大气环流模式(SAMIL)海气耦合前后性能的比较

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大气环流模式SAMIL模拟的夏季全球加热场和东亚夏季风

大气环流模式SAMIL模拟的夏季全球加热场和东亚夏季风王军;包庆;刘屹岷;吴国雄;何编;王晓聪【摘要】各国科学家一直致力于从理论和数值模拟上对季风系统进行全面地研究.本文根据“热力适应”理论,从分析中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室的最新版本大气环流谱模式(SAMIL2.4.7)对全球非绝热加热场的模拟性能出发,分析并解释了SAMIL对东亚夏季风(EASM)子系统的模拟情况.通过与再分析资料Reanalysis-2(NCEP/DOE AMIP-Ⅱ Reanalysis)对比分析发现,SAMIL能很好地模拟出夏半球副热带地区加热场的四叶型分布(LOSECOD),但模拟的各加热场在强度上存在一定的偏差,主要表现在感热加热在大陆上普遍偏高,而潜热加热在印度半岛两侧、西太平洋地区(尤其在南北纬10°)偏高,赤道带、中南半岛、中国南海等地区偏弱.而对EASM子系统的分析发现,SAMIL 能很好地模拟南亚高压；较好地模拟西太平洋副热带高压的主体,但西太平洋(30°N 附近)潜热偏强使得模拟的副高强度偏强、西伸脊点过于偏西;模式也能较好地抓住夏季西风急流的两个中心,但中纬度潜热、感热的模拟偏弱造成急流两中心风速均小于Reanalysis-2资料10 m/s左右.进一步的讨论可知,造成感热和潜热偏差的主要原因是模式中云参数化方案和积云对流参数化方案的不足,改进模式中相关的物理参数化方案将是SAMIL后续发展的首要工作.%The monsoon has great impacts on the regional and global climate to which many scientists dedicate them-selves for better understanding it theoretically and numerically. Based on Thermal Adaptation Theory, the authors evaluate the performances on the global diabatic heating of the newest spectral atmospheric general circulation model (SAMIL, hereafter), developed at the State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciencesand Geophysical Fluid Dynamics, Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences (LASG/IAP), and further make some analyses and explanations on the simulations of the components of the East Asian Summer Monsoon (EASM). The results show that SAMIL has good performances on the quadruplet heating pattern (LOSEC-OD) in the boreal subtropics compared to the NCEP/DOE AMIP-Ⅱ Reanalysis (Reanalysis-2), except for biases in strength. The sensible heating simulated by SAMIL is universally stronger over the continent, and the condensation heating is stronger on the two sides of the Indian peninsula and over the western Pacific (especially at 10°N and 10°S), whereas it is weaker near the equator and over the regions of the Indo-China Peninsula and the South China Sea. The authors further point out that the South Asia high can be well simulated and main features of the subtropical high over the western Pacific can be generally captured. But the subtropical high has stronger strength and more westward location, which are mainly caused by the stronger latent heating over the western Pacific (near 30°N). It also can exhibit the two centers of the westerly jet which is some 10 m/s smaller than that from Reanalysis-2 resulting from the weaker latent heat, sensible heat, and shortwave radiation. It further points out that the cloud parameterization and cumulus convective parameterization cause the biases in the sensible heating and latent heating. From this point, modifying and updating the physical parameterizations in SAMIL will be the priority in the near future.【期刊名称】《大气科学》【年(卷),期】2012(036)001【总页数】14页(P63-76)【关键词】大气环流模式;东亚夏季风;非绝热加热【作者】王军;包庆;刘屹岷;吴国雄;何编;王晓聪【作者单位】中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室,北京100029;中国科学院研究生院,北京100049;中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室,北京100029;中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室,北京100029;中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室,北京100029;南京信息工程大学,南京210044;中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室,北京100029【正文语种】中文【中图分类】P435东亚夏季风对我国人民的生命和财产具有重要的影响，其年际及年代际变化直接决定我国的农业生产和生态环境，因此对东亚夏季风的研究具有深远意义，发展一个能够较好地刻画东亚夏季风的气候模式是我们模式领域孜孜追求的目标。

