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1.
To improve the understanding of the CO2 exchange and the cycling of energy and water between the land surface and atmosphere over a typical hilly forest in southeastern China, a long-term field experimental observatory was established in Huainan, Anhui Province. Here, the authors briefly describe the three parts of ongoing research activities: the environmental monitoring at the site, the meteorological observations on a high tower, and particularly the intensive measurement of soil–vegetation–atmosphere interaction on a lower tower. Specifically, the diurnal variation of basic meteorological variables on a typical clear day (13 July 2018), and their temporal variation in the first three months of the low tower's operation (4 June to 31 August 2018), and in combination with simultaneous data from the high tower, are analyzed. Results show that the data demonstrate reasonable variabilities, and the variables exhibit significant diurnal variation, characteristics of summer values, and considerable differences in summer months. The daily and monthly average albedos above the forest canopy were both 0.13. The daily average soil CO2 concentration was 1726 and 4481 ppm at 2 and 10 cm, respectively. The soil CO2 concentration changed with soil volumetric moisture contents, but showed a weak correlation with soil temperature in summer 2018. As the observatory continues to run and data continue to be collated, further investigation of the long-term variation of monsoon characteristics should be performed in the future. The experiment is useful in ecosystem and atmosphere interaction research, as well as for the development and evaluation of climate models, in the transitional climate zone of the Huaihe River basin.摘要本文简要介绍了包括三部分观测的安徽淮南长期野外试验观测站, 特别是土壤-植被-大气的集中观测, 对小塔运行前三个月 (2018年6月至8月) 的数据, 并结合同一时段大塔获得的数据, 进行了初步分析.结果表明这些资料有合理的变化特征, 日变化和夏季值特征显著, 各月份间气象变化有明显差异.土壤水分和温度受降雨影响, 在不同的下垫面条件下表现出不同的变化.土壤CO2日平均浓度在2 cm和10 cm处分别为1726和4481 ppm.2018年夏季土壤CO2浓度随土壤体积含水量的变化而变化, 但与土壤温度呈弱相关.  相似文献   
2.
The quasi-biennial oscillation (QBO), a dominant mode of the equatorial stratospheric (~100–1 hPa) variability, is known to impact tropospheric circulation in the middle and high latitudes. Yet, its realistic simulation in general circulation models remains a challenge. The authors examine the simulated QBO in the 69-layer version of the Institute of Atmospheric Physics Atmospheric General Circulation Model (IAP-AGCML69) and analyze its momentum budget. The authors find that the QBO is primarily caused by parameterized gravity-wave forcing due to tropospheric convection, but the downward propagation of the momentum source is significantly offset by the upward advection of zonal wind by the equatorial upwelling in the stratosphere. Resolved-scale waves act as a positive contribution to the total zonal wind tendency of the QBO over the equator with comparable magnitude to the gravity-wave forcing in the upper stratosphere. Results provide insights into the mechanism of the QBO and possible causes of differences in models.摘要平流层准两年振荡 (QBO) 是赤道平流层 (~100–1 hPa) 变率的主要模态, 可对中高纬地区的环流产生重要影响, 但目前利用通用大气环流模式 (GCM) 对其进行准确模拟仍然是一个挑战.本文利用IAP大气环流模式 (IAP-AGCM) 的中高层大气模式版本 (IAP-AGCML69) 对QBO进行模拟, 并对其动量收支情况进行分析.研究发现, QBO主要是由对流活动引起的重力波强迫 (参数化) 引起的, 但该动量强迫被平流层赤道上升流所引起的平流过程显著削弱.模式可分辨尺度的波动强迫对赤道上空的QBO的总纬向风倾向有正贡献, 在上平流层, 其量值大小与参数化的重力波强迫相当.以上结果提供了对QBO形成机制以及模式模拟差异可能原因的认识.  相似文献   
3.
