Sensitivity of CFCs and Anthropogenic CO2 Uptake in a North Pacific GCM to Mixing Parameterization and Surface Forcing     

Akio Ishida  Kisaburo Nakata  Shigeaki Aoki  Hiroshi Kutsukake  Michio J. Kishi  Masahisa Kubota 《Journal of Oceanography》2001,57(4):433-450

Distributions and characteristics of water mass and chlorofluorocarbons (CFCs) in the North Pacific are investigated by using a General Circulation Model (GCM). The anthropogenic CO₂ uptake by the ocean is estimated with velocity fields derived from the GCM experiments. The sensitivity of the uptake to different diffusion parameterizations and different surface forcing used in the GCM is investigated by conducting the three GCM experiments; the diffusive processes are parameterized by horizontal and vertical eddy diffusion which is used in many previous models (RUN1), parameterized by isopycnal diffusion (RUN2), and isopycnal diffusion and perpetual winter forcing for surface temperature and salinity (RUN3). Realistic features for water masses and CFCs can be simulated by the isopycnal diffusion models. The horizontal and vertical diffusion model fails to simulate the salinity minimum and realistic penetration of CFCs into the ocean. The depth of the salinity minimum layer is better simulated under the winter forcing. The results suggest that both isopycnal parameterization and winter forcing are crucial for the model water masses and CFCs simulations. The oceanic uptake of anthropogenic CO₂ in RUN3 is about 19.8 GtC in 1990, which is larger by about 10% than that in RUN1 with horizontal and vertical diffusive parameterization. RUN3 well simulates the realistic water mass structure of the intermediate layer considered as a candidate of oceanic sink for anthropogenic CO₂. The results suggest that the previous models with horizontal and vertical diffusive parameterization may give the oceanic uptake of anthropogenic CO₂ underestimated. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.  相似文献   

200O～2001年冬季北半球大气环流变化对渤海气候及海冰的影响   总被引：3，自引：1，他引：3  

耿淑琴  王咏亮  白珊 《海洋预报》2001,18(3):25-33

本文通过对2000－2001年冬季（12－2月）大气环流特征的分析，尤其关于东亚大气活动中心的位置，强度的不同会造成渤海海域气候与冰情的差异，表明由于乌拉尔山和北太平洋两大高压脊的变化，造成亚洲极涡与东亚大槽的加强和减弱，并对渤海气温变化和海冰生消的影响起着直接作用。此外，分析还表明，前期拉尼娜现象可能是造成气候变化的重要原因之一。  相似文献   

Open-ocean response and normal mode excitation in an eddy-resolving general circulation model     

Arthur J. Miller  William R. Holland  Myrl C. Hendershott 《地球物理与天体物理流体动力学》2013,107(4):253-278

Abstract

Analysis of a two-layer, flat-bottom, steady-wind driven, eddy-resolving general circulation model reveals a distinct separation in frequency of baroclinic and barotropic motion in the region distant from the model Gulf Stream. The far-field motions at periods less (greater) than about 100 days are predominantly barotropic (baroclinic), unlike the near-field, eddy-generating, free-jet region which contains barotropic and baroclinic energy throughout the modei frequency range. The far-field barotropic energy produces a peak in the model sea-level spectra between 25 and 50 days with a magnitude comparable to energy levels observed in spectra of sea level from oceanic island tide gauges. The far-field barotropic motion is clearly composed of large-scale, resonant, barotropic normal modes drive by mesoscale activity of the turbulent, free-jet region. Oceanic mesoscale turbulence may therefore provide for planetary normal modes an excitation mechanism distinct from atmospheric forcing. The open-ocean, barotropic, model response is very similar to that of a fluctuating-wind driven model, which suggests that atmospheric and intrinsic forcing of mid-ocean eddies may be of comparable importance.  相似文献   

基于GPU-OpenACC的气候模式加速优化研究     

肖洒  魏敏  邓帅  徐达  张晨琛 《气象》2019,45(7):1001-1008

为使数值模式适应异构架构在高性能计算领域的快速发展趋势,本文基于OpenACC语言,对气候模式BCC_AGCM3.0中动力框架三段程序段进行GPU加速优化试验。通过异步执行设置、循环内移、数据管理及向量参数化配置等方式,对模式中计算密集部分程序段进行GPU加速并行化,并进行了优化运行效率对比及正确性验证。试验结果表明,BCC_AGCM3.0模式中三段程序段GPU加速后效率提升均在3倍以上,BCC_AGCM气候模式全球涡度均方根相对误差控制在一定范围之内。加速方法及策略对于数值天气气候模式在异构环境下的移植与优化具有一定参考价值。  相似文献   

