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1.
有关全球变暖对热带大气季节内振荡特征的影响及其数值模拟的研究 总被引：9，自引：6，他引：9
首先用资料诊断分析了全球变暖前后,热带大气低频振荡特征变化。研究发现,全球变暖前后,热带低频振荡的强度、分布、传播及周期等发生了一系列变化:ISO活跃区及强度范围均有不同程度的增大,气候变暖有缩小ISO强度季节差异趋势;气候变暖后,纬向东传波的大气季节内振荡能量增加,而西传波的能量相对减少;偏暖阶段,ISO振荡主周期相对分散,特别是较长周期的小波能量明显增大。然后利用动力学分析及数值模拟进一步探讨了热带低频振荡与海温的联系,对热带ISO的数值模拟进一步发现,大气模式与海洋模式耦合时,所模拟的热带季节内振荡较强;热带低频振荡的变化可能与全球变暖后海温场发生的变化有关。 相似文献
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Effects of air-sea coupling on the eastward propagating boreal winter intraseasonal oscillation over the tropical Indian Ocean 
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下载免费PDF全文 《大气和海洋科学快报》2017,(1)
本文通过分析比较SINTEX-F海气耦合模式两组试验(一组是热带海洋大气和海洋完全耦合,一组是除了印度洋外,其它海洋有海气耦合)模拟结果,研究冬季印度洋海气耦合对季节内振荡(MJO)向东传播的影响。当冬季印度洋有海气耦合时,海温异常的非对称分布会加强沿着5°S-10°S纬带上的向东传播的MJO。当暖的海温总是出现在对流的东侧时,其会导致边界层异常辐合,使得水汽增加,有利于对流向东传播。另外,冬季印度洋海温的年际变化可以调制海气耦合对东传MJO的影响效果,负(正)印度洋偶极子年和正(负)印度洋海盆年海气耦合对MJO起了增强(减弱)的作用。这主要是印度洋海温的年际变化可以导致背景风场的变化,通过风-海温-蒸发反馈机制,增加或减少水汽的纬向非对称性,进而增强或减弱MJO的向东传播。 相似文献
3.
采用美国伍兹霍尔海洋研究所的客观分析海气通量项目最新发布的海气热通量和相关气象场、NOAA提供的向外长波辐射和表面风场等数据,研究了暖池区域(144～154 °E,1～6 °N)局地海气相互作用的季节依赖性,并探讨可能对其产生影响的外强迫。结果表明,暖池区域海气相互作用在3月显著表现为受ENSO影响的海洋对大气的强迫,而在6月则显著表现为以局地作用为主的大气对海洋的反馈。当海洋强迫大气占主导时,海温趋势(dSST/dt)的年际变化的数值小于海温;而当大气反馈海洋占主导时,海温趋势的年际变化数值大于海温。ENSO会减弱暖池区域3月海洋对大气的强迫,而6月大气对海洋的反馈受ENSO影响不大;去除印度洋偶极子(IOD)影响后海气关系基本维持不变。3月ENSO通过增强暖池上空的对流,减少短波入射,从而使海温呈降低趋势,减弱海洋对大气的强迫。 相似文献
4.
热带太平洋海表温度年际变化对降水季节内振荡的影响 总被引：6，自引：0，他引：6
根据 １９８２—１９９２年期间的日平均 ＭＳＵ（Ｓｐｅｎｃｅｒ, １９９３）海洋降水和 ５天平均的ＣＭＡＰ（Ｘｉｅ＆ Ａｒｋｉｎ, １９９７）降水观测资料,分析了热带太平洋大气季节内振荡（ＭＪＯ）的年际变化特征。在太平洋海表温度（ＳＳＴ）年际变化的正常年份（１９８２—８３年, １９８６—８８年, １９９１—９２年）,均有明显的ＭＪＯ信号传到日界线以东并在中、东太平洋维持数月。热带ＭＪＯ活动强度的年际变化与局地ＳＳＴ的变化存在正相关。中、东太平洋降水的季节内振荡的年际变化与热带太平洋ＳＳＴ的最强正相关在Ｎｉｎｏ３区附近。以观测ＳＳＴ场强迫ＣＣＭ３大气模式的数值试验基本上真实地再现了１１年期间热带太平洋降水季节内振荡的年际变化总趋势,但模拟季节内振荡的强度较观测平均偏弱。对比分别采用周平均和月平均ＳＳＴ强迫场的积分结果,发现在中、东太平洋,二个积分模拟的降水季节内振荡强度的年际变化接近并且趋势与观测基本一致,而在西太平洋二个积分的模拟结果差别较大。这表明在热带中、东太平洋,ＳＳＴ强迫的年际变化对ＭＪＯ强度的变化有强的制约。而在ＭＪＯ总体活跃的热带西太平洋,ＳＳＴ强迫场的季节变化对模拟ＭＪＯ活动也有较大影响。ＣＣＭ３模拟 相似文献
5.
