A Sensitivity Study of Arctic Ice-Ocean Heat Exchange to the Three-Equation Boundary Condition Parametrization in CICE6     

Lei YU  Jiping LIU  Yongqi GAO  Qi SHU 《大气科学进展》2022,39(9):1398-1416

In this study, we perform a stand-alone sensitivity study using the Los Alamos Sea ice model version 6 (CICE6) to investigate the model sensitivity to two Ice-Ocean (IO) boundary condition approaches. One is the two-equation approach that treats the freezing temperature as a function of the ocean mixed layer (ML) salinity, using two equations to parametrize the IO heat exchanges. Another approach uses the salinity of the IO interface to define the actual freezing temperature, so an equation describing the salt flux at the IO interface is added to the two-equation approach, forming the so-called three-equation approach. We focus on the impact of the three-equation boundary condition on the IO heat exchange and associated basal melt/growth of the sea ice in the Arctic Ocean. Compared with the two-equation simulation, our three-equation simulation shows a reduced oceanic turbulent heat flux, weakened basal melt, increased ice thickness, and reduced sea surface temperature (SST) in the Arctic. These impacts occur mainly at the ice edge regions and manifest themselves in summer. Furthermore, in August, we observed a downward turbulent heat flux from the ice to the ocean ML in two of our three-equation sensitivity runs with a constant heat transfer coefficient (0.006), which caused heat divergence and congelation at the ice bottom. Additionally, the influence of different combinations of heat/salt transfer coefficients and thermal conductivity in the three-equation approach on the model simulated results is assessed. The results presented in this study can provide insight into sea ice model sensitivity to the three-equation IO boundary condition for coupling the CICE6 to climate models.  相似文献   

ENSO对MJO传播特征演变的影响          下载免费PDF全文

龙雨青  张雪莹  麦博儒 《热带气象学报》2022,38(3):410-421

利用TRMM降水和ERA-Interim温度、比湿、环流场等再分析资料, 探讨了在1998-2018年冬季年际尺度海温变化对MJO的强度、结构和传播特征的影响。主要结论如下: 通过一种追踪MJO的方法在研究时间范围内共可挑选出50个MJO事件, 其中有14个MJO事件发生在El Ni?o期间, 25个发生在La Ni?a期间, 11个发生在ENSO正常年。El Ni?o年MJO会传播至更远的中东太平洋附近, 而La Ni?a年MJO事件趋于在西太平洋地区消亡, 这主要与东太平洋地区持续的季节内尺度的经向水汽输送有关。此外, 在印度洋和太平洋地区, El Ni?o年的MJO活动更强, 而在海洋性大陆附近, La Ni?a年的MJO活动略强一些。ENSO对MJO强度的影响主要通过影响MJO对流中心东侧水汽的输送, 水汽在异常东风气流的输送下穿过对流中心东边界进入对流中心, 进而造成MJO活动强度的差异。   相似文献   

青藏高原东部暴雨的中尺度有效位能收支分析          下载免费PDF全文

Kuo Zhou  Lingkun Ran  Yi Liu  Xiuxia Tian 《大气和海洋科学快报》2021,14(2):53-59

针对2018年7月10-11日青藏高原东部一次暴雨过程,利用模式模拟资料分析了有效位能分布特征,成因及其对降水发展演变的影响.结果表明,有效位能主要分布在对流层低层4km以下和高层8-14km,高层有效位能和降水有更好的对应性西北冷平流和降水粒子下落的蒸发作用是低层有效位能高值中心的主要成因,而降水过程释放潜热带来的热力扰动叠加高原大地形造成的位温扰动是导致高层有效位能高值的主要原因.有效位能收支分析表明,有效位能的通量输送项以及与动能间的转换项是主要源汇项.低层有效位能的经向通量输送和动能向有效位能的转化补给了有效位能的耗散;高层有效位能向垂直动能转化增强垂直运动是促进降水发展演变的主要因素.高层有效位能与垂直运动之间的正反馈过程使得两者相关性较强;低层较长时间内均存在垂直动能向有效位能的转化,削弱了垂直运动,而西北冷平流使得低层有效位能有增强的趋势,因此二者相关性较弱.  相似文献   

协调大集合模拟下全球海表面温度对北极对流层早冬增暖的影响          下载免费PDF全文

Lutao Wang  Yongqi Gao  Dong Guo  Tao Wang  Ying Zhang  Wei Hua 《大气和海洋科学快报》2021,14(1):57-62

