一个冰气相互作用数值模拟结果的可能统计解释     

刘喜迎  刘海龙  李薇  张学洪  俞永强 《气候与环境研究》2007,12(5):638-646

基于一个全球海-冰-气耦合模式的数值模拟结果,选取冬季格陵兰海海表面温度(SST)、海冰密集度、海表面感热通量等物理量以及3个相关区域海平面气压分别作经验正交函数展开,取第一模时间系数作相关分析。结果表明,上一年海冰密集度偏大(小)与来年的SST偏低(高)相联系,但二者同期相关性最大。当海气热通量交换变化超前一年时,其与SST相关性最大。模式最低层大气温度与海洋表面热通量之间的同时相关性最大,冬季模式最低层气温偏高(低)与海洋表面失去的感热、潜热通量偏少(多)相联系。气温、比湿都和冰岛低压区及格陵兰海的海平面气压相关性最强,冰岛低压气压偏低(高)与模式最低层气温和比湿偏高(低)相联系。所以,在海-冰-气年际尺度的相互作用中,主要关系是大气环流调整造成大气中云量和低层气温、湿度变化,进而影响海气界面上的通量交换,造成SST的变化。SST变化决定着海冰范围及海冰密集度的变化,但海冰变化时通过相变潜热的释放或吸收反过来对SST变化有较明显影响。  相似文献   

涡分辨率全球海洋环流模式LICOM模拟的吕宋海峡流场的季节变化     

李云  俞永强 《气候与环境研究》2014,19(5):547-558

分析了一个1/10°的涡分辨率全球环流模式LICOM(LASG/IAP Climate system Ocean Model)对吕宋海峡附近海洋环流的模拟能力。结果表明,模拟的吕宋海峡附近上层环流及输运具有明显的季节变化特征,除6月是东向净流出外,其余月份均为西向流入,冬季流量最大。年平均流量在-3.76 Sv(1 Sv=106 m3/s),其中上层(600 m以上)流量起主要贡献,为-3.60 Sv,与目前已有的研究结果基本一致。南海通过6个海峡完成与外界的水交换,其中吕宋海峡和巴拉巴克海峡是大洋水进入南海的主要通道,其余海峡均以流出为主,流出量最大的是台湾海峡(1.99 Sv),其次是卡里玛塔海峡(1.03 Sv)。进一步分析表明,由季风引起的埃克曼输送量约占吕宋海峡流量的11%,而由季风引起的吕宋海峡压力梯度形成的西向的地转流对吕宋海峡的输运起支配作用。作为黑潮源头的太平洋北赤道流流量对吕宋海峡输运的季节变化也有一定影响。  相似文献   

一个太平洋海盆尺度环流模式及其模拟结果   总被引：3，自引：2，他引：3  

徐永福  李阳春  赵亮  李荣凤  俞永强 《大气科学》2006,30(5):927-938

在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)发展的全球气候海洋环流模式(LICOM)的基础上构建了一个太平洋海盆环流模式,并对其模拟结果进行了深入的分析.在模拟中对中尺度示踪物输送采用了两种方案,即传统的水平扩散方案(HOR)和包括涡旋诱导速度的等密度面扩散方案(GM).对这两个试验的气候平衡态结果分析发现,该模式较好地模拟出了太平洋的环流特征,包括副热带大涡、副极地涡旋以及南极绕流(ACC)等.赤道附近的各种流系亦得到了较好的模拟,模拟的150°W赤道潜流的最大流速为40 cm/s,出现在次表层130 m左右,虽然模拟值比基于NCEP资料估计的最大流速80 cm/s小,但与其位置十分相近.两个试验均较好地模拟出了温盐的分布结构,包括北太平洋和南太平洋中层水的形成以及南极底层水的输送等.通过详细分析两个试验结果发现,总的说来在目前模式所采用的参数条件下,GM的结果稍好于HOR的结果.这些模拟结果表明,在LICOM基础上构建的太平洋环流模式从总体上是能再现许多观测特征的,可为今后进一步研究被动示踪物在北太平洋的分布等问题提供一个十分有用的工具.  相似文献   