大气环流模式和耦合模式模拟的降水-海温关系之比较 总被引：9，自引：6，他引：3
本文讨论了气候系统耦合模式FGOALS_s模拟的局地降水和海温的关系, 并通过与单独大气模式SAMIL的AMIP试验结果进行对比分析, 考察了海气耦合过程对局地降水和海温关系模拟的影响。结果表明, 耦合模式FGOALS_s和单独大气模式SAMIL在模拟局地降水和海温关系上各有优势。在赤道中东太平洋地区, 观测中局地降水和海温的关系是海洋强迫为主, FGOALS_s模拟的海洋对大气的强迫比观测偏弱, 因此, SAMIL相对于FGOALS_s更有优势。在西北太平洋东部地区, 观测中夏秋季节降水和海温的关系是大气强迫为主, 由于考虑了海气相互作用过程, FGOALS_s对降水和海温关系的模拟能力要优于单独的大气模式。此外, 由于大气模式SAMIL的云参数化方案导致的模拟偏差, 在赤道中东太平洋地区 (9～11月), 降水增加时入射的短波辐射通量也是增加的, 并且这种模拟的偏差在耦合后仍然保留了下来, 导致了与观测不符的云[CD*2]辐射反馈过程。因此, 改进大气模式的云参数化方案是未来工作重点之一。此外, 分析发现耦合模式模拟的潜热通量的变化过分依赖海气湿度差。 相似文献
6.
热带大气季节内振荡激发El Nino的机制 总被引：15，自引：1，他引：15
资料分析了表明,热带大气季节内振荡同Ｅｌ Ｎｉｎｏ发生有密切的关系。在Ｅｌ Ｎｉｎｏ事件发生之前,热带大气（尤其是赤道西太平洋地区）季节内振荡异常加强;伴随着Ｅｌ Ｎｉｎｏ的发生,热带大气季节内振荡动能明显增加。简单海－气耦合模式的分析表明,只有在年陵时间尺度大气外强迫作用下,海－气系统才可以产生类似ＥＮＳＯ模的耦合波。资料和理论模式分析和结果相结合,说明热带大气季节内振荡激发Ｅｌ Ｎｉｎｏ的机制 相似文献
7.
热带印度洋偶极子 (Indian Ocean Dipole) 是印度洋海域内海洋和大气环流年际变化的主要特征模态之一, 在热带海气耦合系统中起到非常重要的作用。同热带太平洋的ENSO现象类似, 热带印度洋偶极子也呈现出显著的不对称性。本文利用中国科学院大气物理研究所发展的全球海洋环流模式, 在观测风应力距平的强迫下, 评估了模式对热带印度洋季节变化、 热带印度洋偶极子 (IOD) 模态及其不对称性的模拟能力, 并且通过数值试验分析了IOD模态不对称性特征及其对气候平均态的影响。对照观测资料, 模式较好地再现了热带印度洋SST在季风驱动下的季节变化特征。在年际时间尺度上, 模式不仅能够再现IOD指数的变化趋势, 而且可以成功模拟出IOD模态的空间分布特征, 即表层和次表层海温在西印度洋表现为正异常, 在东印度洋表现为负异常。可见, 对于热带印度洋而言, IOD模态主要是对风应力异常的响应。热带印度洋海温与Niño3.4指数的相关性分析表明, 模式能够模拟出超前热带太平洋ENSO现象2～4个月时海温的偶极子型分布, 但是不能模拟出滞后ENSO现象2个月左右的全海盆增暖模态, 可能是因为模式试验中没有考虑热通量年际异常的强迫。同时, 模式模拟的IOD模态具有同观测结果相类似的不对称性, 进一步的敏感性试验表明风应力的不对称性对偶极子指数的不对称性贡献较小, 次表层及以下海温的不对称性可能主要受到海洋内部非线性动力过程的影响。通过数值试验, 本文还发现热带印度洋海温的不对称性对气候平均态会有影响, 而这种不对称性长期积累后, 会导致上层热带印度洋温度层结趋于稳定状态。 相似文献
8.
