周天军 作品数:238 被引量:2,422 H指数:31 供职机构: 中国科学院大气物理研究所 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家重点基础研究发展计划 公益性行业(气象)科研专项 更多>> 相关领域: 天文地球 环境科学与工程 经济管理 文化科学 更多>>
变网格大气模式对1998年东亚夏季风异常的模拟研究 被引量:2 2013年 本文利用法国国家科研中心(CNRS)动力气象实验室(LMD)发展的可变网格的格点大气环流模式LMDZ4,对1998年东亚夏季降水进行了模拟,考查了变网格模式对东亚夏季降水的模拟性能.结果表明,模式在一定程度上能模拟出东亚夏季降水的极大值中心、夏季风雨带以及降水由东南向西北递减的空间分布特征.模式基本再现了1998年夏季两次雨带的进退特征,包括降水强度、雨带范围等,从而合理再现了1998年夏季江淮地区的"二度梅"现象.与观测相比,模拟的不足在于:在陡峭地形区附近存在虚假降水;江淮和华北地区以及四川盆地存在水汽输送的气旋式辐合偏差,同时高层环流辐散偏强,使得下层暖湿空气辐合上升、降水偏多;在东南地区存在反气旋式的水汽输送偏差,30°N以南地区降水偏少.对于1998年的"二度梅"现象,模拟偏差主要表现为长江中下游地区两次(特别是第二次)较强降水持续时间偏短,强降水范围偏小,而黄淮和华南地区却降水偏多.分析表明,模式对两次梅雨期降水的模拟偏差直接受环流形势模拟偏差的影响.LMDZ4区域模式版本的特点一是区域加密,二是加密区内预报场每10天向再分析资料恢复一次.敏感试验结果表明,LMDZ4加密区向强迫场的10天尺度恢复总体上有利于提高模式对华北降水的模拟能力,而对长江流域和华南降水的模拟具有不利影响.较之均匀网格模拟试验,加密试验由于在东亚的分辨率大大提高,对东亚夏季降水模拟效果更好. 刘景卫 周天军 满文敏气候系统模式中海-气-水通量交换的耦合方法 被引量:12 2000年 设计了一种在气候模式中处理海-气-水通量交换的耦合方法, 即先利用强恢复性盐度条件强迫海洋模式到平衡态, 后加大盐度张弛系数(即弱恢复性条件), 积分模式到平衡态, 接着将海表盐度强迫由弱恢复性条件转换到通量型条件, 积分得到一平衡态海洋, 在此基础上, 把海洋模式与大气模式进行耦合. 利用中国科学院大气物理研究所大气科学与地球流体力学国家重点实验室的海-气陆耦合系统模式(GOALS)对上述耦合方案进行检验, 结果获得了成功. 周天军 张学洪 俞永强关键词:气候系统 副热带东亚季风区一次穿透性对流过程影响下平流层成分变化的个例分析 被引量:1 2020年 穿透性对流是导致北半球夏季平流层低层南亚高压内水汽极值形成的重要机制之一,关于副热带东亚季风区穿透性对流是否对平流层低层水汽等物质分布存在影响目前尚不清楚。本文选取2016年的武汉暴雨事件,采用Cloudsat和Aura Microwave Limb Sounder(MLS)卫星数据,分析了东亚季风区的穿透性对流活动对上对流层/下平流层物质分布的影响。利用CloudSat卫星资料云分类产品和Aura MLS卫星数据联合分析武汉暴雨过程中捕捉到1次穿透性对流事件,该事件发生于2016年7月4日05时(协调世界时)的穿透性对流,中心位于海上梅雨带区域。