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1.
BCC_AGCM2.1模式对平流层环流变化特征的数值模拟及其模式评估 总被引：2，自引：1，他引：1
使用国家气候中心大气环流模式BCC_AGCM2.1的30年模拟试验资料,对平流层纬向环流场、高空急流、极涡及爆发性增温过程进行了数值模拟研究,并使用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）和美国国家环境预报中心（NCEP）的再分析资料对模式输出结果进行了对比、分析。结果表明：（1） 在观测海温、二氧化碳、气溶胶等外强迫地驱动下,BCC模式能够很好地再现出与再分析资料一致的平流层纬向平均风场、温度场的分布特征和季节变化过程;模拟得到的温度廓线和高空急流与再分析资料的主要差别出现在南、北半球冬季的中高纬度地区;模拟得到的平流层温度普遍偏低,主要的差异位于对流层顶区域和平流层高层。（2） 模拟的对流层上层的副热带急流位置偏南、强度也偏弱,而平流层中的绕极极夜急流则位置偏北、强度更大。这样的急流分布特征使模拟的行星波向赤道的波导更强,向极的波导偏弱;同时由于模式中本身可以形成的行星波就比再分析资料弱,因此导致模拟结果中北半球冬季的平流层极涡更加稳定、极区温度更低。（3） BCC模式对于平流层极涡的季节变化特征模拟得较好,但对强极涡扰动过程,即北半球冬季的平流层爆发性增温（SSW）事件则模拟效果不佳,不论是增温事件出现的频率,还是增温的时间、强度,模拟结果和再分析资料都还存在一定偏差,需要在今后的工作中逐步改善。 相似文献
2.
热带加热异常影响冬季平流层极涡强度的数值模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
本文利用大气环流模式SAMIL/LASG,通过选择两种对流参数化方案,研究了热带加热异常对热带外平流层模拟的影响。结果表明,因不同对流参数化方案引起的热带对流加热状况的差异,可显著影响模式对北半球冬季平流层极涡强度的模拟偏差。与采用Manabe对流参数化方案相比,采用Tiedtke参数化方案可以显著改善对平流层极涡强度的模拟,使平流层极涡“过强”及极区“过冷”的模拟偏差得到明显改善。研究其中的影响过程发现,由于Manabe方案最大凝结潜热加热高度过低,在对流层中低层;而Tiedtke方案的最大凝结潜热加热位置在对流层中上层,因而Tiedtke(Manabe)方案时热带大气温度在对流层中上层较为偏暖(偏冷),在平流层低层较为偏冷(偏暖)。自秋季开始,与热带对流层高层温度的暖偏差相联系,热带外对流层高层以及热带平流层低层出现伴随的温度冷偏差;与之对应,平流层中纬度从秋季开始也出现持续的温度暖偏差。另外,随着秋冬季节平流层行星波活动的出现,Tiedtke方案时热带外地区行星波1波的强度也明显强于Manabe方案,使得秋冬季节涡动引起的向极热通量在Tiedtke方案时明显偏强,从而造成了冬季平流层极区温度偏暖、极涡强度偏弱。 相似文献
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本文采用1979—2014年NCEP/NCAR月平均再分析资料、CMAP和GPCP月平均降水资料,分析了北半球平流层极涡崩溃早晚的环流特征及其与南亚降水的关系。结果表明,北半球平流层极涡崩溃时间存在明显的年际变化特征。极涡崩溃偏早(偏晚)年,自3月开始异常信号从平流层向下传播,之后的4月,从平流层到对流层高层极区温度异常偏高(偏低),极涡异常偏弱(偏强),极夜急流异常偏弱(偏强)。结果还表明,5月南亚降水异常与平流层极涡崩溃时间的早晚存在显著相关,5月南亚降水异常与平流层极涡崩溃早晚年平流层异常信号的下传有关。当平流层极涡崩溃偏晚年,4月平流层极区表现为位势高度异常偏低,而中纬度则位势高度场异常偏高,并伴随位势高度异常场的向下传播,5月该位势高度异常场下传至阿拉伯海北部大陆上空对流层顶,形成有利于降水的环流场,导致南亚降水偏多。反之,则相反。 相似文献
4.