基于耦合器框架，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大气环流谱模式 （SAMIL）最近成功地实现了与海洋、海冰等气候分量模式的耦合，形成了“非通量调整”的海－陆－气－冰直接耦合的气候模式系统（FGOALS-s）。在耦合系统中，由于海温、海冰等的分布由预报模式驱动，大气与海洋、海冰之间引入了相互作用过程，这样大气环流的模拟特征与耦合前会有不同。为分析耦合系统的性能，作者对耦合前后的模拟结果进行了分析比较，重点是大气模拟特征的差异。结果表明，耦合前、后大气环流的基本特征相似，都能成功地模拟出主要的环流系统分布及季节变化，但是由于海温和海冰的模拟存在系统性的偏差，使得耦合后的大气环流受到明显影响。例如耦合后热带海温偏冷，南大洋、北太平洋和北大西洋等中纬度地区的海温偏高，导致海温等值线向高纬海域的伸展较弱，海温经向梯度减小。耦合后海冰在北极区域范围偏大，在南极周边地区则偏小。海温、海冰分布模拟的偏差影响到中、高纬低层大气的温度。热带海温偏低，使得赤道地区降水偏弱，凝结潜热减少，热带对流层中高层温度比耦合前要低，大气温度的经向梯度减小。经向温度梯度的改变，直接影响到对平均经圈环流及西风急流强度的模拟。尽管耦合系统中海温、海冰的模拟存在偏差，但在亚洲季风区，耦合后季风环流及降水等的分布都比耦合前单独大气模式的结果合理，表明通过海[CD*2]气相互作用可减少耦合前季风区的模拟误差，改善季风模拟效果。比较发现，海温、海冰模拟的偏差，除与海洋模式中经向热输送偏弱、海冰模式中海冰处理等有关外，也与大气模式中总云量模拟偏低有关。大气模式本身的误差，特别是云、辐射过程带来的误差，对耦合结果具有极为重要的影响。完全耦合后，这些误差通过与海洋、海冰的反馈作用而放大。因此，对于FGOALS-s而言，要提高耦合系统的整体性能，除改进各气候分量模式的模拟性能外，需要重点改进大气模式中的云、辐射过程。 相似文献
9.
北京气候中心大气模式对季节内振荡的模拟 总被引：7，自引：1，他引：6
对北京气候中心大气模式(BCC AGCM2.0.1)模拟热带季节内振荡的能力进行了检验.北京气候中心新一代气候模式(BCC AGCM2.0.1)是在原中国国家气候中心模式的基础上参考NCAR CAM3改进形成的.新模式中引进了一个新的参考大气和参考面气压.因此原模式的预报量中的气温(T)和地面气压(p_s)则变为它们对参考大气气温的偏差和对参考面气压的偏差.模式还加入了新的Zhang-Mcfarlane对流参数化方案,并对其参数计算方法进行调整和改进.此外还对模式边界层处理、雪盖计算等进行了改进.上述模式在实测的月海温作为下边界条件的情况下运行52年(1949年9月-2001年10月).然后对运行结果中的季节内振荡的状况进行分析,主要结果如下:NCAR CAM3模式模拟热带季节内振荡的能力很差,主要表现在模拟的热带季节内振荡强度很弱;东移波与西移波的强度很接近,而实际观测中是东移波的能量要远大于西移波;季节内振荡的季节变化及空间分布与观测相差很远.北京气候中心大气模式(BCC AGCM2.0.1)模拟热带季节内振荡的能力有显著的提高.模拟的热带季节内振荡很明显,强度接近于观测结果;模拟东移波的能量要大于西移波,这与观测较为一致;季节内振荡的季节变化和空间分布与观测相差不大.总的来看,BCC AGCM2.0.1模式在模拟热带季节内振荡方面比CAM3模式有明显的改进. 相似文献
10.
