CMIP6与CMIP5对历史大气层顶和地表辐射收支模拟的时空对比     

万梓文  王伟  吕恒  仇培宇  李雨竹  卢阳 《气候变化研究进展》2022,18(4):468-481

基于云和地球辐射能量系统观测数据集（CERES),对比分析了耦合模式比较计划第五（CMIP5）和第六阶段（CMIP6）模拟的历史大气层顶和地表辐射收支的年际变化和空间分布,明确了多模式间不确定性大的关键区域。结果表明：在年际尺度上,除地表向上长波辐射外,CMIP6的辐射分量的集合均值较CMIP5更接近于CERES观测值,全球地表向下短波辐射的高估和大气逆辐射的低估在CMIP6中分别降低了1.9 W/m²和3.3 W/m²。除大气逆辐射外,CMIP6的辐射分量在多模式间的一致性较CMIP5提高。在北极,CMIP6对大气层顶反射短波、大气层顶出射长波和地表向下短波辐射的模拟偏差较CMIP5大。在南北纬60°,CMIP6对大气逆辐射的模拟偏差较CMIP5大。其他区域CMIP6的辐射分量更接近CERES观测值。CMIP6模拟的地表向下短波辐射和大气逆辐射的不确定性较大区域面积较CMIP5减小,但不确定性极大区域面积无变化。地表净辐射的不确定性空间分布在两代CMIP间变化甚小。青藏高原、赤道太平洋、热带雨林、阿拉伯半岛和南极洲沿海依然是地球系统模式模拟辐射收支不确定性极大的关键区域。  相似文献   

用于厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)研究的海气耦合模式综述：中间型和混合型模式     

张荣华 《海洋与湖沼》2024,55(1):1-23

厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation, ENSO)是地球气候系统中最强的年际变率信号, 起源于热带太平洋海气相互作用过程, 并对全球的天气和气候等产生显著的影响。过去几十年来, 广泛、深入而细致的海气相互作用研究致力于发展和改进海气耦合模式以用于ENSO模拟和预测, 各种类型的海气耦合模式应运而生。经过半个多世纪的努力, ENSO数值模式及其应用已经取得了巨大进展, 包括已发展了一些高度理想化的概念(concept)模型来解释ENSO准周期性循环(包括正负反馈机制等); 同时也已发展了几类复杂程度不同的海气耦合模式并用于对ENSO的真实模拟和实时预测等研究, 尤其是已能提前6个月或更长时间对ENSO事件的发生和发展等进行有效的实时预测。其中最为复杂的模式是基于原始方程组的大气环流模式(Atmospheric General Circulation Models, AGCMs)与海洋环流模式(Oceanic General Circulation Models, OGCMs)等所组成的环流型耦合模式(Coupled General Circulation Models, CGCMs), 这类模式变量取为完全变量的形式(如总的海表温度场, 其可以分解为气候态部分和年际异常部分), 还考虑了尽可能详尽的物理过程及其参数化方案。中间型耦合模式(Intermediate Coupled Models, ICMs)是一类介于高度理想化概念模型与复杂的环流型耦合模式之间的简化模式, 其对应的控制方程组采用距平形式, 直接取大气和海洋年际异常场作为预报变量(如海表温度年际异常), 而相应的气候平均态部分则由对应的观测资料来给定; 大气与海洋模式间的耦合采用异常耦合(anomaly coupling)。混合型耦合模式(Hybrid Coupled Models, HCMs)是另一类简化的海气耦合模式, 其中海洋或大气模式有一个分量模式采用了简化的距平类模式(类似于ICMs),而另一个分量模式则采用环流型模式(General Circulation Models, GCMs); 如可采用统计的大气风应力年际异常模式与OGCM间的耦合而构建一种HCM_OGCM,也可采用简化的海洋距平类模式(如ICM中的海洋分量模式)与AGCM间的耦合而构建另一种HCM^AGCM。历史上, ICMs、HCMs和CGCMs等这几类耦合模式都在ENSO理论体系的发展、数值模拟和实时预测等方面都起到了重要作用。本文主要回顾作者与合作者所研发的ICMs和HCMs的构建、特点和应用例子等。  相似文献   

白天工作条件下大气激光雷达探测的实验研究     

宋小全  刘智深  贺岩  刘金涛 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2001,31(4):593-598

作者在已完成大气激光雷达系统夜间工作的基础上 ,对白天工作条件下的各种环境背景光的干扰进行了理论与实验分析 ,得出太阳直射光和天空光为白天工作的主要背景干扰。实验结果表明 ,经过激光发射与接收视场角严格匹配及使用干涉滤光器 (2 .6 nm和 0 .15nm)进行窄带滤波 ,背景干扰被明显地剔除 ,可进一步压低背景干扰约 2 0倍。证明采取视场匹配及干涉滤光器的措施可基本保证激光雷达系统在白天条件下工作。  相似文献   

南极中山站大气气溶胶的化学组成及其来源的判别   总被引：1，自引：1，他引：1  

黄自强  暨卫东  杨绪林  黄荣坦  汤荣坤  于涛  张功勋 《台湾海峡》2003,22(3):334-346

从1998年3月7日至1999年11月23日历时21个月，在南极中山站连续采集89个海洋气溶胶样品，本文提供全部样品的13种化学元素Cu、Pb、Zn、Cd、Fe、Al、Mn、Cr、V、K、Na、Ca、Mg含量的实测值．研究表明中山站气溶胶化学成份的含量具有季节性变化的特征．通过相关分析、因子分析、富集因子等方法判别不同时间段中山站气溶胶化学成份的来源。  相似文献   

