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1、第卷第期气候与环境研究年我国近年来短期气候预测研究的若干进展‘王会军周广庆林朝晖中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟实验室,北京摘要回顾了近年来我国短期气候预测研究的若十进展,主要是在中国科学院大气物理研究所完成的以气候模式为基础的短期气候预测方面工作。第一个基于气候数值模式开展短期气候预测试验的是曾庆存等人,他们所采用的是揭合一个热带太平洋环流模式年,基于藕合气候模式基础上的预测系统建立起来同时开展了东亚区气候可预测性研究利用气候变动的准两年信号提出了对模式预测结果进行有效修正的方案为了考虑初始土壤湿度异常对夏季气候的影响,建立了气象变量和土壤湿度的
2、经验关系还系统地研究了年海面温度异常和大气春季异常对夏季气候特别是发生于中国的大水预测的影响关键词短期气候预测气候模式进展海气藕合模式的循环预测研究海气祸合模式的设计及气候数值模拟研究利用大气物理研究所‘两层大气环流模式一和较高分辨率热带太平洋环流模式一建立了主要用于年际气候变率模拟和预测的热带太平洋和全球大气藕合环流模式。针对两层大气环流模式和较高分辨率的热带太平洋环流模式特点,设计了一个有效的同步藕合方案,实现了两个环流模式的祸合。该藕合方案有如下特点海表通量的“统计修正”技术。利用统计预报原理,建立了模式预报量与藕合变量之间的统计关系夕,少八,其中,凡藕合变量,为
3、模式输出变量如海表风、温、压、湿、短波辐射、云为,、,。,“等为修正系数它们是模式水平格点函数因此根据模式在不同格点的误差对其修正是不同的。数值试验表明,这种方法极其有效地消除了海表通量计算的系统误差。整体修正。对藕合变量的修正是以其年平均量作为参考的,即修正后藕合变量一一收到国家杰出青年基金项目及中闰科学院知识创新工程重要方向性项目一共同资助期王会军等我国近年来短期气候预测研究的若干进展的年平均误差最小,其季节变化的时间位相仍由模式自身决定修正系数不随时间而改变。这样在充分有效控制“气候漂移”的前提下,最大限度地保持各分量模式的本身固有特性,有利于气候变化的模拟。更合
4、理的海表热通量计算方案。祸合方案充分考虑了海气之间热通量的反馈过程,对海洋环流模式中普遍使用的型热通量计算方案进行了改进,采用了更适合于海气藕合的计算方案,使海气之间热交换过程更为合理。单向修正,同步祸合。只对大气模式进行修正,对海洋模式未做任何修正。两个分量模式每天交换一次通量,海表通量中保留了包括天气尺度的变化,有利于模拟季节内振荡到年际时间尺度的变化。利用设计的藕合方案,藕合模式已稳定积分年后年为日平均输出,没有发生“气候漂移”现象,模拟的年平均量及其季节变化与各分量模式在观测外强迫作用下的模拟结果非常一致。同时模拟出了与观测研究相当一致的年际气候变率,即类现象热
5、带太平洋的最大年际气候变率海洋部分并非发生在海洋表面,而是在次。,,表层的斜温层温跃层在西太平洋它出现在巧一深度的赤道两侧而在东太平洋则出现在大约深的赤道上,并且自西向东沿斜温层抬升。在海洋表面,年际气候变率的强度为℃,与国际同类模式的结果相当。赤道太平洋海表温度异常与西太平洋暖池次表层温度异常具有极好的反位相。每当赤道东太平洋出现海温正负距平前半年到一年,在西太平洋暖池次表层即有正负距平出现,而这种次表层的海温正负距平的东传,对最终引发赤道东太平洋海表温度正负距平起到了决定性作用而当西太平洋次表层的正负距平传播到东太平洋后,在西太平洋暖池次表层则出现负正距平。进一步分
6、析表明,在赤道上,年际变率沿斜温层自西向东传播,在赤道太平洋东海岸反射后,在赤道两侧则自东向西传播,从而构成了循环往复过程。完成这一过程的周期为一年,这与实际循环的周期是一致的。海洋与大气存在紧密的祸合时空结构与演变关系。赤道东太平洋海温正距平对应大气低层西风异常、高层东风异常,同时伴有正降水距平对海温负距平,情况相反。上述模拟结果已为海洋再分析资料所证实。目前该藕合环流模式已用于气候预测、冬季风对的作用等研究。预测系统利用上述藕合环流模式,建立了预测系统。该系统是我国目前惟一的基于复杂祸合模式的预测系统。“”。,气候异常初始化方案针对气候预测的特点在保留模式气候与观测
7、很接近,但有误差的基础上,在预测初值中引人实际的气候变化位相,使得预测初始场既与祸合模式相协调,又包含预测所需的气候异常信息,有效降低了初值的不协调对预测的干扰,有利于提高预测技巧。连续年初始化结果表明,初值海温与实测结果相当一致,在区二者相关系数达到。。,,系统性预测试验及评估从年月一年月每月一个初值进候与环境研究卷一行连续时效为个月的气候预测试验。对预报结果主要为海温的统计评估表明,模式对时效一个月的预测具有相当的预报能力,区预报技巧与观测的相关在之上。与业务化的祸合环流模式预测系统、相比,他们的模式在年际一年以上预测上表现出较强的预