分析表明,这次对流穿透事件对上对流层/下平流层物质分布有显著影响,穿透性对流活动影响到对流层顶以上的物质分布,具体表现是:首先,穿透性对流显著减少了局地对流层顶附近的臭氧含量,较之气候态对流层顶臭氧含量偏少32.53%;其次,穿透性对流能够增加局地对流层顶附近的水汽混合比含量,它通过更多的云冰粒子蒸发来增强局地平流层水汽含量,同时通过更强的垂直水汽输送来直接加湿平流层。此次穿透性对流事件对水汽变化影响较之对臭氧含量变化的影响更为显著,它使得对流层顶水汽混合比增加近乎一倍(98.15%)。因此,副热带东亚季风区的穿透性对流活动对于对流层向平流层的物质输送起着重要的作用。 孙宁 周天军 郭准 李普曦关键词:东亚季风区 谱逼近方法对区域气候模式性能的改进:不同权重函数的影响 被引量:11 2012年 为减小区域气候模式环流模拟偏差,对RegCM3中的风场采用谱逼近方法,并以2003年江淮梅雨过程为例,检验了谱逼近方法对模拟效果的改进能力。结果表明,采用谱逼近方法后,模拟技巧得到显著提高,能明显改进模式对梅雨过程的模拟能力,校正了模式模拟的梅雨期环流和梅雨锋偏北导致降水偏北的偏差。针对谱逼近方法中权重函数及其强度系数的敏感性数值试验表明,谱逼近方法的改进效果主要决定于强度系数的选择。采用von Storch等2000年提出的权重函数且强度系数取为0.05时改进效果最显著。但谱逼近方法并不能完全解决区域气候模拟面临的问题,该方法能够保证大气环流更接近强迫场,也能较大程度地改进模式对梅雨期降水位置和强度的模拟,但对于与模式物理过程联系更紧密的低层大气温度及高温高湿中心的南北位置等的模拟,则仍有赖于模式物理过程的进一步改进。 曾先锋 周天军关键词:谱逼近 REGCM3模式 梅雨 BCC大气环流模式对亚澳季风年际变率主导模态的模拟 被引量:15 2009年 利用观测海温驱动下的北京气候中心大气环流模式(BCC-AGCM)1979—2000年的模拟数据,从亚澳季风(A-AM)年际变率的角度,对该模式的性能进行了分析。通过季节依赖的EOF分析方法(S-EOF)得到观测第1模态,与ENSO从暖位相向冷位相的转变相联系,并伴随东南印度洋和西北太平洋的降水异常随季节变化。该模态具有准2a和4—6 a周期的谱峰。分析结果显示,BCC模式可以很好地模拟出第1模态的时间变化特征,及其与ENSO位相的同步关系。但是,模式模拟的降水空间型与观测存在偏差,这主要是由于模式对环流场模拟的偏差造成的,具体表现在西北太平洋(WNP)反气旋和南印度洋(SIO)反气旋的季节锁相模拟偏差。前者与模式模拟的环流场整体偏东有关,后者是由于SIO反气旋的发展和衰亡过程受印度洋局地海气相互作用影向,而单独大气模式则无法合理地反映这一过程。另外,模式模拟的第一模态降水空间型在夏季效果较差,原因在于模式模拟的夏季平均降水量存在偏差,尤其是东南印度洋的降水量模拟偏少。进一步分析表明,这可能与对流参数化方案的选择有关。 王璐 周天军 吴统文 吴波关键词:亚澳季风 年际变率 大气环流模式 SMIP2试验对亚洲夏季风的模拟能力及其可预报性的分析 被引量:12 2008年 利用参加第二次季节预测模式比较计划(Phase 2 of the Seasonal Prediction Model Intercomparison Pro-ject,简称SMIP2)的五个大气环流模式的输出结果,比较了这些模式对亚洲夏季降水的模拟能力,并讨论了大气环流模式在季节尺度上对亚洲夏季风的可预报性。结果表明,各模式能够较好地模拟亚洲夏季降水的大尺度分布特征。除了模拟的东亚夏季降水异常经验正交函数分解第一模态(EOF1)的时间系数与观测之间的相关系数较低之外,多数模式可以大致再现东亚、南亚和西太平洋夏季降水异常EOF1及其对应的时间系数。