利用1958～1997年NCEP/NCAR一日四次的风场再分析资料,系统地分析了季节平均西风角动量（即u角动量）经向、垂直输送通量及其三个分量（平均经圈环流、定常波、瞬变涡输送通量）的气候特征,特别是讨论了12～2月、6～8月它们与东、西风带、副热带西风急流、极夜急流之间的联系。结果表明:（1）包含纬度因子的角动量通量与动量通量在高纬地区存在显著差别,高纬对流层上部的强动量输送中心在角动量通量中不明显。而u角动量强经向输送主要在中低纬对流层顶附近和冬半球高纬平流层顶附近,副热带西风急流和极夜西风急流均位于u角动量强向极输送中心及其高纬一侧的辐合区中。（2）发现三个输送分量对急流维持的作用随纬度、季节不同。北半球冬季（夏季）的副热带西风急流主要由平均经圈环流（强度相当的定常波和瞬变涡）强经向输送及辐合维持;南半球西风急流全年均由平均经圈环流和瞬变涡旋输送及辐合维持;冬半球中平流层极夜急流主要由定常波、瞬变涡旋输送及其辐合共同维持。（3）热带东风区是牵连角动量（即Ω角动量）的高值区,它主要由平均经圈环流向对流层上部输送;冬半球副热带及中纬西风区存在u角动量垂直输送的切变区,它主要由平均经圈环流和瞬变涡旋完成;热带对流层顶附近有u角动量的定常波弱向下输送。 相似文献
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100hPa极涡、南亚高压的变化及大气环流分布特征 总被引：8，自引：0，他引：8
利用NCEP/NCAR高度场资料进行计算,对冬、夏极涡与南亚高压面积进行Morlet小波变换,并对100 hPa高度场进行EOF分解和长期趋势分析.结果表明:极涡、南亚高压具有相似的演变特征,这种相似特征在前期冬季极涡与南亚高压之间表现更为明显,体现了准5年尺度和准20年尺度的周期变化,在变化的位相上则相反.EOF分析表明,前期冬季高纬度地区与中低纬度地区的环流变化呈相反趋势,且第一模态的时间系数与前期冬季极涡的趋势一致,第一模态在一定程度上反映了前期冬季大气环流分布.夏季第一模态全场为负值,体现了夏季100 hPa整体异常性;第二模态反映了副热带中低纬度大气环流与高纬度大气环流变化相反.从其长期变化趋势来看,冬季高纬度地区的高度场呈负趋势变化,副热带地区呈正趋势变化,夏季除我国华北部分地区为负趋势变化外,均为正趋势变化.极涡、南亚高压的这种年代际变化与100 hPa高度场的长期线性趋势变化有关. 相似文献
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利用NCEP/NCAR再分析月平均高度场资料,计算了1948/1949-2009/2010年北半球冬季500～10 hPa的极涡环流指数,包括面积指数S、强度指数P和中心位置指数(λc,φc).分析了北半球冬季极涡在垂直高度上(共12层)的季、月气候态和异常态变化规律.结果表明:极涡面积和强度在不同高度上的大小变化不同,最大值出现的时间也存在差异,二者相关性不好,为两个相对独立的指数.极涡面积和强度的年代际变化趋势在上下层上也不一样,异常变化规律复杂;极涡中心位置上下层变化规律相同,主要在东半球80°N以北范围变化,在极点附近经度变化大,纬度变化小,纬度指数年代际变化明显,近10 a极涡明显偏南.从整体上看,极涡中心位置从500 hPa到10hPa形态上为逆时针、半径越向上越大的旋转变化. 相似文献
7.
利用500hPa北半球月平均高度资料对1996年广西春冷的大气环流特征进行了分析，结果表明，2～3月份亚洲极涡强度偏强且南伸的纬度偏南、东亚大槽和美洲大槽强度比常年偏强、欧洲的极地反气旋式环流的建立和维持以及西太平洋副高偏弱、南支槽活跃等是造成广西春冷的主要原因。 相似文献
8.
