常缺少观测,CRU资料尽管包含插值带来的误差,经比较仍可作为有一定信度的参考; 第二,中国现有的百年温度序列只是年或季分辨率,而CRU资料达到月分辨率; 第三,建立这个序列仅使用观测结果,做统计内插,不包括代用资料所带来的不确定性.因此,CRU的序列与用代用资料补充得到的序列在资料方面有较大不同,比较这两个序列,不仅可以进一步确认中国气候变化的特征,也可以彼此校正.结果表明:(1)CRU资料反映的全国年平均温度年际变化和考虑代用资料重建的序列吻合得很好,相关系数达到0.84;(2)区域尺度上,两者在10个典型分区的气温变率也相当一致,相关整体保持在0.8左右,仅新疆西南部和西藏西北部两者差异较大;(3)CRU资料揭示的中国年总降水量在1951～2000年的变化与160站观测吻合,相关系数达到0.93;(4)CRU资料的中国东部四季降水量和重建资料十分一致,秋季一致性最好,相关0.93;(5)CRU资料和重建的序列比较一致地表现出中国温度和降水年代际变化的主要特征,其给出的20世纪20年代中国大旱和20世纪40年代中国高温的空间分布与作者过去的结论相一致.这表明,作者过去重建的中国气候序列有比较大的可靠性,而CRU资料也提供了新的信息,特别是在20世纪前半期和中国西部.     

古ENSO的研究进展

本文对20世纪90年代后期逐渐在古气候学、古海洋学、地质学和古生物学等跨学科交叉领域中崭露头角的热点问题——古ENSO研究的前沿进展做了系统的总结和回顾.从观测和气候模拟两方面对集中于不同时间尺度的焦点问题进行展开,主要包括如下几个时段：早-中全新世的厄尔尼诺的减弱;末次冰期中的ENSO循环及其与高纬气候的联系;以及末次间冰期的ENSO现象.其中对早-中全新世时期的ENSO减弱的相对成熟的“岁差”机制做了详细总结,而对另两个时段的矛盾和问题做了简要整理和概括.建议在今后的古ENSO研究中,除观测外,要注意提高对古ENSO进行动力模拟研究的比重,两者相互配合来增加对ENSO循环和气候背景之间相互作用机理的理解,从而为今后全球变暖背景下的ENSO预测提供有意义的借鉴.     

中国气候变化的研究

总结了近10余年对中国气候变化的研究,重点对不同时间尺度的气温变化进行了分析.讨论了大暖期千年尺度气候振荡,中世纪暖期、小冰期及现代气候变暖等问题.     

历史上的淮河洪水

2003夏季淮河流域发生了自1991年以来最为严重的洪涝灾害。为了更进一步认识淮河洪水的历史背景，根据史料反演得到的历史上淮河流域洪涝资料以及降水量观测资料分析了1470-2002年该地区的洪涝发生情况。根据淮河流域的洪水在全国范围降水分布和其他地区的关系分类，淮河降水主要有两种类型：第一种是长江淮河型，雨带集中在长江下游，也包括淮河；第二种是华北南部型，降水主要集中在华北南部和淮河。通过分析这两种类型的降水分布与对应的500hPa高度场的关系，得知淮河洪水和大气环流的异常有着紧密的联系，进一步研究洪水发生的规律，了解其形成的大气环流机制将有助于淮河的防洪抗汛工作。