一个改进的混合型海气耦合模式：ENSO模拟
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大气环流模式(SAMIL) 海气耦合前后性能的比较
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3秒自动关闭窗口来源：《中国科学:地球科学》2012年第04期 作者：邹立维;周天军;
一个区域海气耦合模式的发展及其在西北太平洋季风区的性能检验:不同大气分量的影响
全球气候模式是理解气候变化和变率机理、预测和预估气候变化的重要工具.但是,当前的全球模式分辨率一般较低、模拟偏差较大[1~5],难以适应区域气候模拟研究的需要.区域气候模式(RCM)分辨率一般较高,作为低分辨率全球模式的降尺度工具,在区域气候研究中发挥着重要作用[6~13].在区域气候模拟试验中,当下垫面为海洋时,通常用观测或全球模式模拟的海温(SST)作为海洋表面的边界条件.这种作法实际上默认模式大气是对海温强迫的被动响应,没有考虑局地海气相互作用过程.在全球大部分地区,上述假设是合理的,但是在夏季的亚澳季风区,该作法并不适用.有研究指出,中国科学:地球科学2012年第42卷第4期在西北太平洋季风区,夏季降水和海温异常呈显著负相关,海温的变化主要是对大气变化的响应;利用单独大气模式(AGCM)作夏季降水预测或模拟时,由于没有考虑海气相互作用过程,大气表现为被动地对SST变化的响应,其模拟的降水和SST异常的关系呈现为显著正相关[14].局地海气相互作用对亚澳季风区降水和环流模拟的重要性,亦被基于AGCM模拟结果与观测事实的分析比较所证实[2,3,15].......(本文共计15页)
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《热带气象》1988年01期
《大气科学学报》2014年03期
中国科学:地球科学
主办：中国科学院;国家自然科学基金委员会
出版：中国科学:地球科学杂志编辑部
出版周期：月刊
出版地：北京市气候系统模式中海-气-水通量交换的耦合方法
在气候系统中, 全球水循环作为一个纽带, 将大气、海洋、岩石圈、冰雪圈和生物圈等子系统紧密地联系在一起. 在海洋与大气之间, 存在着很强的水通量交换, 这是一种重要的海气相互作用过程, 特别是对于海洋环流的年代际及更长尺度变率而言[1, 2]. 海-气耦合模式是当今开展气候问题研究的重要工具, 在模式中合理反映海-气-水通量交换过程是非常重要的. 海-气耦合过程的实质, 是模式大气与模式海洋在海表的相互作用过程. 对于大气来说, 它需要来自海洋的表层海温(SST)和海冰的强迫；对于海洋而言, 它需要来自大气的热量、动量(风应力)和水通量强迫. 海洋层结构的稳定性由海水密度决定, 水通量对海水密度的影响较之热通量要大, 这使得海洋模式对来自海表的水通量强迫非常敏感1), 因此, 人们在发展耦合气候模式时, 多重点考虑热通量交换和动量交换, 对水通量交换则代之以Newton张弛形式的恢复性条件, 将海表盐度向观测气候场恢复, 但研究...&
(本文共4页)
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地球的四周为运动的大气所包围着,当大气接触到地球表面的海洋时其流动减少到零,并形成行星边界层。与大气中的行星边界层相对应,海洋中也存在着一个海洋边界层,并与之上的大气进行着相互作用。对海上大气边界层和海洋边界层物理过程和机制的描述能够解决海洋-大气之间相互作用的一些问题,同时也可作为开发和改进参数化过程的理论依据。海-气界面的主要过程是动量、能量和物质的交换。平均而言,海洋吸收的太阳短波辐射能量是大气吸收能量的2倍多,热量通过长波辐射和潜热及感热交换,被温暖的海面传给大气,即大气底部被海洋加热,由于加热的纬度不均匀性和地球的自转驱动大气作大尺度循环,形成海上风不断的作用于海洋,因此又给海洋提供了动量和能量,伴随动量和能量交换,大气和海洋间还存在物质(如温室气体)交换。其中一个非常重要的问题是海洋表面动量、潜热和感热等的湍流通量参数化。海洋是为大气提供水分主要的源,也是大气中热量的主要贡献者。海洋吸收了大量的太阳短波辐射能量,这对...&
(本文共156页)
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l 弓言 自1980年世界气候研究计划（WCRP）成立以来，它所组织和推动的所有大型科学研究和试验计划，例如热带大气一全球海洋研究计划（TOGA）、世界大洋研究计划（WOCE）、全球能量与水循环试验（GEWEX）和近年推出的气候变率与可预报性研究（CLIVAR）等，均包含两个最基本的内容：（l）大气、海洋、海冰等观测资料的收集、整编和全球气候观测系统的逐步建立；（2）气候系统模式的发展和完善。到了20世纪80年代末和90年代初，更以推动这两大内容的有机结合为宗旨，相继组织和推出了大气模式比较计划（AMIP）、海洋模式比较计划、陆面过程模式比较计划（PILPS）和耦合模式比较计划（CMIP）等。开展对气候模式的评估、验证已成为国际上的热门研究领域。 气候模式是研究气候系统的活动规律、了解过去的气候演变、预测未来的气候变异、评估人类活动对气候影响的强有力工具，尽管当前气候模式已在模拟和预测中得到广泛应用，但在未来相当长的时期内，仍处...&
(本文共13页)
