Cloud radiative forcing in Asian monsoon region simulated by IPCC AR4 AMIP models   总被引：1，自引：0，他引：1  

李剑东  刘屹岷  吴国雄 《大气科学进展》2009,26(5):923-939

This study examines cloud radiative forcing (CRF) in the Asian monsoon region (0^o--50^oN,60^o--150^oE) simulated by Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Fourth Assessment Report (AR4) AMIP models. During boreal winter, no model realistically reproduces the larger long-wave cloud radiative forcing (LWCF) over the Tibet Plateau (TP) and only a couple of models reasonably capture the larger short-wave CRF (SWCF) to the east of the TP. During boreal summer, there are larger biases for central location and intensity of simulated CRF in active convective regions. The CRF biases are closely related to the rainfall biases in the models. Quantitative analysis further indicates that the correlation between simulated CRF and observations are not high, and that the biases and diversity in SWCF are larger than that in LWCF. The annual cycle of simulated CRF over East Asia (0^o--50^oN, 100^o--145^oE) is also examined. Though many models capture the basic annual cycle in tropics, strong LWCF and SWCF to the east of the TP beginning in early spring are underestimated by most models. As a whole, GFDL-CM2.1, MPI-ECHAM5, UKMO-HadGAM1, and MIROC3.2 (medres) perform well for CRF simulation in the Asian monsoon region, and the multi-model ensemble (MME) has improved results over the individual simulations. It is suggested that strengthening the physical parameterizations involved over the TP, and improving cumulus convection processes and model experiment design are crucial to CRF simulation in the Asian monsoon region.  相似文献   

线性准地转模型中副热带环流对潜热加热的定常响应I.基本性质及特征分析   总被引：1，自引：1，他引：0  

张亚妮  刘屹岷  吴国雄 《大气科学》2009,33(4):868-878

利用线性理论模型进行解析和模拟是大气科学的重要基础研究方法之一, 其简单明了, 解释了如Rossby波形成等重要的环流现象。近年, 有研究 (Chen et al., 2001) 运用定常线性准地转模型研究副热带高压的形成, 在相似加热强迫下, 其结果与理论研究和GCM的研究不同。本文运用该模型系统研究了由季风降水产生的潜热加热所激发的副热带定常波的结构特征, 以理解其结果与GCM不一致的原因。研究表明基本流对热强迫的定常波的结构有重要的影响: (1) 当基本流为东风或为零时, 定常波在垂直方向上表现为第一斜压结构, 波动振幅随东风的增大而减小; (2) 当基本流为西风时, 呈现向上的传播特征, 振幅随高度的升高而增大。而且存在一个临界风速Uc(约3 m/s), 此时, 波动振幅最强; 基本流的平流作用具有非对称性, 西风时平流作用远远强于东风。由此揭示了该线性模型解的本质: 加热在热源区所激发的经向地转涡度输送必须能够平衡加热的位涡制造和纬向位涡平流; 基本流的经向和垂直方向的变化使得气旋和反气旋中心偏向热源中心北侧, 并进一步发现当基本流为夏季亚洲季风区纬向平均的纬向风场时, 线性模型的解中位于中低层的反气旋中心显著抬升, 而不出现在地面上, 与完整的大气环流模式的结果接近。说明即使在线性模式中, 洋面副高的形成也不能完全用季风潜热加热来解释; 另外, 静力稳定度对热强迫的副热带环流的影响也很重要, 使热源的强迫作用放大。  相似文献   