冬季北太平洋海表热通量异常和海气相互作用——基于一个全球海气耦合模式长期积分的诊断分析   总被引：14，自引：4，他引：10  

张学洪  俞永强  刘辉 《大气科学》1998,22(4):511-521

利用一个全球海气耦合模式长期积分所给出的资料,分析了冬季北太平洋海表湍流热通量（潜热和感热）异常及其对海表温度（SST）异常的影响,并比较了海表热通量诸分量和海洋内部的动力学过程对SST变化的相对重要性。结果表明,冬季热带外海洋上的湍流热通量是影响SST的主要因子,但在北太平洋中部海水的平流作用也不可忽视。冬季热带外海洋向大气释放的潜热和感热通量与SST倾向（而不是SST本身）之间存在着显著的相关,这同Cayan和Reynolds等利用COADS资料和NCEP资料同化模式分析的结果是一致的。模式诊断的结果支持这样一种看法：和热带海洋不同,冬季热带外海洋上的海气相互作用主要地表现为大气对海洋的强迫作用,而不是相反。模式给出的SST倾向的第一个EOF分量及其与海平面气压场的相关特征同Wallace等从观测资料分析所得到的结果是一致的;进一步的分析表明：在冬季北太平洋的大部分区域（特别是西太平洋）,大尺度大气环流异常在很大程度上决定着SST的异常,而这种决定作用正是通过它对湍流热通量的强烈影响来实现的。  相似文献   

季节内振荡的数值模拟Ⅰ.模拟的自然变率     

蒋国荣  俞永强  何金海 《大气科学》2007,31(3):536-546

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) 发展的耦合气候系统模式FGOALS 1.0_g控制试验 (二氧化碳浓度保持工业革命前的浓度不变, 代表无人类活动影响的自然变率) 模拟结果, 研究了模拟的自然变率下热带季节内振荡 (Intraseasonal Oscillation, 简称ISO) 的基本特征与年际、年代际变化.研究发现, 模拟的自然变率下全球ISO主要活跃区与近六十年的实测结果基本接近; ISO主要活跃区的季节变动特征与实际结果基本一致; 全球ISO强度冬强、夏弱的季节变化也与实际结果一致; 但模拟的ISO强度偏弱与ISO周期不明显.进一步利用控制试验模拟结果研究了模拟的自然变率下热带ISO特征的年际与年代际变化, 得出: 第一, 模拟的自然变率下的热带ISO强度存在明显的年际与年代际变化, 低强度指数阶段, 全球ISO强度减弱, 活跃区范围缩小, 高强度指数阶段则相反; 并存在季节性差异, 冬季不明显, 春秋季明显, 实测结果有类似结论, 但高、低指数似乎与增暖有关.第二, 模拟的自然变率下的热带东传或西传ISO能量比值总体来看基本上维持一种平衡状态, 不存在上升或下降趋势; 与实际状况下的东传相对能量增强、西传相对能量减弱趋势明显不同.  相似文献   

大气季节内振荡的数值模拟 Ⅱ. 全球变暖的影响   总被引：1，自引：3，他引：1  

俞永强  蒋国荣  何金海 《大气科学》2007,31(4)

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)发展的耦合气候模式FGOALS1.0_g控制试验、二氧化碳 (CO2)浓度加倍试验模拟结果及实测结果 (NCEP/NCAR逐日再分析资料)研究了全球变暖对大气季节内振荡 (ISO)特征变化的影响.通过对比分析控制试验、二氧化碳浓度加倍试验模拟结果及观测结果发现: (1)FGOALS1.0_g耦合气候模式具有一定的模拟季节内振荡的能力, 主要表现为模式能够模拟出ISO活跃区的位置、中心位置的季节变动以及强度的季节变化, 其缺陷是模拟的ISO强度偏弱, 模拟的ISO周期不显著且偏高频; (2)实测资料诊断分析得到的近六十年来偏暖阶段ISO活跃区强度增强及范围扩大可能不是人类活动影响使温室气体增加所导致的, 它可能是大气ISO本身的年代际尺度变化; (3)近六十年来纬向东传波 (西传波)的能量的存在增长 (减少)趋势的主要原因可能是人类活动影响引起温室气体增加所导致的; (4)由于FGOALS1.0_g耦合气候模式在模拟ISO主周期及强度方面时存在不足, 因此实测结果诊断分析得到的偏暖阶段ISO小波能量强, 主周期范围大, 偏冷阶段反之的结论用FGOALS1.0_g耦合气候模式尚难以证实.  相似文献   

IAP/LASG海洋环流模式对风应力的响应   总被引：21，自引：6，他引：15  

俞永强  张学洪  郭裕福  Antoine Izard 《大气科学》2001,25(6):721-739

为了检验第三代IAP/LASG全球海洋环流模式在模拟20世纪80年代热带太平洋年际变化方面特别是ElNino和LaNina事件的能力,作者使用了三种风应力资料强迫该模式.然后,将模拟的海温同NCEP海洋同化资料相比较.分析表明,在赤道附近,模式对风应力的响应在SST分布、温跃层的描绘以及突出E1Nino和LaNina事件方面同NCEP海洋同化资料有许多共同点.然而,在描绘l0°N以北和l0°S以南的SST异常以及描写季节循环方面,响应是不够精确的.另外,模拟的温度异常滞后于NCEP海洋同化数据两个月左右.  相似文献   