Extending the atmospheric model top to high altitude is important for simulation of upper atmospheric phenomena, such as the stratospheric quasi-biennial oscillation. The high-top version of the Institute of Atmospheric Physics Atmospheric General Circulation Model with 91 vertical layers (IAP-AGCML91) extends to the mesopause at about 0.01 hPa (~80 km). The high-top model with a fully resolved stratosphere is found to simulate a warmer stratosphere than the low-top version, except near the South Pole, thus reducing its overall cold bias in the stratosphere, and significantly in the upper stratosphere. This sensitivity is shown to be consistent with two separate mechanisms: larger shortwave heating and larger poleward stratospheric meridional eddy heat flux in the high-top model than in the low-top model. Results indicate a significant influence of vertical resolution and model top on climate simulations in IAP-AGCM.摘要提高大气环流模式的模式顶层高度对中高层大气 (如平流层准两年振荡) 的准确模拟至关重要. 本研究将IAP大气环流模型 (IAP-AGCM) 延伸至中层大气顶 (~0.01 hPa, ~80 km) 并提高垂直方向分辨率 (91层) , 发展了一个中高层大气环流模型 (IAP-AGCML91) . 结果表明, 与低层模式相比, 该中高层大气模式在整体上显著减小了平流层尤其是上平流层的冷偏差.研究发现这种改善与两种机制有关:与低层模式相比, 高层模式模拟的短波加热更大, 极区平流层附近的经向涡动热通量更大.上述结果表明, 垂直分辨率和模式顶层高度对IAP-AGCML91的气候模拟有重要影响.  相似文献   
4.
IPCC第六次评估报告第一工作组报告第九章综合评估了与海平面相关的最新监测和数值模拟结果,指出目前(2006—2018年)的海平面上升速率处于加速状态(3.7 mm/a),并会在未来持续上升,且呈现不可逆的趋势。其中低排放情景(SSP1-1.9)和高排放情景(SSP5-8.5)下,到2050年,预估全球平均海平面(GMSL)分别上升0.15~0.23 m和0.20~0.30 m;到2100年,预估GMSL分别上升0.28~0.55 m和0.63~1.02 m。南极冰盖不稳定性是影响未来海平面上升预估的最大不确定性来源之一。区域海平面变化是影响沿海极端静水位的重要因素。  相似文献   
5.
通量距平强迫模式比较计划(FAFMIP)是第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)的子计划之一。FAFMIP共设计了5组试验,利用CMIP6中的大气-海洋耦合环流模式(AOGCM)对海表施加动量通量、热通量和淡水通量扰动,旨在研究在CO2强迫下模式模拟的海洋热吸收,由热膨胀引起的全球平均海平面上升,及由海洋密度和环流导致的动力海平面变化等方面的不确定性。  相似文献   
6.
古气候模拟比较计划(PMIP)是古气候数值模拟领域一项重大的国际合作研究计划,其主旨是为古气候模拟和模拟结果评估提供一个协调机制,理解过去气候变化的物理机制和气候反馈的重要作用,为未来气候预估提供科学依据。同时,通过对比分析验证模式的模拟性能,探索其不确定性,促进耦合气候系统模式的发展。PMIP目前进行到第四阶段(PMIP4)。PMIP4进一步加强了与第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)的协作,选取了5组共同关注的PMIP4-CMIP6古气候模拟试验(中全新世、末次盛冰期、过去千年、末次间冰期和上新世暖期),考察气候系统对不同气候背景的综合响应。除此以外,PMIP4还设计了众多敏感性试验研究不同外强迫因子的影响。PMIP4模拟试验不仅为古气候研究提供大量的模拟数据,还将服务于CMIP6及其他众多模式比较计划。  相似文献   
7.
模式内部变率是模拟结果不确定性的重要来源,然而它对于1.5℃和2℃升温阈值出现时间不确定性的影响尚不清楚。因此,基于耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)的多模式数据研究了模式内部变率对1.5℃和2℃升温阈值出现时间不确定性的影响以及对未来排放情景的敏感性。结果表明,模式内部变率对升温阈值出现时间模拟的影响与外强迫的影响相当,单个模式内部不同成员达到全球平均1.5℃或2℃增温的年份相差2~12年;其影响具有明显的空间差异,影响极大值出现在欧亚大陆以北洋面、白令海峡周围区域、北美东北部及其与格陵兰岛之间的海域、南半球高纬地区等;低排放情景下模式内部变率的影响大于高排放情景。  相似文献   
8.