辐射和积云对流过程对大气辐射通量的影响   总被引：4，自引：1，他引：3  

李剑东  刘屹岷  孙治安  吴国雄 《气象学报》2009,67(3):355-369

基于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发展的全球大气环流谱模式(SAMIL-R42L26),研究了澳大利亚气象局研究中心(BMRC)新辐射方案和新Zhang-McFaflane积云对流方案对大气辐射通量模拟的影响.新辐射方案相比原辐射方案在辐射计算光谱分辨率、气体吸收和计算效率等方面作了很多改进,其对大气辐射通量的模拟能力相应提高.在晴空条件下,大气顶出射长波、大气吸收短波和地表入射短波等与观测的偏差较原辐射方案明显减小,尤其是在对流活跃区域.在云天条件下大气辐射通量与观测的偏差也较原辐射方案减小,但其偏差依然较大,这与模式中积云对流参数化方案模拟能力不足引起的辐射通量偏差有关.为此,换用了新Zhang-McFarlane积云对流方案,其结果表明,对流活跃区水汽含量显著增加,原对流方案中偏强的"双赤道辐合带"现象明显减弱,赤道辐合带地区的大气辐射通量偏差有明显减小,在海洋地区晴空大气顶出射长波和地表入射短波的量值及空间分布均接近观测结果,同时大气顶全球平均能量收支的年变化和观测结果趋于一致,其中模拟的伞球年平均大气顶能量收支和观测的偏差不到0.6 W/m2.试验结果同时表明,在未来研究中引入气溶胶分布、调整相关的云物理和陆面过程等物理参数化方案是进一步提高SAMIL-R42L26辐射通最模拟性能的关键.  相似文献   

南亚海陆热力差异及其对热带季风区环流的影响   总被引：4，自引：0，他引：4  

王同美  吴国雄 《热带气象学报》2008,24(1):37-43

利用NCEP/NCAR再分析资料,分析了亚洲热带季风区海陆分布所造成的热力差异,以及空间非均匀加热对热带季风区环流特别是初夏过渡季节环流的影响.在大尺度环流背景下,次大陆地形对亚洲热带地区环流的影响主要表现在对低层环流的热力作用,其中感热加热对冬、春季环流的影响明显,对秋季环流的作用相对较小.中南半岛和印度半岛之间的热力差异及其对环流的影响受到青藏高原的调配作用.在初夏过渡季节,高原热力强迫作用于低纬低层环流,使低纬约90 (E以东出现南风加强、以西出现北风加强,从而增强了中南半岛上空的潜热加热,减弱了其低层的感热加热,印度半岛地区还加强了低层的感热加热.多尺度、各种性质的加热共同作用于低纬大气,形成了亚洲热带地区独有的环流特征.  相似文献   

青藏高原地表位涡密度强迫对2008年1月中国南方降水过程的影响Ⅰ:资料分析     

马婷婷  吴国雄  刘屹岷  江志红  于佳卉 《气象学报》2018,76(6):870-886

位涡外部源汇是驱动大气环流的原动力。文中详细介绍了地表位涡制造和位涡密度强迫的联系,讨论了不同坐标系中位涡密度方程的特点及其在应用中应当注意的问题。还以2008年初南方低温雨雪冰冻灾害为例,探讨了青藏高原地表位涡密度强迫及东传对下游地区对流性天气发生的影响,拟由此揭示青藏高原位涡密度强迫激发中国东部激烈天气发生的一种新机制。伴随着青藏高原地表正位涡密度的东传,下游地区对流层中高层出现纬向正绝对涡度平流,气旋性环流增强,从而促使低空南风发展,为南方地区提供充沛的水汽条件。另外,南风的增强有利于低空经向负绝对涡度平流的加强,从而使南方地区高、低空形成绝对涡度平流随高度增大的大尺度环流背景,有利于上升运动的发展。上升运动的加强又促进低空南风气流的增强,使高、低空绝对涡度平流随高度增大的环流背景进一步增强,最终导致降水的产生。   相似文献   

1982-1983年冬季厄尔尼诺期间大气环流异常的诊断分析   总被引：3，自引：0，他引：3  

吴正贤  李崇银  陈彪  吴国雄 《热带气象学报》1990,(3):263-264

本文利用ECMWF的逐日资料,对比分析了1982年12月和1980年12月的平均大气环流情况,结论是:1982—1983年El Nino事件对全球大气环流有重大影响。(1)El Nino事件不仅使Hadley环流得到加强,而且使所有经圈环流都有所加强;(2)El Nino事件使两个半球(特别是北半球)的中纬度西风加强,使对流层低层及中纬度200hPa附近的温度升高,中纬度的对流层低层有弱的降温;(3)El Nino事件使大气湿度明显增加,但在北半球副热带地区除近地面层外湿度都明显减小。 同大气环流基本状态的异常相应,El Nino事件也导致了大气中动量、热量和水汽输送的明显异常。这些物理量输送的异常不仅同平均环流的异常有关,而且扰动(特别是行星尺度的扰动)对此也有着重要贡献。   相似文献   