全球海气耦合模式

全球海气耦合模式
海气耦合是指海洋和大气组成的复杂耦合系统，海洋向大气输送热量和水汽，而大气则主要通过向下的动量输送影响海洋。

其中，厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）是一个广为人知的海气耦合系统，是海气耦合动力学的起源。

20世纪60年代，美国国家海洋和大气管理局地球物理流体动力学实验室（GFDL）开发了全球海气耦合模式，这是世界上第一个真正的气候模式。

该模式具有相对较高的垂直分辨率，高达惊人的9层。

海气耦合模式对于理解和预测全球气候变化具有重要意义。

随着科技的不断发展，海气耦合模式也在不断改进和完善，以更好地模拟和预测气候变化。

热带海洋-大气耦合的主要模态

热带海洋和大气之间存在着密切的相互作用和耦合关系。

主要的热带海洋-大气耦合模态包括以下几种：
ENSO（厄尔尼诺-南方涛动）：是热带太平洋中的一种大规模海洋-大气相互作用现象，通过海洋温度变化引起大气环流变化，从而对全球气候产生重要影响。

IOD（印度洋偶极子）：是印度洋西部和东部海洋表面温度的反向变化现象。

IOD与ENSO 相互作用，也对亚洲和非洲的气候产生重要影响。

PDO（太平洋年代际振荡）：是太平洋中一种表面海温和海洋大气环流的年代际变化现象，其变化与北美和亚洲的气候存在密切关系。

NAO（北大西洋涛动）：是北大西洋中一种表面气压和风场的年际变化现象，其变化对欧洲和北美的气候产生影响。

MJO（季节内振荡）：是热带大气中一种表面风场、降水和云量的季节内变化现象，对全球气候的长期预测具有重要意义。

以上模态都是热带海洋和大气之间重要的耦合现象，对全球气候产生着重要的影响。

大气环流模式在海洋气候中的应用

大气环流模式在海洋气候中的应用大气环流模式在海洋气候中扮演着重要的角色。

通过研究大气环流模式，我们可以深入了解海洋气候系统，并预测未来的气候变化。

本文将探讨大气环流模式的定义、分类以及在海洋气候中的应用。

一、大气环流模式的定义大气环流模式是描述地球大气运动的一种数学模型。

它基于物理原理、观测数据和数值计算方法，通过模拟和预测大气的运动和变化。

大气环流模式可以帮助我们了解大气系统中的各种气象现象，如气压变化、风场分布和降水情况等。

它是研究气候变化和预测天气的关键工具。

二、大气环流模式的分类大气环流模式可以分为全球模式和区域模式两种。

1. 全球模式全球模式是以整个地球为研究对象的大气环流模式。

它将地球表面划分为网格，通过计算每个网格点上的气象变量来模拟全球大气运动。

全球模式可以提供全球范围内的天气预报和气候变化趋势。

它对于研究全球气候系统和预测气候变化非常重要。

2. 区域模式区域模式是以特定地区为研究对象的大气环流模式。

它将地球表面的某个区域划分为网格，并利用更高分辨率的数据来进行模拟。

区域模式可以提供对于特定地区的天气预报和气候变化预测。

它在决策制定和灾害防范中具有重要作用。

三、大气环流模式在海洋气候研究中发挥着重要作用。

它可以帮助我们了解海洋和大气之间的相互作用，预测海洋气候变化，并提供科学依据供政府和相关部门制定应对措施。

1. 海洋和大气相互作用的研究大气环流模式可以模拟海洋气候系统中的大气运动和海洋循环。

通过模拟海洋表面的风场和海洋中的热量交换，我们可以深入了解海洋和大气之间的相互作用过程。

这对于研究海洋循环和海洋生态系统具有重要意义。

2. 海洋气候变化的预测大气环流模式可以预测海洋气候的变化趋势。

通过模拟不同气候情境下的大气运动和海洋循环，我们可以预测未来的海洋温度、海洋表面高度以及降水情况等。

这对于预测海洋环境变化、气候变化对海洋生态系统的影响具有重要意义。

3. 应对气候变化的科学依据大气环流模式为政府和相关部门制定应对气候变化的措施提供科学依据。

一个较高分辨率的基于通量订正的海-气耦合环流模式的设计和性能评估

早在８０年代后期，Ｓａｕｓｅｎｔｌ就提出了所谓的“ 通量订
（４）大气模式计算出当天的海表风应力和热通量根据公式（１）修正后作为海洋模式的外强迫条
件，而影响海水盐度的淡水通量仍采用气候平
均值。
流模式为这种研究提供了平台，被各个研究所和业务中心所关注。世界气候研究计划（ｗｃＲＰ）气候变
２耦合模式简介
海一气耦合模式包括大气环流模式和大洋环流模式两部分。其中，大气环流模式为具有较高分辨率的ＩＡＰＡＧＣＭ一３并行版大气环流格点模式。模式框架在水平方向为球面经纬网格坐标，垂直方向取。坐标，模式分辨率在水平方向为ｌＯ × １。，垂直方向按。坐标不等距分为２１层，大气物理过程主要包括：云和辐射过程，大尺度凝结降水，对流参数化（含深对流和浅对流），动量、热量和水汽的水平和垂直扩散，地形重力波拖曳以及边界层等物理过程。大洋环流模式为目前分辨率较高的Ｌｉｃｏｍ模
模式的需求越来越强烈。高分辨率的环流模式特别是海一气耦合模式，可以更细致地描述海．气相互作用，对提高模式的性能具有重要意义。
直方向取卵坐标，模式分辨率在水平方向为０．５ｏ × ０．５。，垂直方向按坐标不等距分为３０层。海洋环流模式在提高分辨率的同时对模式地形、水平粘性
Ｆ＝Ｆ“ 一Ｆ
６Ｆ＝Ｆ一
（１）
Ｆ＝Ｆ（，咖），Ｆ＝Ｆ（。，咖 “ ），

