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1.
Precipitation responses to radiative processes of water- and ice-clouds: an equilibrium cloud-resolving modeling study 
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下载免费PDF全文 云辐射过程对制约天气与气候很重要。本文通过分析二维云分辨模式敏感性试验模拟平衡态平均资料研究降水对水云及冰云辐射过程的响应。模式给定的垂直速度为零。存在冰云辐射过程时去除水云辐射过程,以及去除冰云辐射过程会加强大气长波辐射冷却和降低空气温度及饱和混合比。饱和混合比的减少导致水汽凝结增加及其相关的潜热释放的增加,从而增加降雨。去除水云辐射过程通过减少长波辐射冷却增加对流层上部局地大气变暖。而增强的变暖通过霰的融化增强而增加降水源与降水。 相似文献
2.
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 总被引：6，自引：1，他引：5
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_AGCM 2.0.1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_AGCM 2.0.1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. 相似文献
3.
本文根据热力学第一定律和随机函数建立了一个随机、非线性气候模式,并求出了模式的解析解。结果表明:模式的温度概率密度是一条有双峰值的曲线,太阳辐射的改变将使曲线上峰的数目发生突变;另外,在利用模式分析海温时还发现:各纬度海温对天气过程的扰动作用将呈现不同的响应。 相似文献
4.
积云对流和云物理过程调整对气候模拟的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
本文利用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国家重点实验室 (LASG/IAP) 的大气环流谱模式SAMIL, 结合观测与政府间气候变化专门委员会第四次评估报告 (IPCC AR4) 大气模式集合平均结果, 以大气辐射通量为例, 诊断分析了物理过程调整前后模式对气候模拟的影响。旧版本SAMIL对大气辐射通量的模拟存在较大偏差, 经过大气辐射过程、 积云对流和诊断云等物理过程的调整后, 新版本SAMIL模拟的全球辐射通量的年平均结果与观测的偏差大幅减小, 其中大气顶能量收支的年变化及其平均值与观测更为接近。在积云对流方案调整基础上, 通过对诊断云物理方案的进一步调整, 新版本SAMIL对云物理量模拟更为合理, 在赤道辐合带等区域, 在很大程度上克服了单一积云对流物理过程调整引起的云宏观和微观属性不匹配问题, 能模拟出夏季气候平均辐射通量的全球分布特征, 尤其在东亚区域有较好的模拟能力。研究还表明, 在热带和副热带对流活跃区域, 当前SAMIL中积云对流过程偏差对辐射通量的模拟偏差有很大影响, 而模式中较为简单的诊断云方案也会将云宏观物理量模拟偏差带入云微观量模拟中, 也是主要偏差源之一。本文结果表明, 要继续提高SAMIL的模拟性能, 急需更新云物理参数化方案以改进云辐射过程的模拟, 同时也需要有针对性的研究积云对流和云物理过程之间相互作用, 并作进一步协同调整。 相似文献
5.
平流层对对流层的作用是准确评估、预测对流层气候变化的一个重要方面。其中平流层成分尤其是臭氧的变化,可以改变平流层乃至对流层的辐射平衡,从而影响平流层、对流层的热动力过程。本文从辐射、动力2个角度介绍了平流层臭氧影响对流层气候变化的若干研究进展。平流层臭氧可以通过长短波辐射的方式对对流层大气造成辐射强迫,利用大气化学气候模式可以定量计算平流层臭氧变化引起的辐射强迫,但是辐射强迫的估算受模式中辐射传输模块本身缺陷的影响存在不确定性。动力方面,平流层臭氧变化产生的辐射效应可以改变温度的垂直和经向梯度,造成波折射指数的变化,进而影响平流层甚至对流层内波的折射与反射,通过上对流层下平流层区域内的波—流相互作用,对对流层气候产生影响。另外,南极臭氧损耗可通过大气环状模影响冬春季中高纬度对流层的天气气候,但是其影响的强度大小以及物理机制仍需进一步的确认。值得注意的是,北极平流层臭氧的变化与北半球中高纬度气候变化之间的关系相比南半球要更加复杂,需要更为深入的研究。 相似文献
6.
Unrealistic treatment of detrained water substance in FGOALS-s2 and its influence on the model's climate sensitivity 下载免费PDF全文
下载免费PDF全文 《大气和海洋科学快报》2016,(1)
在CMIP5的历史情景试验中,FGOALS-s2模拟的地表温度趋势远大于观测和其他气候系统模式,表现出较高的气候敏感性。本文通过一系列水球试验和海气耦合试验,研究了FGOALS-s2大气分量模式对流-辐射过程中对流参数化卷出云水云冰的处理问题,发现了模式诊断出的次网格尺度的云水云冰辐射效应过强,导致热带地区对流层高层水汽反馈和长波云辐射反馈过程偏强,是模式高敏感性的主要原因。文章强调了需要引入显式的云微物理过程来克服这种不确定性。 相似文献
7.