大气垂直速度计算中校正方法的探讨     

沈雪龙 《海洋学研究》1997,15(4):24-28

本文对大气运动中垂直速度ｗ计算中的几种校正方法作了分析比较，并在前人工作的基础上，对校正方法作了改进，提出了进行低通滤波、散度校正和法线风分量校正的方法。通过这些校正，使计算出的平均散度和垂直速度的垂直廓线能维持原计算曲线的形式，并能满足整个气层连续方程积分为零的条件，也符合误差随高度增大的情况。  相似文献   

环球海洋大气气溶胶化学研究

Ⅱ.来源示踪元素的特征   总被引：7，自引：0，他引：7       下载免费PDF全文

陈立奇  高鹏飞  杨绪林 《海洋与湖沼》1993,24(3):264-271

1986年11月—1987年5月,在中国第三次南极考察和环球科学考察期间,收集了58个海洋气溶胶样品,采用中子活化法分析了Al,V,Mn,I,Br,Mg,Na,Cl等元素。应用因子分析、回归分析和富集因子分析对气溶胶中元素进行分类、定量评估和来源判别,讨论不同来源元素的特征,计算各主要来源的贡献分量。结果表明,海洋气溶胶中Al的99.99％是来自陆源地壳风化物,Na的99.2％。和Cl的99.99％是来自海水,V的91.4％。来自陆源污染物。因此,Al可作为海洋气溶胶中陆源地壳风化物的示踪元素,Na和Cl可作为海水源示踪元素,非地壳源的V则可选择为陆源污染物的示踪元素。  相似文献   

沃克环流上升区赤道低空强西风带的分析     

李若钝  于惠苓  刘丽惠  孙瑞本  井传才  苏新锁 《热带海洋学报》1995,(1)

采用ＴＯＧＡ／ＣＯＡＲＥ国际合作考察期间（１９９２年１０月─１９９３年２月）获得的２６７次定点（２°Ｓ，１５５°Ｅ）定时高空大气探测资料，进行计算分析，发现１９９２年１２月─１９９３年２月低空存在一支西风急流，有两次分别持续半月之久，而１９９２年１１月的两次赤道西风急流，因无赤道高空急流配合，仅持续２ｄ便消失。本文还指出：（１）赤道低空西风急流是各种海－气指数产生ＥＮＳＯ异常的重要信息；（２）赤道高空急流有滞后赤道低空急流２ｄ左右的响应关系；（３）赤道低空急流是纬向水汽输送的狭窄通道。  相似文献   

气溶胶的光学厚度与反射率比的处理方法   总被引：2，自引：0，他引：2  

高飞 《海洋技术学报》2003,22(1):25-28

气溶胶光学厚度与气溶胶反射率比都是大气校正所需的重要大气参数，同时也是海洋水色卫星主要的数据产品，它们的测量精度将直接到卫星数据产品正演的精度和卫星数据产品的应用。文章在简述气溶胶光学厚度与气溶胶反射率比的基本测量原理和处理方法的基础上，结合多次试验数据结果进行简要的评价。  相似文献   

锆石Ce 氧逸度计和早期地球的氧化还原状态     

肖路毅  杨晓志 《高校地质学报》2022,28(4):484-492

氧逸度可以用于定量描述一个体系的氧化还原状态,是地球科学非常重要的一个热力学指标。早期地球的氧逸度及其变化趋势的重建,对大气圈、水圈、生物圈乃至整个地球的起源和演化具有重要的科学意义,也是地球科学长期探索的重要目标。锆石提供了地球上已发现的最古老天然样品,几乎是目前研究早期(冥古宙)地球的唯一可靠对象。近年来的研究发现,锆石中Ce的含量对其母岩浆体系的氧逸度很敏感,并由此发展出了锆石的Ce氧逸度计。这一技术对认识早期地球的氧化还原状态十分关键。文章对锆石Ce氧逸度计进行了简单介绍,进而对早期地壳和地幔的氧化还原状态进行了综合评述。在此基础上,对早期地球几个重要圈层(大气圈、大陆地壳和上地幔)氧逸度的演化及相互间的耦合关系进行了讨论。  相似文献   

Assimilation of thermal emission spectrometer atmospheric data during the Mars Global Surveyor aerobraking period     

Stephen R. Lewis  Peter L. Read  Barney J. Conrath  John C. Pearl  Michael D. Smith 《Icarus》2007,192(2):327-347

The Thermal Emission Spectrometer aboard the Mars Global Surveyor spacecraft has produced an extensive atmospheric data set, beginning during aerobraking and continuing throughout the extended scientific mapping phase. Temperature profiles for the atmosphere below about 40 km, surface temperatures and total dust and water ice opacities, can be retrieved from infrared spectra in nadir viewing mode. This paper describes assimilation of nadir retrievals from the spacecraft aerobraking period, L_S=190°–260°, northern hemisphere autumn to winter, into a Mars general circulation model. The assimilation scheme is able to combine information from temperature and dust optical depth retrievals, making use of a model forecast containing information from the assimilation of earlier observations, to obtain a global, time-dependent analysis. Given sufficient temperature retrievals, the assimilation procedure indicates errors in the a priori dust distribution assumptions even when lacking dust observations; in this case there are relatively cold regions above the poles compared to a model which assumes a horizontally-uniform dust distribution. One major reason for using assimilation techniques is in order to investigate the transient wave behavior on Mars. Whilst the data from the 2-h spacecraft mapping orbit phase is much more suitable for assimilation, even the longer (45–24 h) period aerobraking orbit data contain useful information about the three-dimensional synoptic-scale martian circulation which the assimilation procedure can reconstruct in a consistent way. Assimilations from the period of the Noachis regional dust storm demonstrate that the combined assimilation of temperature and dust retrievals has a beneficial impact on the atmospheric analysis.  相似文献