对基本气候态和降水日变化的分析是检验模式模拟性能、理解模式误差来源的重要手段。为了评估出对热带气候模拟效果较好的物理参数化方案组合,本文应用WRF带状区域模式,主要比较了四种积云对流参数化方案:NewTiedtke、Kain-Fritsch、newSAS、Tiedtke,和两种辐射参数化方案:RRTMG和CAM,对热带带状区域的气候模拟结果。研究表明:使用NewTiedtke积云对流参数化方案和RRTMG辐射方案的试验,表现出对气温、降水及降水日变化等综合性最好的模拟性能;NewTiedtke积云对流参数化方案能模拟出较好的降水空间分布和降水日变化位相分布特征;与RRTMG辐射方案相比,CAM辐射方案会使温度模拟偏低,特别是陆地上更明显,这种陆地上的冷偏差可能主要来源于Tmin的模拟偏冷。  相似文献   
9.
The role of sea surface temperature (SST) forcing in the development and predictability of tropical cyclone (TC) intensity is examined using a large set of idealized numerical experiments in the Weather Research and Forecasting (WRF) model. The results indicate that the onset time of rapid intensification of TC gradually decreases, and the peak intensity of TC gradually increases, with the increased magnitude of SST. The predictability limits of the maximum 10 m wind speed (MWS) and minimum sea level pressure (MSLP) are ~72 and ~84 hours, respectively. Comparisons of the analyses of variance for different simulation time confirm that the MWS and MSLP have strong signal-to-noise ratios (SNR) from 0-72 hours and a marked decrease beyond 72 hours. For the horizontal and vertical structures of wind speed, noticeable decreases in the magnitude of SNR can be seen as the simulation time increases, similar to that of the SLP or perturbation pressure. These results indicate that the SST as an external forcing signal plays an important role in TC intensity for up to 72 hours, and it is significantly weakened if the simulation time exceeds the predictability limits of TC intensity.  相似文献   
10.
冻土在气候系统中起重要作用,研究并揭示冻土时空变化对于增加陆气相互作用的理解具有重要意义。本研究利用包含土壤冻结融化界面动态变化的陆面过程模式CAS-LSM(Chinese Academy of Sciences Land Surface Model),采用0.9°(纬度)×1.25°(经度)分辨率,结合4种大气强迫数据(全球土壤湿度项目强迫数据集GSWP3、美国国家大气研究中心/美国国家环境预报中心强迫数据集CRU-NCEP、普林斯顿全球强迫数据集Princeton、全球变化以及水文观测项目强迫数据集WFDEI)针对1960~2009年进行全球模拟,研究不同大气强迫作用下多年冻土活动层厚度变化趋势及其不确定性。通过与活动层厚度观测数据比较,陆面过程模式CAS-LSM模拟的活动层厚度与观测值比较接近。结果表明:在1960~2009年期间,不同大气强迫作用下多年冻土活动层厚度基本呈现增加的趋势,基于强迫数据WFDEI模拟的活动层厚度增加趋势最大。不同大气强迫数据模拟的活动层厚度区域平均和变化趋势范围为1.1~1.25 m和0.27~0.51 cm/a,相对变化的不确定性范围为11.2%~23.5%。其中青藏高原地区、北美地区、欧亚大陆北部地区的活动层厚度区域平均和变化趋势范围分别为2.26~2.81 m、1.07~1.31 m、1.32~1.48 m和0.47~1.0 4 cm/a、0.29~0.48 cm/a、0.25~0.55 cm/a。通过对地表温度以及气温的变化趋势分析表明:大气强迫数据中气温的差异是造成这些差异的主要原因。  相似文献   
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