黑龙江省2006年冬季异常偏暖气候分析 总被引：1，自引：0，他引：1
重点分析了2006年黑龙江省冬季异常偏暖是在气候变暖的年代际变化趋势背景下形成的。厄尔尼诺事件的发生、西太平洋副热带高压增强、东亚大槽偏弱、亚洲极涡面积指数偏小和北半球500 hPa大气环流异常等是造成黑龙江省2006年冬季气温持续偏暖的主要原因。 相似文献
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平流层极涡振荡与ENSO热带海温异常的时空联系 总被引：6，自引：3，他引：3
利用一个在等熵位涡坐标下建立的平流层极涡振荡(Polar Vortex Oscillation)指数,以及NCEP/NCAR再分析资料和NOAA_OISST_V2逐周海温资料,研究了月尺度以上热带海温异常与平流层极涡振荡的时间和空间联系,通过相关、回归以及合成分析发现,两者的显著联系主要发生在3—5年的年际时间尺度上,表现为ENSO型海温异常与极涡振荡年际趋势之间的时空关联。首先,两者的关系并不表现在同期相关上,而是当ENSO海温异常超前极涡振荡年际异常9—11个月时,两者具有最大的负相关关系。当前期热带海温偏暖(冷)时,9—11个月后极涡振荡的年际趋势为负(正)的异常,即极涡偏弱(强)或负(正)振荡事件为主。统计合成结果进一步证实,前期热带ENSO海温暖事件背景下,后期极涡振荡负事件的发生比正事件更多,强度更强,持续时间也更长,反之亦然;另外,前期热带ENSO暖海温背景下,极涡正、负振荡事件的发生均更频繁。研究连接热带ENSO海温异常与平流层极涡振荡的过程发现,热带海温异常不仅可在热带地区引起大气温度的异常响应,而且可以引发从平流层热带到极区的一系列温度异常同时向下和向极区的传播过程,并与9—11个月以后发生在极区的极涡振荡异常相联系。表明与热带海温异常相联系的极涡振荡年际异常,可能存在与季节尺度极涡振荡中类似的全球质量环流的异常变化。 相似文献
10.
任宜勇 《沙漠与绿洲气象(新疆气象)》1993,(5)
在北半球500hPa月平均高度图上,极涡中心分别位于格陵兰和泰半尔半岛,比常年偏强,12月北半球极涡指数己连续3年保持较高的负距平。中纬度为咬波型,但趋于纬向环流,正距平的区域较广。 相似文献
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In this paper, we examine the performance of the 26-level version of the SAMIL/LASG GCM (R42/L26) in simulating the seasonal cycle and perpetual winter mean stratospheric circulation as well as its variability by comparing them with the NCEP/NCAR reanalysis. The results show that the model is capable of reproducing many key features of the climatology and seasonal variation of the stratospheric circulation despite that the model’s mean polar vortex is stronger and more zonally symmetric compared to the obse... 相似文献
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Parallel comparison of the northern winter stratospheric circulation in reanalysis and in CMIP5 models 总被引：2，自引：0，他引：2
A parallel comparison is made of the circulation climatology and the leading oscillation mode of the northern winter stratosphere among six reanalysis products and 24 CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5) models. The results reveal that the NCEP/NCAR, NECP/DOE, ERA40, ERA-Interim and JRA25 reanalyses are quite consistent in describing the climatology and annual cycle of the stratospheric circulation. The 20 CR reanalysis, however, exhibits a remarkable"cold pole" bias accompanied by a much stronger stratospheric polar jet, similar as in some CMIP5 models. Compared to the1–2 month seasonal drift in most coupled general circulation models(GCMs), the seasonal cycle of the stratospheric zonal wind in most earth system models(ESMs) agrees very well with reanalysis. Similar to the climatology, the amplitude of Polar Vortex Oscillation(PVO) events also varies among CMIP5 models. The PVO amplitude in most GCMs is relatively weaker than in reanalysis, while that in most of the ESMs is more realistic. In relation to the "cold pole" bias and the weaker oscillation in some CMIP5 GCMs, the frequency of PVO events is significantly underestimated by CMIP5 GCMs; while in most ESMs, it is comparable to that in reanalysis. The PVO events in reanalysis(except in 20CR) mainly occur from mid-winter to early spring(January–March); but in some of the CMIP5 models, a 1–2 month delay exists, especially in most of the CMIP5 GCMs. The long-term trend of the PVO time series does not correspond to long-term changes in the frequency of PVO events in most of the CMIP5 models. 相似文献