本文使用六个不同的最新大气模式进行了协调数值集合实验,评估和量化了全球海表面温度(SST)对1982-2014年冬季早期北极变暖的影响.本研究设计了两组实验:在第一组(EXP1)中,将OISSTv2逐日变化的海冰密集度和SST数据作为下边界强迫场;在第二组(EXP2)中,将逐日变化的SST数据替换为逐日气候态.结果表明:(1)EXP1的多模式集合总体平均值显示0.4℃/10年的近地表(约850 hPa)升温趋势,为再分析数据结果中升温趋势的80％.(2)在这六个模式中,模拟的变暖趋势均很强,幅度为0.36-0.50℃/10年.(3)全球海表温度可以解释北极对流层中低层EXP1的大部分模拟的变暖趋势,占再分析数据结果的58％.(4)再分析数据结果中,北极上空的对流层上层变暖(约200 hPa)不是由强迫信号而可能是由自然气候变率引起的.本文还探索了影响北极初冬变暖的可能源区,并讨论了该研究的局限性.  相似文献   

1979—2013年北太平洋海表面盐度变化及其与淡水通量的关系          下载免费PDF全文

魏翔  智海  方祝骏 《大气科学学报》2021,44(5):754-763

利用海洋再分析资料,对北太平洋海表面盐度（Sea Surface Salinity,SSS）变化及其与淡水通量（Fresh Water Flux,FWF）的关系进行研究。结果表明：1914—2013年SSS存在增大趋势,且有25～30 a的周期变化;1979—2013年SSS存在先减小后增大趋势,且有7～12 a的周期变化。北太平洋SSS变化的活跃区域位于黑潮及其延伸区（A区）和北太平洋中部偏东地区（B区）。A区和B区SSS在2000年之前存在减小趋势,在2000—2009年出现明显增大趋势。A区和B区SSS变化与北太平洋FWF变化显著相关,其中A区SSS受局地FWF影响较大（最大相关系数出现在FWF超前16个月）,B区SSS受局地FWF影响较小（最大相关系数出现在FWF超前20个月）。北太平洋FWF与A区SSS的相关表明：它们存在较大范围的正相关区,正相关区主要位于黑潮延伸区（A区东部）,且正相关大值区随着FWF超前时间缩短而向东移动。对应于北太平洋温度年代际变化,SSS也存在显著的年代际变化,并且北太平洋关键区盐度变化能够表征北太平洋气候变率,它可以作为北太平洋气候变率的替代指数。  相似文献   

Electrical analogy for modelling thermal regime and moisture distribution in sandy soils     

Somenath Mondal  Vikas Sharma  P. Apte 《Geomechanics and Geoengineering》2018,13(1):22-32

The soil mass is subjected to temperature variation due to several human activities (viz. tanks storing heated fluids, buried cables and pipelines, air-conditioning ducts, disposal of nuclear and thermal power plant wastes etc.), which result in heat-induced migration of the moisture in it. Though several studies have been conducted in the past to investigate the mechanism of heat migration through the soil mass, a methodology for ‘real-time measurement of the variations in temperature, flux and moving moisture front, in tandem, with respect to space' has rarely been attempted. In this context, extensive laboratory investigations were conducted to measure real-time flux and temperature variations in the sandy soils, and the validation of results has been done by employing an equivalent electrical circuit programme, LTspice. Subsequently, a mathematical model PHITMDS (i.e. Prediction of Heat-Induced Temperature and Moisture Distribution in Soil) has been developed and its utility and efficacy, for predicting the depth-wise temperature and heat-induced moisture migration, due to evaporation, in terms of position of moving moisture front in the sandy soil has been critically discussed and demonstrated.  相似文献   

全国地热资源调查评价与勘查示范工程进展   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

王贵玲  张薇  蔺文静  刘峰  甘浩男  付雷 《中国地质调查》2018,5(2):1-7

地热作为一种清洁能源,在我国经济发展与能源转型过程中正发挥着越来越重要的作用。“全国地热资源调查评价与勘查示范工程”自实施以来,主要开展了京津冀地区地热资源评价以及东南沿海和青藏高原东部干热岩的勘查等工作。这些工作的开展在获得一系列科研突破成果的同时,也解决了大量地热开发的工程问题,积累了大量成果和经验。该文对工程取得的进展及成果进行了总结,对工作开展中出现的问题进行了探讨,可用于指导我国地热资源勘查开发工作。  相似文献   