El Ni?o影响热带大气季节内振荡的动力学研究 总被引：3，自引：0，他引：3
根据El Ni?o期间热带大气状态的异常特征，确定了在简单大气动力模式中描写海温异常的参数化方法。然后利用斜压半地转两层模式从动力学上分析研究了El Ni?o对热带大气低频波的影响。理论分析同有关热带大气季节内振荡的资料分析结果完全一致，El Ni?o事件使热带大气季节内振荡减弱。 相似文献
11.
Numerical Simulation and Comparison Study of the Atmospheric Intraseasonal Oscillation 总被引：1，自引：0，他引：1
Daily mean outputs for 12 yr (1978-1989) from two general circulation models (SAMIL-R42L9 and CAM2.0.2) are analyzed and compared with the corresponding NCEP/NCAR reanalysis dataset, and results in two models show clearly that the root-mean square errors (RMSEs) from the simulation of intraseasonal oscillation can take 30-40 percent of the total RMSE, particularly, the distributions of the RMSE in simulating intraseasonal oscillation are almost identical with that of the total RMSE. The maximum RMSE of intraseasonal oscillation height at 500 hPa is shown in the middle latitude regions, but there are also large RMSEs of intraseasonal oscillation wind over the tropical western Pacific and tropical Indian Oceans. The simulated ISO energy in the tropic has very large difference from the result of the NCEP/NCAR reanalysis dataset which means the simulation of tropical atmospheric ISO still possesses serious insufficiency. Therefore, intraseasonal oscillation in the weather and climate numerical simulation is very important, and thus, how to improve the ability of the GCM to simulate the intraseasonal oscillation becomes very significant. 相似文献
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Simulations of the Tropical Intraseasonal Oscillation by the Atmospheric General Circulation Model of the Beijing Climate Center 总被引：1，自引：0，他引：1 下载免费PDF全文
下载免费PDF全文 The performance of BCC (Beijing Climate Center) AGCM 2.0.1 (Atmospheric General Circulation Model version 2.0.1) in simulating the tropical intraseasonal oscillation (TIO) is examined in this paper.The simulations are validated against observation and compared with the NCAR CAM3 (Community Atmosphere Model version 3) results.The BCC AGCM2.0.1 is developed based on the original BCC AGCM (version 1) and NCAR CAM3.New reference atmosphere and reference pressure are introduced into the model.Therefore,the origi... 相似文献
13.
Seasonal variations of the tropical intraseasonal oscillation (ISO) and relationship to seasonal variation of the climate background are studied by using NCEP/NCAR reanalysis data and output of SAMIL-R42L9. Analysis of NCEP data shows that spatial distribution of the tropical ISO has obvious seasonal variations, which are well consistent with the seasonal variation of climate background. The activity of the tropical ISO is, to a great extent, dependent on warm SST, strong convection, zonal western wind, strong precipitation and low-level moisture convergence. Main characteristics of the seasonal variations of the tropical ISO are captured by SAMIL-R42L9. Simulations of seasonal variation of climate background vary greatly with different variables. Results of SAMIL-R42L9 indicate that the seasonal variations of the tropical ISO in dynamical fields are more dependent on climate background than in heating fields and SAMIL-R42L9 cannot represent well the strong dependence of the ISO on the climate background present in NCEP/NCAR reanalysis data. It also suggests that seasonal variations of the ISO do not completely depend on that of climate background. 相似文献
14.