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Changes in Winter Stratospheric Circulation
in CMIP5 Scenarios Simulated by the
Climate System Model FGOALS-s2 总被引：3，自引：0，他引：3
Diagnosis of changes in the winter stratospheric circulation in the Fifth Coupled Model Intercomparison Project(CMIP5) scenarios simulated by the Flexible Global Ocean-Atmosphere-Land System model,second version spectrum(FGOALS-s2),indicates that the model can generally reproduce the present climatology of the stratosphere and can capture the general features of its long-term changes during 1950-2000,including the global stratospheric cooling and the strengthening of the westerly polar jet,though the simulated polar vortex is much cooler,the jet is much stronger,and the projected changes are generally weaker than those revealed by observation data.With the increase in greenhouse gases(GHGs) effect in the historical simulation from 1850 to 2005(called the HISTORICAL run) and the two future projections for Representative Concentration Pathways(called the RCP4.5 and RCP8.5 scenarios) from 2006 to 2100,the stratospheric response was generally steady,with an increasing stratospheric cooling and a strengthening polar jet extending equatorward.Correspondingly,the leading oscillation mode,defined as the Polar Vortex Oscillation(PVO),exhibited a clear positive trend in each scenario,confirming the steady strengthening of the polar vortex.However,the positive trend of the PVO and the strengthening of the polar jet were not accompanied by decreased planetary-wave dynamical heating,suggesting that the cause of the positive PVO trend and the polar stratospheric cooling trend is probably the radiation cooling effect due to increase in GHGs.Nevertheless,without the long-term linear trend,the temporal variations of the wave dynamic heating,the PVO,and the polar stratospheric temperature are still closely coupled in the interannual and decadal time scales. 相似文献
14.
平流层极涡变化与我国冬季气温、降水的关系 总被引：1，自引：0，他引：1
利用国家气候中心提供的1951-2010年逐月环流指数资料,分析了北半球极涡强度指数、面积指数和中心强度指数的相关关系,并通过极涡强度指数的变化讨论了冬季北半球极涡强度的时间变化特征。结果表明,冬季极涡强度指数与面积指数和中心强度指数有较好的相关性,能够更好地反映冬季极涡强度的变化特征;冬季极涡存在准13年的年代际振荡周期,准5年的年际振荡周期在20世纪90年代后期较为明显。结合气温、降水观测资料和NCEP/NCAR月平均再分析资料,探讨了极涡强、弱不同年份我国冬季气温、降水和大气环流形势的变化。相对极涡弱值年而言,极涡强值年我国北方地区、东部地区特别是东北地区的气温偏高,西南大部分地区的气温偏低,长江流域和华南地区的气温变化不明显;我国南方地区降水偏多,长江中下游和华南地区的降水偏多最为明显,北方地区的降水略有减少;500hPa高度场上高纬度地区的位势高度降低,中高纬度的位势高度升高,冷空气向极地聚集,东亚大槽减弱,我国东北和东部地区的气温偏高;同时东亚冬季风减弱,湿空气向我国内陆输送,长江流域和我国南方地区的降水偏多。 相似文献
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过去60年中3—5年时间尺度的强ENSO过程与平流层环流异常的滞后耦合及其机理 总被引：1，自引：1，他引：1
基于1950—2009年60a月平均Nino3指数和NCEP/NCAR第一套等压面再分析资料,关注3—5a时间尺度的强ENSO过程与平流层环流年际异常的时空联系及其机理,通过对此期间出现在3次持续强ENSO阶段中的11次3—5a时间尺度的强ENSO过程的诊断表明,平流层环流的年际尺度异常与3—5a时间尺度的强ENSO循环过程密切耦合。极夜急流强度趋于在ENSO暖/冷峰值之后减弱/加强,最大异常值多滞后ENSO峰值约1/4周期(接近1a),出现在ENSO峰值之后的下一年冬季;且3—5a时间尺度的ENSO峰值愈强,滞后约1/4周期出现的热带外平流层纬向风的年际异常也愈强;平均而言,这种年际时间尺度的耦合关系,也对实际的季节尺度平流层极涡振荡的强度和性质有显著的调制作用。进一步研究这种滞后耦合关系与年际时间尺度的行星波活动异常的联系发现,在暖ENSO峰值所在的当年冬季,对流层高层被强迫出年际时间尺度的太平洋-北美(PNA)型异常环流,而与冷ENSO峰值相对应的是相反的太平洋-北美异常型;这种太平洋-北美型与平流层热带外地区的行星波1波的发展相联系;在ENSO峰值之后的下一年冬季,太平洋-北美型环流减弱但对流层高层的主要异常分布在中高纬度,多对应着平流层行星波2波的显著增强,与平流层极区最强的高度异常相联系。行星波活动所引起的经向动量通量和经向热量通量的辐合、辐散异常对平流层滞后异常响应的贡献,存在显著的阶段性差异,在不同的阶段两者可以共同起作用,也可以分别起作用。 相似文献