两类El Niňo事件次年夏季长江-黄河流域降水低频特征及低频水汽输送途径差异          下载免费PDF全文

李丽平  倪语蔓  杨春艳  马晨誉 《大气科学学报》2019,42(3):420-433

利用1961年1月—2014年12月Hadley气候预测研究中心的全球海表温度(SST)资料,NECP/NCAR逐日风场、比湿等再分析资料,国家气象信息中心提供的中国753站逐日降水、160站逐月降水资料,对比分析了东部(EP)型和中部(CP)型两类El Niňo事件次年夏季长江-黄河流域降水(简记为EP型和CP型降水)低频特征,以及与之相关的低频水汽输送差异。结果表明,1)平均而言,EP型降水主要有10～20 d(最显著)以及20～30 d(次显著)低频周期;CP型降水主要有10～20 d的低频显著周期。与之相关的纬、经向水汽通量最显著低频周期也为10～20 d。2)影响EP、CP型低频降水共同的低频水汽环流系统主要有:菲律宾群岛附近的异常反气旋式水汽环流和渤海湾附近(日本东南侧)的异常气旋式(反气旋式)水汽环流。另外,影响EP(CP)型低频降水的还有来自巴尔喀什湖东北部异常气旋式水汽环流(孟加拉湾、苏门答腊岛以西的异常气旋式水汽环流对和贝加尔湖西、东两侧的异常气旋式、反气旋式环流)。3)EP型降水暖湿水汽主要源自南海,冷湿水汽主要源自西北太平洋,冷空气来自巴尔喀什湖东北部和贝加尔湖西北侧。CP型降水暖湿水汽少量来自阿拉伯海和印度洋,大量来自热带西太平洋,冷空气主要来自贝加尔湖西北侧。  相似文献   

京津冀地区一次强沙尘天气过程的成因及特征   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

彭舒龄  周树道  卫克晶  沈奥 《大气科学学报》2019,42(6):926-935

利用常规污染物监测资料、卫星资料和再分析资料等,对京津冀地区在2017年春季遭遇的一次强沙尘天气过程进行分析。结果表明,此次过程是由地面冷锋过境,高空槽后冷空气持续补充引起,沙源地主要位于巴丹吉林、腾格里沙漠,随后以西北路径输送至京津冀地区。前期沙源地感热通量迅速增大,与中低层冷平流叠加,导致不稳定层结增强,助于起沙;高空强风速带加强并向下延伸,中低层次级环流发展,不但使沙尘传输并下降至地面,而且使高层高动量和高位涡冷空气下传,促进低空急流形成、低层系统发展,使大风及沙尘天气维持;沙尘过境时,地面至4 km高度存在沙尘型气溶胶,PM_(2.5)和PM_(10)浓度变化趋势较一致并达到重度污染水平,且气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)与空气质量指数(Air Quality Index,AQI)具有较好的时空匹配关系,重污染时段AOD值大于1,污染减弱时AOD值降至0.6以下。  相似文献   

Is Ziarat a Potential Site for Conventional or Unconventional Energy Resources?     

Sarfraz KHAN  Umair Bin NISAR  Khawar A. AHMED  Muhammad WASEEM  Waqas AHMED 《《地质学报》英文版》2018,92(4):1544-1557

A structural interpretation of the Ziarat block in the Balochistan region (a part of the Suleiman Fold and Thrust Belt) has been carried out using seismic and seismological data. Seismic data consists of nine 2.5D pre‐stack migrated seismic lines, whereas the seismological data covers the Fault Plane Solution and source parameters. Structural interpretation describes two broad fault sets of fore and back thrusts in the study area that have resulted in the development of pop‐up structures, accountable for the structural traps and seismicity pattern in terms of seismic hazard. Seismic interpretation includes time and depth contour maps of the Dungan Formation and Ranikot group, while seismological interpretation includes Fault Plane Solution, that is correlated with a geological and structural map of the area for the interpretation of the nature of the subsurface faults. Principal stresses are also estimated for the Ranikot group and Dungan Formation. In order to calculate anisotropic elastic properties, the parameters of the rock strength of the formations are first determined from seismic data, along with the dominant stresses (vertical, minimum horizontal, and maximum horizontal). The differential ratio of the maximum and minimum horizontal stresses is obtained to indicate optimal zones for hydraulic fracturing, and to assess the potential for geothermal energy reservoir prospect generation. The stress maps indicate high values towards the deeper part of the horizon, and low towards the shallower part, attributed to the lithological and structural variation in the area. Outcomes of structural interpretation indicate a good correlation of structure and tectonics from both seismological and seismic methods.  相似文献