Versions g1.0 and g1.1 of the LASGIAP Flexible Global Ocean–Atmosphere–Land System Model     

俞永强  郑伟鹏  王斌  刘海龙  刘骥平 《大气科学进展》2011,(1)

The latest two versions of the IAP Flexible Global Ocean-Atmosphere-Land System (FGOALS) model- versions g1.0 and g1.1, are described in this study. Both two versions are fully coupled GCMs without any flux correction, major changes for g1.1 mainly lie in four aspects: (1) advection schemes for tracer in the ocean component model; (2) zonal filter scheme in high latitudes in the ocean component model; (3) coupling scheme for fresh water flux in high latitudes; and (4) an improved algorithm of airsea turbule...  相似文献   

The flexible global ocean-atmosphere-land system model, Grid-point Version 2: FGOALS-g2   总被引：3，自引：0，他引：3  

李立娟  林鹏飞  俞永强  王斌  周天军  刘利  刘骥平  包庆  徐世明  黄文誉  夏坤  普业  董理  申思  刘屹岷  胡宁  刘咪咪  孙文奇  史湘军  郑伟鹏  吴波  宋米荣  刘海龙  张学洪  吴国雄  薛巍  黄小猛  杨广文  宋振亚  乔方利 《大气科学进展》2013,30(3):543-560

This study mainly introduces the development of the Flexible Global Ocean-Atmosphere-Land System Model: Grid-point Version 2 (FGOALS-g2) and the preliminary evaluations of its performances based on results from the pre-industrial control run and four members of historical runs according to the fifth phase of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5) experiment design. The results suggest that many obvious improvements have been achieved by the FGOALS-g2 compared with the previous version,FGOALS-g1, including its climatological mean states, climate variability, and 20th century surface temperature evolution. For example,FGOALS-g2 better simulates the frequency of tropical land precipitation, East Asian Monsoon precipitation and its seasonal cycle, MJO and ENSO, which are closely related to the updated cumulus parameterization scheme, as well as the alleviation of uncertainties in some key parameters in shallow and deep convection schemes, cloud fraction, cloud macro/microphysical processes and the boundary layer scheme in its atmospheric model. The annual cycle of sea surface temperature along the equator in the Pacific is significantly improved in the new version. The sea ice salinity simulation is one of the unique characteristics of FGOALS-g2, although it is somehow inconsistent with empirical observations in the Antarctic.  相似文献   

An assessment of Indo-Pacific oceanic channel dynamics in the FGOALS-g2 coupled climate system model   总被引：2，自引：0，他引：2  

徐腾飞  袁东亮  俞永强  赵霞 《大气科学进展》2013,30(4):997-1016

Lag correlations of sea surface temperature anomalies (SSTAs), sea surface height anomalies (SSHAs), subsurface temperature anomalies, and surface zonal wind anomalies (SZWAs) produced by the Flexible Global Ocean-Atmosphere-Land System model: Grid-point Version 2 (FGOALS-g2) are analyzed and compared with observations. The insignificant, albeit positive, lag correlations between the SSTAs in the southeastern tropical Indian Ocean (STIO) in fall and the SSTAs in the central-eastern Pacific cold tongue in the following summer through fall are found to be not in agreement with the observational analysis. The model, however, does reproduce the significant lag correlations between the SSHAs in the STIO in fall and those in the cold tongue at the one-year time lag in the observations. These, along with the significant lag correlations between the SSTAs in the STIO in fall and the subsurface temperature anomalies in the equatorial Pacific vertical section in the following year, suggest that the Indonesian Throughflow plays an important role in propagating the Indian Ocean anomalies into the equatorial Pacific Ocean. Analyses of the interannual anomalies of the Indonesian Throughflow transport suggest that the FGOALS-g2 climate system simulates, but underestimates, the oceanic channel dynamics between the Indian and Pacific Oceans. FGOALS-g2 is shown to produce lag correlations between the SZWAs over the western equatorial Pacific in fall and the cold tongue SSTAs at the one-year time lag that are too strong to be realistic in comparison with observations. The analyses suggest that the atmospheric bridge over the Indo-Pacific Ocean is overestimated in the FGOALS-g2 coupled climate model.  相似文献