大气季节内振荡时空特征的诊断分析和数值模拟

来源 :中国气象科学研究院 | 被引量 : 1次 | 上传用户:petelau
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季节内振荡(Intraseasonal Oscillation, ISO)是大气中最显著的一种振荡现象,是气候变率的重要分量,它也是从天气变化到季节变化、年际变化、年代际变化整个大气多尺度振荡链条中的重要一环。到目前为止,最好的大气环流(或气候)模式,无论是单独使用还是与海洋模式耦合均不能很好地模拟ISO,这说明我们对于ISO的机制还没有完全理解。对ISO的深入研究有助于改进大气环流的模拟和气候预测的能力。本文通过使用NCEP/NCAR、NCEP/DOE和ERA40再分析资料,探究ISO的年代际变化特征及不同再分析资料的异同。利用国家气候中心研发的气候系统模式BCC-CSM1.1、全球大气环流模式BCC-AGCM2.1参加IPCC AR5的数值模拟试验结果,分析其对1979-2008年ISO时空特征的模拟。同时利用国家气候中心研发的BCC-AGCM2.1模式、BCC-CSM1.1模式、BCC-AGCM2.2模式以及BCC-CSM1.1-M模式模拟的1998年夏季环流场,探究其对1998年夏季东亚地区ISO的模拟及其与我国气候异常的关系,并与再分析资料对比,评估模式对大气ISO的模拟能力,发现:1. NCEP/NCAR资料与NCEP/DOE资料所表征的热带200hPa纬向风ISO在空间分布、强度和能量传播方面的一致性较好,而NCEP/NCAR资料与ERA40资料存在一些差别。2.200hPa纬向风ISO存在明显的年代际变化特征,ISO指数有显著的增强趋势,热带大气ISO突变发生在1962年左右。热带ISO最显著的周期为10-18年左右,年代际周期对热带ISO的贡献更为显著;2001-2010年较强,1991-2000年较弱。在ISO较强的年代,ISO功率谱较强,振荡周期更加明显,活跃区南移东伸明显,东传能量更集中于短波,西传能量较弱。3.两模式对于850hPa纬向风ISO气候态的模拟结果与再分析资料相比:时空谱能量的模拟普遍偏强,夏季,大气模式模拟的ISO偏低频,耦合模式模拟的ISO偏高频,而冬季,大气模式模拟的ISO偏高频,耦合模式的模拟出现了双谱值中心;耦合模式对于ISO北传次数及周期的模拟较大气模式准确;两模式模拟的ISO强度,在热带印度洋和热带东太平洋地区偏弱,但在热带西太平洋地区偏强;两模式不能很好地模拟出ISO冬春强,夏秋弱的特征。对OLR的ISO模拟结果与再分析资料相比:在热带印度洋、孟加拉湾地区模拟偏弱,在热带太平洋地区模拟偏强,耦合模式对ISO冬春强,夏秋弱的特征的模拟较大气模式好。4. BCC-AGCM2.2模式、BCC-CSM1.1-M模式、BCC-AGCM2.1模式和BCC-CSM1.1模式对于东亚地区1998年夏季个例的模拟,风场的模拟较好,大气模式对纬向风ISO纬向传播和经向传播的模拟较耦合模式好。模式对降水ISO经向传播模拟普遍偏弱。降水场的模拟与再分析资料相比,BCC-AGCM2.2模式对于降水的模拟强度偏弱;5月起报的BCC-CSM1.1-M模式能够模拟出华南地区的显著降水,但模拟的长江中下游地区降水偏少;3月起报的BCC-CSM1.1-M模式能够模拟出东南沿海地区的降水,长江中下游地区以及华南西部降水模拟偏少;BCC-AGCM2.1模式模拟的长江中下游以南地区降水偏多,华南地区的降水偏少且偏东;BCC-CSM1.1模式模拟的长江中下游以南地区降水偏少。
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