松花江流域初夏降水分布型的环流特征及差异     

娄德君  王冀  张雪梅  刘玉莲  周显伟 《气象与环境学报》2019,35(4):63-68

利用1961-2017年松花江流域31个气象站初夏降水资料、NCEP/NCAR再分析资料,采用多种统计方法,讨论了松花江流域初夏降水时空分布及影响环流特征。结果表明：松花江流域初夏降水具有全流域一致型、西北-东南反位相型和东北-西南反位相型3个主要分布模态。影响3个分布型的主要环流特征分别为贝加尔湖以东低值系统-鄂霍茨克海阻塞高压（西南低-东北高）、乌拉尔山脊-西西伯利亚槽-外兴安岭脊（两脊一槽型）、渤海/华北低值系统及其东北部高压,东部局地高压或阻塞形势对松花江流域初夏降水的3个模态起到非常重要的作用。东亚-太平洋型和极地-欧亚型是对第一模态降水分布起重要作用的遥相关型。  相似文献   

四川鲜水河-安宁河断裂带温泉氢氧稳定同位素特征   总被引：1，自引：0，他引：1  

张磊  郭丽爽  刘树文  杨耀  施得旸 《岩石学报》2021,37(2):589-598

温泉地下水同位素特征对确定断裂带地下水来源、循环过程和断裂带活动性至关重要。为了确定青藏高原东缘温泉的地下水同位素特征和流体来源本研究采集了鲜水河-安宁河断裂带上温泉水、冷泉水、河流和积雪融水等样品,进行了氢氧稳定同位素和水化学组分测定,并进行了同位素特征的对比研究。分析结果表明,温泉水体δ¹⁸O变化范围为-19.04%~-12.71‰,平均值为-16.42‰;δ²H变化范围为-144.07‰~-88.63‰,平均值为-122.37‰。河水的δ¹⁸O变化范围为-15.90‰~-10.85‰,平均值为-13.86‰;δ²H变化范围为-118.21‰~-71.12‰,平均值为-98.99‰。康定冷泉δ¹⁸O和δ²H分别为-13.66‰和-106.74‰。道孚积雪融水的δ¹⁸O和δ²H分别为-10.27‰和-65.41‰。不同类型水体样品氢氧稳定同位素组成主要分布在全球和区域大气降水线上表明了大气降水成因,缺少明显的氧同位素漂移特征。不同类型水体同位素值差异较大显示出温泉与河水、积雪融水之间补给来源的不一致性。温泉同位素值具有明显的同位素高程效应,鲜水河-安宁河断裂带上氧同位素高程效应为-0.23‰/100m,氢同位素高程效应为-1.95‰/100m。温泉氧同位素漂移与相关离子比值、Na-K-Mg三角图、Li和Sr元素等指标表明研究区域大部分温泉的水岩作用强度弱。氢氧稳定同位素特征、水岩作用特征和循环深度揭示出温泉的成因为远距离大气降水运移补给地下水,地下水在地下热储层加热后通过断裂上升到地表形成温泉,这为认识青藏高原东缘地热水循环、断裂带活动性与演化特征提供了依据。  相似文献   

京津冀地区一次严重霾天气过程及其影响因素分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘丽伟  李文才  尚可政  王式功  褚金花  付洁 《气象与环境学报》2015,(3):35-42

利用大气污染监测资料、常规气象观测资料及NCEP再分析资料,对2013年1月9—17日京津冀地区一次严重霾天气过程的特征及其与气象条件的关系进行分析。结果表明：此次霾天气过程京津冀地区6个城市（北京、天津、石家庄、保定、邯郸、唐山）的PM10、SO2和NO2污染物日平均浓度均较高,变化趋势基本相同,其中PM10日平均浓度的变化幅度最大,峰值出现在11—13日之间;石家庄、保定和邯郸市的污染最严重,PM10日平均浓度最大值分别为0.94 mg·m－3、0.95 mg·m－3和0.82 mg·m－3。SO2和NO2日平均浓度的变化幅度较小,但浓度值均较大,基本为0.10 mg·m－3以上。影响此次霾天气过程的大范围环流形势为纬向型,存在较强的逆温层,弱下沉运动使近地层大气处于静稳状态,不利于污染物扩散,而近地面较小的风速和低层相对湿度小于90％为霾的形成提供了有利条件。另外,后向轨迹分析表明,此次污染过程京津冀地区的气团主要来自新疆地区,路径主要是从西北气流转为西南气流,携带南方的湿空气和污染物向京津冀地区输送。  相似文献   