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气候变化作为一个全球性的环境问题受到广泛重视,成为海洋和大气科学研究的重点之一。海洋、大气作为气候系统的两个最重要的组成分量,它们在不同的时间和空间尺度上存在着相互作用。一般来讲,可以把海洋-大气的相互作用大致分为小尺度和大尺度两类。在小尺度上,海-气相互作用过程主要影响着两者之间的通量交换过程;在大尺度上,海-气相互作用过程决定了气候系统的低频变化,最显著的表现为以ENSO为代表的热带年际气候变化。本文的工作主要针对上述两种过程开展。第一方面,本文试图通过对小尺度海-气相互作用过程的显式刻画来改进耦合气候模式中的通量计算方案。目前利用海-气-冰-陆耦合数值模式来模拟气候变化过程以及人类活动对于气候的影响已成为气候变化研究的一个重要而活跃的领域。但是,耦合气候模式的气候模拟试验揭示了一个目前模式中普遍存在的问题:当耦合模式系统中的各个分量联立在一起,而且每个模式分量不再使用给定的边界强迫条件时,所模拟气候的统计状态将会逐渐偏离初...&
(本文共87页)
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1引言数值模拟目前已经成为大气和海洋科学研究中不可缺少的重要手段之一.虽然无论是简单的概念模式还是复杂的三维环流模式,每一个气候模式都能在气候研究工作中起到独特和不可替代的作用,但是耦合气候系统模式的发展还是受到了越来越多的重视.由于对气候系统内部物理和化学过程认识的局限性,尽管完全耦合的气候系统模式本身还存在很多不确定性,但是仍旧可以全面描述气候系统内部不同圈层之间的相互作用.因此不断发展和完善能够反映海洋、大气、海冰和陆面之间复杂相互作用的耦合气候系统模式,并使之成为地球科学研究的基础性工具,已经成为地球科学界大部分科学家的共识,这也是各国众多的大气和海洋研究机构争相发展气候系统模式的重要原因之一.中国科学院大气物理研究所(IAP)大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG)从20世纪80年代末一直致力于全球海洋模式的发展和应用.1989年张学洪等人发展了中国第一个大洋环流模式[1],此后通过对该模式的不断改进,...&
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海-气通量交换过程是气候系统各层圈相互作用的主要过程之一。海洋表面能量、物质交换反映了海洋-大气之间相互作用和联系,海-气通量输送强烈地影响上层海洋结构及大气边界层结构,进而影响大气环流和海洋环流,造成不同尺度的天气及气候变化。而且海-气通量的观测研究对于模拟和理解海洋-大气系统的耦合、变化性质也十分重要,天气预报及气候模式中海洋边界层参数的不确定性极大的影响了其模拟能力。利用涡动相关法测量边界层通量是目前最可靠的测量方法之一,但由于海上环境复杂以及一些具体条件的限制,使得其在海上进行观测的难度很大。本文利用国家海洋局年“908专项”-ST02区块水体环境调查及2005年国家863规范化外海实验两个项目的近海层大气湍流观测资料,尝试克服在海上观测所面临的大量硬件及软件方面的困难,利用涡动相关法计算了海-气间的分析和计算了北黄海、南海北部及吕宋海峡海域及西太平洋近海面层动量通量、风速标准差、曳力系数、空气动力粗糙...&
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京公网安备75号北大西洋年际变率的海气耦合模式模拟Ⅰ局地海气相互作用--《气象学报》2006年01期
北大西洋年际变率的海气耦合模式模拟Ⅰ局地海气相互作用
【摘要】：检验了一个全球海气耦合模式对北大西洋年际气候变率的模拟,讨论了导致这种年际变率型的物理机制,并分析了其对年代际变率的可能影响。北大西洋冬季SST的主导变率模态,在经向上表现为三核型,自北而南出现“-+-”的带状距平型;最大距平中心位于副极地大洋、中纬度大洋的西部以及热带海域,耦合模式较为真实地再现了这一特征。与三核型SST异常相对应的大气环流型表现为北大西洋涛动,具有显著的正压结构。上述异常型主要发生在年际尺度,具有3—4年的谱峰;在次年代际尺度上,也存在谱峰。分析表明,模式中三核型SST异常的产生,主要来自大气的强迫,NAO增强,中纬度大洋上的西风减弱,海洋感热和潜热通量损失减少,中纬度大洋得到的净热通量增加,导致SST出现正距平;在包括Labrador海在内的副极地大洋,NAO增强、冰岛低压加深,气旋性环流增强,来自高纬度的冷空气吹过洋面,海气温差加大,大洋的感热通量损失增加,SST降低。热带地区东风的增强,也是导致那里SST降低的重要机制。三核型SST异常对大气的反馈作用较弱,文中没有证据表明它能够影响到北大西洋地区的年代际气候变率。
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：P732.6【正文快照】：
1引言大西洋是全球气候变化的敏感区域之一,表现出显著的多时间尺度变率特点,其变化在很大程度上受北大西洋涛动(NAO)的影响。所谓NAO实际上是北半球大气质量在经圈方向上的“跷跷板型”调整,其活动中心分别位于冰岛和副热带北大西洋。NAO活动的正位相对应有冰岛及北极部分地
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