对流层准两年振荡的暖海区海-气耦合机制研究

对流层准两年振荡的暖海区海-气耦合机制研
究
对流层准两年振荡（QBO）是指出现在赤道附近的对流层平流层
中的风场振荡周期为大约两年，是大气环流的重要特征之一。

在暖海区，海洋与大气之间存在密切的耦合关系，也会对QBO产生影响，本
文探讨对流层准两年振荡的暖海区海-气耦合机制。

对流层准两年振荡的机制主要涉及平流层中的Rossby波，这些
波在赤道附近的辐合区产生，然后向外传播，最终在高纬度产生波场。

在这个过程中，Rossby波会与平流层中的大气环流相互作用，从而形
成QBO。

暖海区的海洋与大气之间存在密切的相互作用关系，海水的温度
和盐度会影响气候的变化。

在QBO产生的过程中，海洋表面温度的变
化会影响大气环流的振荡特征。

当海水温度较高时，会使大气中的辐
合区向海洋上空移动，从而形成QBO的上行阶段。

而当海水温度较低时，则会使得大气中的辐散区向海洋下方移动，形成QBO的下行阶段。

此外，暖海区的海洋环流也会影响QBO的形成和振荡特征。

当暖
流向赤道流动时，会使得海水温度上升，同时海水表面的水汽也会增加，从而增强了QBO的上升阶段。

而当暖流远离赤道流动时，则会使
得海水温度下降，从而增强了QBO的下降阶段。

因此，对流层准两年振荡的暖海区海-气耦合机制主要涉及海洋
表面温度和环流、大气辐合区和辐散区的移动等因素。

这些因素共同
作用，会导致QBO的产生和振荡特征的变化。

海气耦合模式

海气耦合模式
海气耦合模式是指海洋和大气之间相互作用的一种模式。

海洋和大气之间存在着密切的联系，它们之间的相互作用会对气候系统产生重要的影响。

海洋和大气之间相互影响的方式包括：
1. 气候辐射平衡：海洋表面的水蒸气会吸收太阳辐射，这些热量会被输送到大气层中，
对气候产生影响。

2. 大气对海洋的热输送：大气层中的热量会被传递到海洋表面，使海洋表面的温度升高。

3. 海洋对大气的水蒸气输送：海洋表面的水蒸气会被大气所吸收，对大气的温度和湿度
产生影响。

4. 海洋对大气的风的输送：海洋表面的风会影响大气的风速和方向。

5. 海气耦合过程中产生的化学反应：海气界面上的化学反应会影响大气层的化学组成。

海气耦合模式的研究对于理解气候系统的运行至关重要，并且可以为气候预测提供重要的信息。

一、海气相互作用与环流

一、海气相互作用与环流海洋与大气之间通过一定的物理过程发生相互作用，组成一个复杂的耦合系统。

海洋对大气的主要作用在于给大气热量及水汽，为大气运动提供能源。

大气主要通过向下的动量输送（风应力），产生风生洋流和海水的上下翻涌运动，两者在环流的形成、分布和变化上共同影响着全球的气候。

海洋占地球表面积的70.8％，海洋的比热（4186.8J/kgK）约为空气比热（718J/kgK）的6倍，全球10m深的海洋水的总质量就相当于整个大气圈的质量。

如前所述，到达地表的太阳辐射能约有80％为海洋所吸收，且将其中85％左右的热能储存在大洋表层（约自表面至100m深处），这部分能量再以长波辐射、蒸发潜热和湍流显热等方式输送给大气。

图6·11给出年平均逐日从海洋输入大气的总热量。

海洋还通过蒸发作用，向大气提供大约86％的水汽来源。

在图6·11的总热量中，平均而言，潜热约占显热的8倍强。

这种热量的输送，不仅影响大气的温度分布，更重要的是它是驱使大气运动的能源，在大气环流的形成和变化中有极为重要的作用。

由此可见，海洋是大气环流运转的能量和水汽供应的最主要源地和储存库。

此外，在CO2循环中，海洋是CO2的巨大贮存库，它也通过调节大气中的CO2含量来影响气温和环流。