云通过辐射反馈机制影响着云系的演变过程,对天气和气候系统起重要的调节作用。目前在研究辐射传输问题时普遍采用基于一维平面平行辐射传输的独立柱近似方法,忽略水平云大气柱之间的辐射传输过程,无法考虑三维云辐射效应,由此造成偏差可能影响天气和气候预报的准确性。为此,该文基于Linux系统,采用MCARaTS模式,基于大涡模拟的大气和地表光学性质参数,通过模拟光子随机路径,得到0.67 μm、2.13 μm、11 μm 3个波段下三维蒙特卡罗辐射传输和独立柱近似的向上反射和向下透射的三维辐射通量以及大气加热率空间分布场,通过Matlab进行数据预处理和图表绘制。三维辐射传输模式考虑了在水平方向上的光子传输,得出的辐射场具有真实的三维辐射现象,比独立柱近似模拟结果具有更高的准确性。 相似文献
8.
随机天气模型参数化方案的研究及其模拟能力评估 总被引：8，自引：2，他引：6
文中介绍了随机天气模型 WGEN的基本结构及其模拟原理 ,并针对其中随机过程的统计结构特征和 GCMs输出要素的不同时空尺度特点 ,利用动态数据的参数化分析方法等统计学技术 ,确定了该模型参数的估计方法。同时基于蒙特卡罗数值计算原理 ,给出了 WGEN的随机试验方法 ,并通过模拟基准气候 ,从时间分布和空间场两方面对模型在中国东北地区的模拟效果及其能力进行了评估。结果表明 ,模型对于最高气温、最低气温、降水和辐射等要素均具有较好的模拟效果 ,模拟序列与观测序列的取值分布有较一致的概率特性。由此可以结合 GCMs大尺度网格上输出的月和年要素值 ,通过调控随机过程的参数 ,生成具有不同气候变率的 2× CO2 逐日气候变化情景 ,实现气候预测模式与气候影响模式的嵌套 ,进一步研究气候变率变化的可能影响。 相似文献
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10.
Perspectives on the non-stationarity of the relationship between Indian and East Asian summer rainfall variations 下载免费PDF全文
下载免费PDF全文 观测和气候模式中印度和东亚夏季降水变化的关系是不稳定的。本文讨论外部强迫和大气内部过程在上述关系变化中的作用。虽然厄尔尼诺-南方涛动在印度和东亚夏季降水变化中有重要作用,但它并不能解释印度-东亚降水关系的长期变化。蒙特卡罗试验说明随机过程的作用不能完全排除。气候模式结果分析表明印度-东亚夏季降水的关系在不同模式之间和同一模式不同模拟之间都有明显变化。这指出了大气内部过程对印度-东亚夏季降水关系变化的影响。此观点为100年气候平均海温强迫的大气环流模式试验结果所支持。 相似文献
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通过WACCM-3模式中气溶胶光学厚度与卫星资料的对比发现,模式可以很好地再现全球气溶胶的主要分布特征,但在一些区域还存在数值上的差异。利用数值试验研究对流层气溶胶的直接气候效应对平流层气候的影响,结果表明:对流层气溶胶对平流层气候有明显影响,平流层化学过程在这一影响中起重要作用,而对流层气溶胶对平流层辐射的影响不是其直接气候效应对平流层影响的主要原因。其机制可能是对流层气溶胶改变对流层的辐射平衡,影响对流层的温度和大气环流,进而影响行星波的上传,使得平流层气候发生变化;影响区域主要位于高纬度和极地地区,南半球的变化比北半球大,温度变化最大达10 K,纬向风变化最大可达12 m/s,臭氧体积分数最多减少0.8×10-6。 相似文献
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《大气和海洋科学快报》2016,(5)
气候模式对ENSO期间负的短波辐射反馈的模拟依然有挑战性,以往的研究主要侧重于大气或者海洋模式中具体物理过程的影响。为了探究耦合作用对其负反馈的效用,本研究分析对比了两个大气环流模式(GAMIL1和GAMIL2)以及相应的耦合模式(FGOALS-g1和FGOALS-g2)对ENSO的模拟,结果显示新旧两个版本的耦合作用对短波反馈的影响是不一样的,主要来源于云量反馈和动力学反馈的差异;通过对反馈的非线性过程的分析进一步揭示了新旧两个版本相反的耦合作用来自于它们对于厄尔尼诺和拉尼娜的不同相应。 相似文献
14.