全型垂直涡度倾向方程和倾斜涡度发展   总被引：96，自引：21，他引：75  

吴国雄  刘还珠 《气象学报》1999,57(1):1-15

文中证明了不仅包括动力因子,而且包括热力因子、摩擦耗散及非绝热加热作用的和可用于三维空间的全型垂直涡度倾向方程。证明经典的、平面上的涡度方程只是它的特例。并且用该全型涡度方程严格证明了倾斜涡度发展（ＳＶＤ）理论。沿着倾斜等熵面下滑的气块,当热力参数ＣＤ减小时,其垂直涡度将发展。最后通过用θ坐标模式模拟一次西南低涡的形成,证明ＳＶＤ引起的涡度发展要比传统所考虑的辐合项的贡献大一个量级。  相似文献   

青藏高原的热力和机械强迫作用以及亚洲季风的爆发 II.爆发时间   总被引：19，自引：3，他引：16  

吴国雄  张永生 《大气科学》1999,23(1):51-61

本研究的第I部分用资料分析证明,由于青藏高原的热力强迫和动力强迫,1989年亚洲季风首先在孟加拉湾（BOB）东岸爆发,接着才有南海（SCS）季风爆发和印度季风爆发。在亚洲季风爆发的这三个阶段中,每阶段都伴有高原上空气柱的急速升温。本文是第I部分的继续。它指出:高原上空气柱的每一次急速升温都与中高纬度源于地中海上空的、频率为2～3周的低频（TTO）暖脊东传到高原上空相联系。季风爆发的每一阶段都伴有从南半球向北传播的、频率为30～60天的低频（MJO）散度扰动和从热带西太平洋向西传播的、频率为2～3周的低频（TTO）散度扰动。当这些低频扰动的暖位相和上升位相在所定义的“东亚季风区”（EAMA）锁相时,亚洲季风阶段性爆发出现。大气低频振荡的有利位相在EAMA区的锁相因而是亚洲季风各阶段爆发时间的决定因子。  相似文献   

1991年江淮梅雨与副热带高压的低频振荡   总被引：47，自引：4，他引：43  

毛江玉  吴国雄 《气象学报》2005,63(5):762-770

利用NCEP/NCAR再分析资料和观测的台站降水资料研究了1991年梅雨期间江淮洪涝区降水的季节内振荡及其环流特征,着重考察了不同层次副热带高压的低频变化与降水的关系。小波分析表明1991年江淮梅雨期间降水低频振荡的主周期是15~35 d。在低空,15~35 d振荡以异常反气旋(气旋)的形式在中国东南沿海地区交替出现,调控着西太平洋副热带高压进入(退出)南海。低空的这种低频环流型与高空的偶极型涡旋对相耦合,偶极型涡旋对使得南亚高压东伸(西退),形成有利(不利)江淮流域降水的环流形势。江淮流域降水的低频振荡与500hPa北太平洋副热带高压的低频变化及其传播密切相关。当北太平洋西部的位势高度偏高、中部位势高度偏低时,江淮流域降水偏多;反之偏少。这种低频振荡可能起源于北太平洋中部夏威夷群岛附近,然后沿着副热带高压脊线附近向西传播到中国东南沿海。  相似文献   

1979—2014年全球变暖背景下青藏高原气候变化特征     

段安民  肖志祥  吴国雄 《气候变化研究进展》2016,12(5):374-381

近几十年来全球变暖受到越来越广泛的关注,然而全球变暖从1998年开始趋缓,但青藏高原却呈现加速增暖的趋势。本文基于前人研究,系统回顾了青藏高原气温、积雪、降水和大气热源等四方面在全球变暖背景下的变化,指出高原的加速增温导致了积雪迅速融化,降水明显增多的同时,高原热源却呈现减弱趋势。  相似文献