海洋是从大气圈的下层向大气输送热量和水汽，而大气运动所产生的风应力则向海洋上层输送动量，使海水发生流动，形成“风生洋流”，亦称“风海流”。

由图6·12可见，世界洋流分布与地面风向分布密切相关。

在热带、副热带海洋，北半球洋流基本上是围绕副热带高压作顺时针向流动，在南半球则作反时针向流动。

由图6·12可见，因信风的推动，在赤道具有由东向西的洋流，在北半球称北赤道洋流，在南半球称南赤道洋流。

为维持海水的连续，于是在南北赤道洋流间自然就发展一种补偿洋流，方向与赤道洋流相反，由西向东流，称赤道逆流。

在副热带高压西侧，具有流向中高纬度方向的洋流。

大气环流模式性能特点分析

Abstract：Earth system model, which simulates behavior and variation of the climate system, plays a critical role in climate study.Atmospheric General Circulation Mode（l AGCM）, which simulates the general circulation of the atmosphere through numerical integration, is a key component of an earth system model.Along with the fast development of geoscience, the resolution of AGCM is getting higher and higher.Although the rapid development of high-performance computers enables AGCM to achieve higher resolution, it has not been well studied how AGCM performs on modern high-performance computers.Grid-point Atmospheric Model of IAP（Institute of Atmospheric Physics）LASG（the State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics）（GAMIL）is selected as the representation of AGCM to analyze performance characteristics and build a performance model for AGCM.The performance model provides a referee for predicting the performance characteristics and improving the performance of AGCM in future. Key words：Atmospheric General Circulation Mode（l AGCM）; Grid-point Atmospheric Model of IAP LASG（GAMIL）; performance characteristics analysis; high-performance computing

一个灵活的海洋——大气耦合环流模式

一个灵活的海洋——大气耦合环流模式
大气耦合环流模式（Atmosphere-Ocean Coupled Circulation Model，简称AOCCM），是一种将大气和海洋的动力学解耦的数值计算模型，其耦合模型由两类模型组成：大气模型和海洋模型。

