简介:采用MM5非静力原始方程中尺度模式模拟了1995年7月26日发生在高原上的中尺度对流系统(MCS).(1)模式基本上模拟出26日高原上MCS发生发展的大尺度背景场,它们是强大的对流层高层青藏高原反气旋高压和强的低层热力强迫.模式还得到了与MCS相联的α中尺度涡旋,它能在500hPa实测风场中得到反映,而且,模式模拟的400hPa雨水混合比场在一定程度上模拟了MCS在Tbb图上反映的β中尺度次级结构特征.另一方面,模拟存在的差异也是明显的,例如:时间上有3小时滞后;模拟的MCSα中尺度涡旋位置偏西3-5个经度.(2)模拟的α中尺度气旋性涡旋的结构和演变是高原上探空资料难于描述的.模拟的结果表明,它只限于高原上在450hPa以下的对流层中低层,范围向上减小,在500hPa直径约4个经纬度.这个中低层涡旋对应上升运动区,但它的上方是反气旋涡度,对应下沉运动.该涡旋是在高原上从无到有发展出来的,出现在MCS成熟阶段和之后,持续3-6个小时.在它的形成和消亡时都是位势高度场的变化先于风场的变化,这表明该涡旋与高原上的热力作用密切相联.(3)一系列模式敏感性试验考察了不同的物理过程和高原地表热力强迫对高原上MCS的影响.结果表明,文中的高原上MCS在高层青藏高原反气旋高压的大尺度背景下主要受中低层热力强迫的支配.这些模拟结果暗示出一定的高层大尺度背景下适当的低层热力效应就有可能在高原上形成MCS的可能性.
简介:利用英国Hadley中心QUMP模式(QuantifyingUncertaintiesinModelProjections)集合的5组敏感性试验产生的全球气候背景场驱动区域气候模拟系统PRECIS(ProvidingRegionalClimatesforImpactsStudies)产生的降尺度数据,分析PRECIS对中国地面气温变化的模拟能力,同时对SRESA1B温室气体排放情景下21世纪中期(2021-2050年)中国区域的温度做出预估。模拟能力分析结果显示:PRECIS在5组背景场驱动下都可以较好地模拟出气候基准时段(1961-1900年)中国区域气温的年变化和时空分布特征,但存在暖偏差,高敏感度模拟实验的暖偏差幅度要大于中低敏感度。预估结果显示:5组敏感性试验降尺度模拟的温度均呈增加趋势,其中最低温度的变暖幅度高于平均温度和最高温度。高敏感度试验Q10模拟的升温幅度介于低敏感度模拟和中敏感度模拟之间,其他敏感性试验表现出高敏感度模拟的升温幅度高于中敏感度模拟,而中敏感度模拟高于低敏感度模拟。从模拟的升温空间分布上看,西北地区升温幅度最显著,可达2.08-2.61°C,华南地区升温幅度相对较小,为1.33-1.84°C,但不同敏感度模拟的升温幅度具有一定的区域差异。
简介:应用非静力中尺度数值预报模式MM5,对2003年7月4~5日的江淮梅雨锋暴雨过程进行了24h模拟,结果较好地再现了中β尺度暴雨系统的发展过程.进而利用时空分辨率较高的模式输出资料,对与这次暴雨过程相伴随的中β尺度系统的结构、生消变化状况及其可能的形成机制进行了研究.研究结果表明,梅雨带上强烈发展并东移的多个中β尺度对流系统,是造成这次江淮暴雨最直接的影响系统.在对流系统发展初期,锋生强迫下的次级环流加强了锋生区附近大气低层的风向风速辐合,它与对流活动有正反馈作用.对称不稳定可能是中β尺度系统发生发展的一种重要机制,在中β尺度系统发生的弱对流不稳定区,湿位涡的斜压项mpv2起了主导作用.
简介:为了提高BCC_CSM气候系统模式运行效率,保障业务科研工作的顺利开展,进行BCC_CSM气候系统模式在IBM高性能计算系统的移植工作;通过性能优化使BCC_CSM模式运行效率显著提高,通过气候要素形势场分布和相对误差量化指标对BCC_CSM气候系统模式模拟性能进行验证。结果表明:移植优化后,BCC_CSM气候系统模式计算效率提高为原来的1.4倍;基于CMIP5piControl试验,完成531—540年10a的气候模拟,全球年平均地表气温形势场分布合理,相对误差小于0.5%,BCC_CSM气候系统模式计算和模拟性能均能满足应用需求。
简介:使用维多利亚大学的地球系统模式进行模拟,选取1800-2500年间较高的CO2浓度情景(RCP8.5),分析由于CO2增加引起的气候变化对海洋碳循环的影响.当气候敏感度为3.0K时,相对于无气候变化,到2100年,由于大气CO2增加造成的气候变化导致海表面温度升高2.7K,北大西洋深水流量减少4.5Sv,海洋对人为碳的年吸收减少0.8PgC;比较人为溶解无机碳在海洋中的垂直累积分布,发现气候变化对海洋吸收大气CO2的影响在北大西洋区域最明显.1800-2500年,相对于不考虑气候变化的情景,模式模拟的气候变化导致整个海洋对人为碳的累积吸收总量减少23.1%,其中北大西洋减少32.0%.此外,比较不同气候敏感度(0~4.5K,间隔为0.5K)的模拟结果发现,气候敏感度越高,气候变化对海洋吸收CO2能力的抑制作用越明显.