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北半球平流层月平均环流的若干基本事实 总被引：2，自引：4，他引：2
本文用北半球平流层20年月平均的高度资料分析了北半球平流层30、50和100hPa各层平均高度的时、空分布、年变程、月变程以及平均环流的演变特征。分析指出北半球平流层大气环流由冬到夏表现为:由极地涡旋完全转变为极地高压,高层(30 hPa在4月中完成)比低层(100hPa在6月完成)早一个月以上;由夏到冬反之,由极地高压完全转变成极地涡旋,高层(50hPa在8月中完成)比低层(100hPa在10月完成)也提前一个月以上。把这些基本事实与对流层的环流年变相结合,将有助于长期天气预报。 相似文献
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The climate and natural variability of the large-scale stratospheric circulation simulated by a newly developed general circulation model are evaluated against available global observations. The simulation consisted of a 30-year annual cycle integration performed with a comprehensive model of the troposphere and stratosphere. The observations consisted of a 15-year dataset from global operational analyses of the troposphere and stratosphere. The model evaluation concentrates on the simulation of the evolution of the extratropical stratospheric circulation in both hemispheres. The December–February climatology of the observed zonal mean winter circulation is found to be reasonably well captured by the model, although in the Northern Hemisphere upper stratosphere the simulated westerly winds are systematically stronger and a cold bias is apparent in the polar stratosphere. This Northern Hemisphere stratospheric cold bias virtually disappears during spring (March–May), consistent with a realistic simulation of the spring weakening of the mean westerly winds in the model. A considerable amount of monthly interannual variability is also found in the simulation in the Northern Hemisphere in late winter and early spring. The simulated interannual variability is predominantly caused by polar warmings of the stratosphere, in agreement with observations. The breakdown of the Northern Hemisphere stratospheric polar vortex appears therefore to occur in a realistic way in the model. However, in early winter the model severely underestimates the interannual variability, especially in the upper troposphere. The Southern Hemisphere winter (June–August) zonal mean temperature is systematically colder in the model, and the simulated winds are somewhat too strong in the upper stratosphere. Contrary to the results for the Northern Hemisphere spring, this model cold bias worsens during the Southern Hemisphere spring (September–November). Significant discrepancies between the model results and the observations are therefore found during the breakdown of the Southern Hemisphere polar vortex. For instance, the simulated Southern Hemisphere stratosphere westerly jet continuously decreases in intensity more or less in situ from June to November, while the observed stratospheric jet moves downward and poleward.This paper was presented at the Third International Conference on Modelling of Global Climate Change and Variability, held in Hamburg 4–8 Sept. 1995 under the auspice of the Max Planck Institute for Meteorology, Hamburg. Editor for these papers is L. Dümenil. 相似文献
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2019-2020冬季北极平流层极涡异常并且持续的偏强,偏冷.利用NCEP再数据和OMI臭氧数据,本文分析了此次强极涡事件中平流层极涡的动力场演变及其对地面暖冬天气和臭氧低值的影响.此次强极涡的形成是由于上传行星波不活跃.持续的强极涡使得2020年春季的最后增温出现时间偏晚.平流层正NAM指数向下传播到地面,与地面AO指数和NAO指数相一致,欧亚大陆和北美地面气温均比气候态偏暖,在欧亚大陆的一些地区,2020年1月和2月的气温甚至偏高了 10K.2020年2月以来北极臭氧出现了2004年以来的最低值,2020年3-4月60°-90°N的平均臭氧柱总量比气候态偏低了 80DU. 相似文献