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1.
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   
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.
西北太平洋副热带高压(以下简称副高)是影响中国气候的大尺度环流系统,为了进一步了解副高对中国气候的影响,本文利用站点观测资料和大气环流再分析资料,通过资料诊断分析和数值模拟方法,探讨了6月副高东西变动对中国南部降水的影响,以及影响副高东西变动的前期海洋因子.结果表明副高东西变动对中国西南和华南地区降水的影响明显不同:副高偏东有利于降水西南偏多而华南偏少,偏西则降水变化刚好相反.其原因与副高东西变化引起的环流差异有关,华南降水与副高东(西)变动时西太平洋地区副高西北侧的东北(西南)风异常以及东亚中低纬度地区异常经向波列的变化直接有关,而西南降水异常不仅与副高东西变动在东南亚地区引起的纬向风异常有关,与青藏高原大地形动力作用对副高北侧异常纬向风的变化也有十分密切的联系.此外,副高东西变动时影响西南和华南地区的水汽来源不同,影响西南的水汽主要来源于赤道印度洋80°E附近越赤道气流,而影响华南的水汽主要来源于副高南侧偏东气流从西北太平洋地区输送的水汽.进一步分析发现前期冬春季热带西北太平洋和赤道西太平洋海温变化的偶极差异与后期初夏副高东西变动有密切联系,冬春季西北太平洋暖海温和赤道西太平洋冷海温变化有利于后期初夏副高偏西,相反则有利于副高偏东,数值模拟结果在一定程度证实了资料诊断分析结果.  相似文献   
4.
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   
5.
Research on the diffusion characteristics of swells contributes positively to wave energy forecasting, swell monitoring, and early warning. In this work, the South Indian Ocean westerly index(SIWI) and Indian Ocean swell diffusion effect index(IOSDEI) are defined on the basis of the 45-year(September 1957–August 2002) ERA-40 wave reanalysis data from the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts(ECMWF) to analyze the impact of the South Indian Ocean westerlies on the propagation of swell acreage. The following results were obtained: 1) The South Indian Ocean swell mainly propagates from southwest to northeast. The swell also spreads to the Arabian Sea upon reaching low-latitude waters. The 2.0-meter contour of the swell can reach northward to Sri Lankan waters. 2) The size of the IOSDEI is determined by the SIWI strength. The IOSDEI requires approximately 2–3.5 days to fully respond to the SIWI. The correlations between SIWI and IOSDEI show obvious seasonal differences, with the highest correlations found in December–January–February(DJF) and the lowest correlations observed in June–July–August(JJA). 3) The SIWI and IOSDEI have a common period of approximately 1 week in JJA and DJF. The SIWI leads by approximately 2–3 days in this common period.  相似文献   
6.
基于黄河源区8个站点的年平均气温序列,利用集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)方法,揭示了以玛多站为代表的黄河源区1953~2017年气温演变的多时间尺度特征,探讨不同时间尺度上的周期振荡对气温变化总体特征的影响程度,分析了黄河源区不同时间尺度的气温变化与海温指数,尤其是与北大西洋多年代际振荡(Atlantic Multidecadal Oscillation,AMO)间的关系。结果表明:(1)1953年以来黄河源区玛多站年平均气温以0.31 ℃/10 a的变化率表现为明显的增暖趋势,20世纪80年代后期开始转暖,尤其是进入20世纪90年代后期变暖更加明显。(2)1953~2017年,黄河源区年平均气温呈现3 a、6 a、11 a、25 a、64 a及65 a以上时间尺度的准周期变化,其中以准3 a和65 a以上时间尺度的振荡最显著,准3 a的年际振荡在21世纪以前振幅较大,而进入21世纪后年际振荡振幅减弱,65 a以上时间尺度的年代际振荡振幅明显加大。(3)1998年气候显著变暖以前,以准3 a周期为代表的年际振荡在气温演变过程中占据主导地位,1998年气候显著变暖以后,65 a以上时间尺度周期振荡的贡献率增加近5倍,与准3 a周期振荡的贡献相当。(4)气温与Nino3.4指数和PDO(Pacific Decadal Oscillation)指数的同期相关均不显著,但当气温领先PDO指数22 a时正相关最大且显著,不同于PDO指数,气温原始序列及其3个年代际尺度分量滞后AMO指数3~7 a或二者同期时相关性最高,这就意味着AMO对黄河源区气温具有显著影响。(5)AMO的正暖位相对应着包括中国的整个东亚地区偏暖,黄河源区只是受影响区域的一部分,20世纪60年代至90年代初期AMO的负冷位相期、20世纪90年代中后期至今AMO的正暖位相与黄河源区气温距平序列的负距平、正距平相对应,气温在65 a以上时间尺度的变化与AMO指数相关性更高,可见,AMO是影响黄河源区气温变化的一个重要的气候振荡,这种影响主要表现在年代际时间尺度上。  相似文献   
7.
In this study, the impact of oceanic processes on the sensitivity of transient climate change is investigated using two sets of coupled experiments with and without tidal forcing, which are termed Exp_Tide and Exp_Control,respectively. After introducing tidal forcing, the transient climate response(TCR) decreases from 2.32 K to 1.90 K,and the surface air temperature warming at high latitudes decreases by 29%. Large ocean heat uptake efficiency and heat storage can explain the low TCR in Exp_Tide. Approximately 21% more heat is stored in the ocean in Exp_Tide(1.10×10~(24) J) than in Exp_Control(0.91×10~(24) J). Most of the large ocean warming occurs in the upper 1 000 m between 60°S and 60°N, primarily in the Atlantic and Southern Oceans. This ocean warming is closely related to the Atlantic Meridional Overturning Circulation(AMOC). The initial transport at mid-and high latitudes and the decline in the AMOC observed in Exp_Tide are both larger than those observed in Exp_Control. The spatial structures of AMOC are also different with and without tidal forcing in present experiments. The AMOC in Exp_Tide has a large northward extension. We also investigated the relationship between AMOC and TCR suggested by previous studies using the present experiments.  相似文献   
8.
青藏高原冬春积雪和地表热源影响亚洲夏季风的研究进展   总被引:2,自引:0,他引:2  
青藏高原冬春积雪和地表热源的气候效应是青藏高原气候动力学的两个重要内容。大量资料分析和数值试验研究均表明这两个因子对亚洲季风有一定的预测意义,本文对此做了比较系统的回顾和总结,并进一步比较了青藏高原积雪和地表热源影响东亚和南亚夏季降水的异同。结果表明,东亚夏季降水在年际和年代际尺度上均存在"三极型"和"南北反相"型的空间分布特征,高原春季地表热源在年代际和年际尺度上主要影响东亚夏季降水"三极型"模态;在年代际尺度上它是中国东部出现"南涝北旱"格局的重要原因,而高原冬季积雪的作用相反。另一方面,高原冬季积雪在年际和年代际尺度上对印度夏季风降水的预测效果均要优于高原地表热源。无论是空间分布还是时间演变特征,高原冬季积雪与春季地表热源整体上均无统计意义上的显著联系。不断完善高原地面观测网和改进模式在高原地区的模拟性能,将是进一步深入理解高原积雪和地表热源影响亚洲季风物理过程和机制的关键所在。  相似文献   
9.
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   
10.
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   
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