Prediction of the Pacific sea surface temperature (SST) anomaly in the coming decades is a challenge as the SST anomaly changes over time due to natural and anthropogenic climate forcing. The climate changes in the mid-1970s and late-1990s were related to the decadal Pacific SST variability. The changes in the mid-1970s were associated with the positive phase of decadal El Niño-Southern Oscillation (ENSO)-like SST variation, and the changes in the late-1990s were related to its negative phase. However, it is not clear whether this decadal SST variability is related to any external forcing. Here, we show that the effective solar radiation (ESR), which includes the net solar radiation and the effects of volcanic eruption, has modulated this decadal ENSO-like oscillation. The eastern Pacific warming (cooling) associated with this decadal ENSO-like oscillation over the past 139 years is significantly related to weak (strong) ESR. The weak ESR with strong volcanic eruption is found to strengthen the El Niño, resulting in an El Niño-like SST anomaly on the decadal time scale. The strong eruptions of the El Chicho’n (1982) and Pinatubo (1991) volcanoes reduced the ESR during the 1980s and 1990s, respectively. The radiation reduction weakened the Walker circulation due to the “ocean thermostat” mechanism that generates eastern Pacific warming associated with a decadal El Niño-like SST anomaly. This mechanism has been confirmed by the millennium run of ECHO-G model, in which the positive eastward gradient of SST over the equatorial Pacific was simulated under the weak ESR forcing on the decadal time scale. We now experience a reversal of the trend in the ESR. The strong solar radiation and lack of strong volcanic eruptions over the past 15 years have resulted in strong ESR, which should enhance the Walker circulation, leading to a La Niña-like SST anomaly. 相似文献
15.
热带大气季节内振荡的季节性特征及其在SAMIL-R42L9中的表现 总被引：2，自引：5，他引：2
分析了NCEP资料和SAMIL-R42L9中热带大气季节内（30～60天）振荡（ISO）的季节变化特征及其与平均气候场季节变化的关系。NCEP资料的分析表明：热带地区大气ISO在空间分布上存在明显的季节变化,大气ISO的季节变化与平均背景场的季节变化有明显的一致性。在空间分布上,热带大气ISO的活动对暖的SST、强的对流活动、西风、强的降水和低层水汽辐合有很强的依赖性。大气环流模式SAMIL-R42L9基本能够再现热带大气ISO空间分布上的季节转换特征,尤其在动力场（纬向风）上表现得最为明显。但对基本气候态季节变化的模拟,对不同的物理量有明显的差异。模式结果表明：热带大气ISO动力因子的季节性比热力因子的季节性对平均背景场的依赖性更大,模式不能很好地反映NCEP资料表现出来的ISO对平均背景场的强依赖性,同时也说明热带大气ISO的季节性可能并不完全依赖于平均背景场的季节变化。 相似文献
16.
Caribbean Sea rainfall variability during the rainy season and relationship to the equatorial Pacific and tropical Atlantic SST 总被引：1，自引：1，他引：0
The present study investigates the Caribbean Sea rainfall variability during the early and late rainy seasons and its association with sea surface temperature (SST) and air?Csea interaction based on observational estimates, the NCEP Climate Forecast System (CFS) and Global Forecast System (GFS) simulations, and the CFS retrospective forecasts. Analysis of the observational estimates indicates that air?Csea interaction is important over the Caribbean Sea, whereas the atmospheric forcing of SST dominates over the Gulf of Mexico. The CFS simulation captures the basic elements of this observed air?Csea relationship. The GFS simulation produces spurious SST forcing of the atmosphere over the Gulf of Mexico largely due to prescribing SST. The CFS forecasts capture the air?Csea relationship in the late rainy season (August?COctober), but cannot reproduce the SST forcing of atmosphere over the Caribbean Sea in the early rainy season (May?CJuly). An empirical orthogonal function (EOF) analysis indicates that the leading modes of percent anomalies of the rainy season precipitation have the largest loading in the southern Caribbean Sea in observations. The model simulations and forecasts skillfully reproduce the spatial pattern, but not the temporal evolution. The Caribbean Sea rainfall variability in the early rainy season is mainly due to the tropical North Atlantic (TNA) SST anomalies in observations, is contributed by both the TNA and eastern equatorial Pacific (EEP) SST anomalies in the CFS simulation, and has an overly large impact from the EEP SST anomalies in the GFS simulation and the CFS forecasts. The observed Caribbean Sea rainfall variability in the late rainy season has a leading impact from the EEP SST anomalies, with a secondary contribution from the TNA SST anomalies. In comparison, the model simulations and forecasts overestimate the impacts of the EEP SST anomalies due to an earlier development and longer duration of the El Ni?o-Southern Oscillation in the CFS compared to observations. 相似文献
17.