不同的大气云模式对月预报影响的数值试验 总被引：1，自引：0，他引：1
所用的 T42L10月长期数值预报谱模式采用了模式诊断云方案,在辐射计算中,用模式的预报水汽场和模式诊断云代替原民T42L9中的气候纬向平均水汽场和云,模式诊断云计算中还考虑了大地形作用对云的影响.本文利用国家气象中心1992年8月31日的客观分析资料为初始场,进行30天长期数值预报,对比研究了这两种不同的云模式对月际数值预报的影响.模式诊断云方案的预报明显优于气候云方案,采用模式诊断云预报的500hPa 高度场月平均的倾向相关系数有所提高,月平均预报误差减少.模式诊断云方案的预报误差低于对应的持续性误差.模式诊断云方法由于考虑了在预报时间内云分布的时间和空间变化,提高了模式中的辐射计算精度,从而改进模式中的云、辐射作用,克服由于气候云方法所出现的预报偏差,较显著地改善月际数值预报效果. 相似文献
15.
辐射方案对GRAPES全球模式的影响 总被引：10，自引：4，他引：6
辐射过程是中期数值天气预报模式和气候模式中一个重要的物理过程。本文针对GRAPES (Global/Regional Assimilation and PrEdiction System) 全球模式非静力半隐式半拉格朗日的特点, 进行了不同辐射方案的敏感性比较试验, 以期找到一个适合于GRAPES全球模式的辐射方案。用到的方案包括WRF模式中的RRTM长波辐射方案、 NASA的Goddard短波辐射方案以及ECMWF的长短波辐射方案。试验结果表明, ECMWF的辐射方案更适合于GRAPES模式, 30天平均的北半球500 hPa高度场距平相关系数较WRF的辐射方案提高了近2%。另外, 针对实际运行中存在的辐射计算不稳定问题, 对辐射方案进行了气压订正和温度订正, 并对2005年7月影响我国的海棠台风进行了模拟试验, 气压订正后的120小时模式预报在对副热带高压和台风的描述上更接近于分析, 可用预报时效也有了明显提高。 相似文献
16.
散射辐射计算方法和气溶胶的气候效应 总被引：2，自引：3，他引：2
本文详细地介绍了大气散射辐射和辐射变温率的计算方法,并就气溶胶的概念、辐射特征以及气候效应进行了讨论。文中提出了求解辐射通量密度的迭代方法。本文是在各类数值模式中引入气溶胶气候效应的理论基础。 相似文献
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张明华 《南京气象学院学报》2011,34(3):257-268
海陆气耦合模式,是用来定量描述过去气候变化的成因和预报未来气候变化的唯一数学工具。由于大气反馈过程的差异,特别是云辐射反馈的差异,这些模式对外强迫的平衡态响应有相当大的差异。然而,参加政府间气候变化专门委员会（Inter-governmental Panel on Climate Change,IPCC）第4次评估报告（Assessment Report,AR4）的所有耦合模式,对20世纪气候的模拟结果均非常相似。本文研究了这种相似性的产生原因及启示。结果表明,若大气反馈越大,则气候对外强迫的响应时滞越长、与深海的热交换越多、模式中海洋涌升流的影响越大。这3种同样重要的物理机制共同作用,降低了瞬变气候变化对模式差异的敏感性;然而,在较长的时间尺度上,模式间大气反馈过程差异将在多个方面显现出来 相似文献
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沙尘辐射效应对天气和沙尘输送影响的数值模拟 总被引：5，自引：1，他引：4
现有的沙尘气溶胶数值预报模式大多是单向模式, 即只考虑气象场对沙尘气溶胶的输送作用, 而忽略沙尘气溶胶的辐射效应对气象场的反馈作用。本文利用一个考虑了沙尘气溶胶短波辐射效应的天气－沙尘双向模式, 对南疆盆地一次冷空气东侵而引起的沙尘天气进行数值模拟。通过比较考虑与不考虑辐射效应的两组试验, 分析了在沙尘暴－强浮尘过程中沙尘辐射效应对气象要素和沙尘输送的影响, 结果表明: 沙尘辐射效应的考虑明显改进后期强浮尘天气过程中海平面气压变化、地面气温日变化和气温垂直变化的预报; 前期沙尘暴过程沙尘辐射效应引起中低层主导风增大, 但同时使起沙量降低及沉降量减少; 沙尘辐射效应与地形的共同作用使沙尘的沉降量比起沙量减少的更显著, 从而使盆地内浮尘天气维持。 相似文献
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为了用气候模式研究冰雪圈变化的气候效应，我们在已经发展的土壤－植被－大气模式基础上，考虑积雪改变表水文和反照率的参数化，建立了包含雪盖问题的陆面过程模式。利用中国西北黑河地区的ＨＥＩＦＥ实测气象和辐射资料，检验了模式对大气降雨和降雪的响应，结果表明，该模式描写的各种物理过程合理，一些可观测要素（如地面温度和地表净辐射通量）的演变特征与实况相当一致。 相似文献