简介:利用中尺度气象模式模拟了特殊地形下的气象变化特征,通过CALPUFF模拟了大气环境风险事件的精细化扩散特征。结果表明:西宁市地面风特征与河谷地形走向基本一致,典型风场表现为湟水河谷盛行西北和东南风,北川河谷则多为偏北风。青藏高原昼间强烈的山坡辐射增热和夜间冷却效应致使低空出现逆温层频率高,全年逆温的频率约为36%,最高逆温强度达每百米增温2.0℃以上,不利于污染物在垂直方向的扩散,河谷剖面模拟温度场的结果显示相同高度山坡附近比河谷中心的温度大约高1.5℃。CALPUFF在西宁市大气环境风险模拟结果中能清楚描绘出污染物沿河谷输送与扩散的初始状况和细致分布,同时出现山体对烟团的阻碍效应、烟团因流场在山脊处形变以及山谷风环流影响等非定常扩散现象,扩散轨迹符合复杂地形和气象条件影响的特征和规律,模拟结果对准确预估大气环境风险事件在复杂地形和气象条件下城市中的扩散特征、影响范围和程度具有重要意义。
简介:氚(3H)作为一种重要的被动示踪物,经常被用于研究海洋中的物理过程及评估海洋环流模式的模拟性能。使用一个全球海洋环流模式(LICOM)来研究氚在海洋中的分布、存储和输送。模拟的全球氚通量表明,1975年之前氚主要由海气交换输入海洋,特别是在1963年,氚的气体交换输入约为降水输入的2.5倍,1975年之后两种方式的氚输入通量都大幅减少。比对GEOSECS(GeochemicalOceanSectionsStudy,1972~1978年)和WOCE(WorldOceanCirculationExperiment,1989~1995年)大洋观测计划期间的观测资料发现,我们的模式很好地模拟出了氚的海表分布、水柱总量、经向分布以及次表层的高值信号,主要缺点在于模拟的氚向深层的穿透不足,特别是在全球的两个副热带地区,表现尤为明显,氚输入函数的不确定性和模式物理场描述的不足可能是造成误差的主要原因。模式给出的海洋中氘储存总量的结果与基于观测得到的结果比较吻合,如北太平洋海区:19731974年模拟结果约为20.4妇,相同期间观测估计值为21.1±4.7kg,1989~1995年模拟结果为20.7蝇,相同期间观测估计值为23.4±2.0kg。氚在等密度面上高低纬的侧向通风明显,模式成功模拟出氚从中高纬的海表进入,沿等密度面向低纬的次表层输送,又经大洋环流和扩散分别向南半球和高纬输送的过程。
简介:利用NCEP/NCAR再分析资料和MM5模拟分析了2010年冬季辽宁中部城市严重灰霾天气时天气系统特征,应用CALPUFF模拟灰霾天气和2010年冬季沈阳、辽阳及本溪日平均PM10浓度分布。结果表明:500hPa位势高度场,辽宁处于弱暖脊的位置;850hPa位势高度场辽宁受辐散及下沉气流的影响,地面风场的风向不一致,多受辐散气流影响。在垂直剖面风场,地面上方有明显的位涡高值上升区,高度较低。地面至高空的温度廓线表明,低空有明显的逆温,逆温层顶的高度较低。2010年12月19—21日沈阳、辽阳和本溪PM10浓度分布向偏东、西北及东南方向发散,主要受地面风向影响。整个冬季平均PM10浓度分布向偏南方向发散。
简介:利用2006~2014年鲁西南地区菏泽、曹县和济宁3个国家级农业气象观测站气象及物候观测资料,采用国际上流行的ForcTT积温模型模拟了当地常见、广泛分布的9种木本植物和4种草本植物展叶始期和开花始期的最佳积温开始日期和基础温度。结果表明:(1)模拟的木本植物展叶始期的最佳积温累积开始日期主要为1月1日,最佳基础温度主要为1℃。开花始期模拟的最佳积温累积开始日期不同木本物种差异较大,开花期较早(3月)的毛白杨、旱柳和榆树的最佳积温累积开始日期为2月1日,最佳基础温度为3℃,开花期集中在4~6月的物种的最佳积温累积开始日期为3月1日,基础温度在3~5℃之间,开花期最晚(7月)的槐树的最佳积温累积开始日期为4月1日,基础温度为4℃;(2)就草本植物而言,展叶期较早(2~3月)的车前、苍耳和芦苇模拟的最佳积温累积开始日期为1月1日,最佳基础温度为1~2℃,展叶较晚(4月)的莲模拟的最佳积温累积开始日期为2月1日,最佳基础温度为3℃。开花期较早(4~6月)的车前和苍耳其开花始期模拟的最佳积温累积开始日期为2月1日,最佳基础温度为3℃,开花较晚(7~9月)的莲和芦苇模拟的最佳积温累积开始日期为4月1日,最佳基础温度分别为-1℃和2℃;(3)展叶始期和开花始期模拟的平均误差在2d左右。由此可知,无论是木本植物还是草本植物,ForcTT积温模型对展叶和开花始期的模拟效果均较好,预测值和观测值间的相关系数普遍在0.90以上,达高度相关。