利用NCEP/NCAR, NCEP/DOE和ERA40 3套再分析资料的逐日200 hPa纬向风数据,选取1961—1990年、1971—2000年和1981—2010年3种不同气候态,对比分析了3种气候态下热带大气季节内振荡 (ISO) 的基本气候特征及其在不同再分析资料中的异同。研究表明:1981—2010年气候态下,热带大气ISO冬春强、夏秋弱的年循环特征更加明显,东传短波能量增强,起始北传时间偏晚。NCEP/NCAR与NCEP/DOE资料所表征的热带大气ISO在空间分布、强度和能量传播方面的一致性较好。NCEP/NCAR资料反映的热带大气ISO强度在热带印度洋和热带西太平洋地区较ERA40资料偏弱,在赤道东太平洋地区较ERA40资料偏强;ERA40资料反映的热带大气ISO强度在12月—次年3月中旬较NCEP/NCAR资料偏强,而在3月中旬—11月偏弱;ERA40资料反映的热带大气ISO振荡位相较NCEP/NCAR资料超前10 d左右;NCEP/NCAR资料反映的东传谱能量弱于ERA40资料,西传能量强于ERA40资料;7月中旬,NCEP/NCAR资料反映的东亚地区大气ISO经向北传较ERA40资料偏晚。 相似文献
18.
D. J. Bernie E. Guilyardi G. Madec J. M. Slingo S. J. Woolnough 《Climate Dynamics》2007,29(6):575-590
The diurnal cycle is a fundamental time scale in the climate system, at which the upper ocean and atmosphere are routinely
observed to vary. Current climate models, however, are not configured to resolve the diurnal cycle in the upper ocean or the
interaction of the ocean and atmosphere on these time scales. This study examines the diurnal cycle of the tropical upper
ocean and its climate impacts. In the present paper, the first of two, a high vertical resolution ocean general circulation
model (OGCM), with modified physics, is developed which is able to resolve the diurnal cycle of sea surface temperature (SST)
and current variability in the upper ocean. It is then validated against a satellite derived parameterization of diurnal SST
variability and in-situ current observations. The model is then used to assess rectification of the intraseasonal SST response
to the Madden–Julian oscillation (MJO) by the diurnal cycle of SST. Across the equatorial Indo-Pacific it is found that the
diurnal cycle increases the intraseasonal SST response to the MJO by around 20%. In the Pacific, the diurnal cycle also modifies
the exchange of momentum between equatorially divergent Ekman currents and the meridionally convergent geostrophic currents
beneath, resulting in a 10% increase in the strength of the Ekman cells and equatorial upwelling. How the thermodynamic and
dynamical impacts of the diurnal cycle effect the mean state, and variability, of the climate system cannot be fully investigated
in the constrained design of ocean-only experiments presented here. The second part of this study, published separately, addresses
the climate impacts of the diurnal cycle in the coupled system by coupling the OGCM developed here to an atmosphere general
circulation model. 相似文献
19.
大气季节内振荡：其全球同步性及其与ENSO的关系 总被引：9，自引：0，他引：9
利用美国国家环境预报中心和大气研究中心的大气再分析资料，分析研究了大气季节内振荡的年际变化及其与ＥＮＳＯ的关系。揭示了全球不同纬度带之间存在着的大气季节内振荡年际变化的同步性，以及大气季节内振荡与海温和大气向外长波辐射之关系的复杂性。我们还发现大气季节内振荡与Ｎｉｎｏ３指数的关系存在年代际尺度的变化，即，这种关系有时强时弱的现象。 相似文献