分析表明,热带地区有很好的可预报性,北半球副热带地区的可预报性尽管也较好,但比热带地区要低,南半球热带以外地区的可预报性较差,陆地上的可预报性比海洋上低。在热带和北半球副热带地区,由海温强迫所产生的较大外部方差对此地高可预报性有很大的贡献。与正常年份相比,模式在强El Ni^no年和强La Ni^na年表现出较高的可预报性,在南亚和印度洋地区大多数模式在El Ni^no年比La Ni^na年产生了更好的可预报性,在中西太平洋区域ElNi^no年可预报性的高值中心较La Ni^na年位置偏西。 施洪波 周天军 万慧 王斌 宇如聪关键词:大气环流模式 可预报性 '完美'气候模式对全球季风降水的模拟能力研究:对NCEP/NCAR再分析降水资料的诊断 林壬萍 周天军 薛峰 张丽霞关键词:再分析资料 全球季风 年际变率 中国土壤湿度的分布与变化I.多种资料间的比较 被引量:77 2008年 土壤湿度是影响气候的重要因子之一,但观测资料的欠缺制约着该领域研究工作的开展。本文汇总了目前国际上运用较为广泛的四套土壤湿度资料:ERA40和NCEP/NCAR再分析资料、全球土壤湿度计划资料(GSWP2)、以及NCAR最近完成的利用观测资料强迫""通用陆面模式""CLM所产生的土壤湿度资料。在此基础上,利用中国区域观测的19年(1981~1999年)的土壤湿度和13年(1992~2004年)的土壤相对湿度资料,对四套资料在中国区域的可靠性进行了分析和比较,主要结论如下:四套资料基本揭示出土壤湿度的空间分布,GSWP2揭示了四套资料最多的共性,即东北、华南湿,华北、西北干,土壤湿度基本由西北向东北和东南呈梯度增加的特征;GSWP2较好地描述了土壤湿度的季节循环;ERA40土壤湿度的年际变化与观测相关最好;观测资料和四套资料都表明前期降水会增加土壤湿度,但土壤湿度异常对后期降水的影响则不显著;气温与土壤湿度的关系较复杂,不同的区域有不同的特征。 张文君 周天军 宇如聪关键词:土壤湿度 年际变化 未来地球科学计划及其在中国的组织实施 被引量:1 2016年 “未来地球(Future Earth,简称FE)”科学计划,是由国际科学理事会(ICSU)、国际社会科学理事会(ISSC)、联合国教科文组织(UNESCO)、联合国环境署(UNEP)、联合国大学(UNU)、贝尔蒙特论坛(Belmont Forum)和国际全球变化研究资助机构(IGFA)等组成的“全球可持续发展科学和技术联盟”联合发起的、为期10年(2014—2023年)的科学计划,旨在为全球可持续发展提供必要的理论知识、研究手段和方法,应对全球环境变化所带来的挑战. 周天军关键词:地球科学 全球可持续发展 联合国环境署 技术联盟 全球变化 大洋温盐环流与气候变率的关系 被引量:27 2000年 利用中国科学院大气物理研究所(IAP)大气科学与地球流体力学国家重点实验室(LASG)的海气陆耦合气候系统模式(GOALS),讨论了在当今气候态下,大西洋温盐环流的变率特征及其与气候变率之间的联系,发现温盐环流强度的变化与北大西洋涛动(NAO)成显著的负相关.在此基础上,根据器测资料揭示的20世纪NAO和表层海温的实际变化特点,对温盐环流变率进行了评估,指出1867年以来大西洋温盐环流活动大致经历了强、弱、强、弱 4个阶段,转折点分别在1904年、1934年和1972年前后. 周天军 张学洪 王绍武关键词:温盐环流 北大西洋涛动 气候变率