2000年以来夏季长江流域降水异常研究   总被引：10，自引：7，他引：3  

柳艳香  赵振国  朱艳峰  王建平  陈丽华 《高原气象》2008,27(4)

根据1880年以来中国夏季的雨型、1890年以来长江中下游梅雨以及1951年以来北半球大气环流等资料,利用物理统计分析的方法,研究了2000年以来夏季长江流域降水异常特征及东亚大气环流背景。结果表明,20世纪50年代至70年代后期我国夏季主要多雨带位置偏北,黄河流域、华北一带降水偏多,长江流域降水偏少,长江中下游梅雨偏弱;70年代后期到90年代末我国夏季主要多雨带南移,长江流域进入多雨期,长江中下游梅雨偏强,黄河流域、华北地区则转入少雨期;但是2000年以来的夏季,在黄河流域、华北地区仍维持少雨的背景下,主要多雨带却徘徊在黄河与长江之间及华南、江南长江流域降水显著偏少,梅雨异常偏弱,空梅频繁出现,长江流域、黄河流域及华北地区同处在持续少雨位相和干旱频发阶段,这种同步振荡的异常现象历史上极为少见。夏季东亚环流型的特殊配置是2000年以来夏季长江流域持续少雨的主要原因之一,这与2000年以前长江流域夏季少雨的环流背景不一样。  相似文献   

与前期秋冬季热带对流活动异常相关联的东亚冬春季大气环流及山东4月降水     

胡桂芳  张璇  顾伟宗 《热带气象学报》2008,24(3):273-278

利用1979～2006年月平均OLR、850 hPa、200 hPa风场等资料,分析了山东4月降水异常年的前期秋、冬季热带地区对流活动特征,发现前冬12月的热带西太平洋地区对流活动异常与山东4月降水的关系最为密切,进一步分析其与东亚大气环流关系,结果表明西太平洋暖池上空的对流活动异常与冬春季东亚大槽、东亚局地的Hadley环流以及Walker环流的强弱紧密相连,且对流活动强(弱)年相伴随的东亚大气环流异常特征恰与山东4月降水异常少(多)年的特征相吻合,因此,12月热带西太平洋对流活动强弱可作为山东4月降水预测的一条重要依据.  相似文献   

江西省冬季大雪气候概况和环流特征分析   总被引：2，自引：1，他引：1  

郑婧  许爱华  刘波  许彬 《气象与减灾研究》2009,32(1):32-38

利用NCEP2．5°×2．5°再分析资料和常规观测资料,对1980--2008年江西省50次区域性大雪过程的气候概况、环流演变、热力层结、影响系统特征进行归纳分析。结果表明,江西省冬季大雪具有明显的年际、月际变化特征,冷冬年为大雪天气的多发年,进入暖冬期后,则有减少的趋势;空间变化上,出现大雪的频次基本上呈现出自西北向东南逐渐减少的特征,各地区积雪分布极不均匀。大雪期间,极涡、阻塞高压异常强而稳定,中低纬锋区异常强盛;超长波的稳定形势有利于天气背景的维持,造成连续性大雪。有80％的比例存在阻塞高压,以贝加尔湖阻塞高压最多;有70％的比例是受南支槽影响,当南支槽与中高纬度转竖的横槽同位叠加时,有利于引导极地强冷空气向副热带地区爆发,形成江西大范围降雪天气。对流层中低层多存在切变线,雪区位于冷式切变线以南1—3个纬距内或暖式切变附近,雪区伴随着暖切的南移而扩展;700hPa西南气流强盛,急流轴最大风速超过16m／s;当850hPa同时存在切变线时,降雪天气更剧烈。有98％的比例对流层中低层存在逆温,逆温高度平均在700-925hPa;温度垂直分布一般具有1000hPa温度≤0℃,925—850hPa温度≤-2℃,700hPa温度≤-2℃的特点。地面冷空气多为中路,蒙古冷高压异常强大,为降雪的产生创造良好的热力条件。  相似文献