大气模型用来描述大气中的动力学过程，例如气温、湿度和风场的变化；而海洋模型则用于描述即海洋湍流、漩涡、混合等不可忽视的物理现象和海洋环流过程。

大气耦合环流模式可以用于研究大气和海洋之间复杂而关键的相互作用之间的相互作用，如气候系统、风力系统和海洋洋流等复杂的海洋系统的运行方式、大范围内的海洋环流、神经信号的传递等。

这提供了进行长期气候变化研究和海洋环流动力学研究的强大工具。

同时，这种模式有助于更准确地预测海洋高度变化、对海洋风、对海气通量的影响等，以及预报气候变化的影响。

AOCCM可用于分析影响海气耦合环流模式中大气、海洋动力学及海洋环流运行方式、大范围内海洋环流运行方式以及全球气候变化的影响变化的气候结构变化。

此外，该模型还可以为全球气候变化的预测提供有用的信息，而全球气候变化的预测也是气候变化研究中的重要内容。

总之，大气耦合环流模式是一种强大、灵活的数值计算模型，可以用于分析影响大气和海洋动力学及海洋环流运行方式的变化。

由于其模型架构灵活，它还可以帮助理解和预测全球气候变化。

大气环流模式和耦合模式的区别

大气环流模式和耦合模式的区别大气环流模式和耦合模式，听起来有点复杂对吧？其实说白了，这两个概念就像是天气预报的两个不同版本，一个是专注于气象的细节，另一个则是把海洋的情绪也考虑进来了。

就像你跟朋友聊天气，有的人只在乎今天是晴天还是雨天，有的人则会关心天气变化对海边度假的影响。

大气环流模式就像是那种简单明了的天气预报，专注于空气的运动，告诉你云层的走向、风的方向，像是在告诉你“嘿，今天可能会下雨，记得带伞哦！”这类模式通过一些方程式，把风、气压、温度这些给搞明白，努力把地球上的空气流动画个清楚的图。

再说耦合模式，这玩意儿就像是个全能的天气小助手，不光考虑空气，还把海洋的水温、洋流这些因素也给纳入了考虑。

就好比你去海边，不仅看天，还得留意水温和潮汐，才能玩得尽兴。

耦合模式就是这样，它把大气和海洋紧密联系在一起，形成一个大系统。

换句话说，它更能捕捉到气候变化的细微之处，像是预测厄尔尼诺现象那样，直接影响全球气候。

这时候，气候模型就不仅仅是“今天气温多少”那么简单了，而是“未来几个月会不会出现干旱或者洪水”这种长远的变化。

说到这里，有些朋友可能会问，为什么不干脆用耦合模式呢？这就像你去吃火锅，有的人喜欢简单点，点个牛肉就行，有的人则要把海鲜、蔬菜都加上。

大气环流模式虽然简单，却能迅速给出答案，适合一些短期的天气预报。

而耦合模式虽然信息量大，但也需要更多的计算和时间，有时候也未必能立刻给你想要的结果。

这就像你想快速下单外卖，简简单单点几个菜，一顿就能吃上；可是如果你想吃得更丰盛，可能得等一会儿。

我们还得提到一个小细节，这两个模式在应用上也是有所区别的。

大气环流模式一般用在短期天气预报和气象研究中，它的精度在于局部的天气变化。

而耦合模式则多用于气候研究，特别是在分析长期趋势和气候变化的影响上，像是你看看未来几十年的气候图景。

这两个模式的结合，可以说是如虎添翼，让我们对未来的天气和气候有更全面的了解。

搞这些模型的科学家们也是费了不少脑筋。

大气科学中的大气环流与海洋环流相互作用

大气科学中的大气环流与海洋环流相互作用现代科学研究中，大气科学与海洋科学被广泛研究，并且发现两者之间存在着密切的相互作用。

大气环流与海洋环流的相互作用不仅对天气、气候和水文循环有着重要影响，也对人类社会和经济发展产生着重大的影响。

本文将探讨大气科学中的大气环流与海洋环流相互作用的重要性以及这种相互作用的具体机制。

一、大气环流与海洋环流的相互依赖大气环流和海洋环流之间存在着密切的相互依赖关系。

大气环流通过传输能量和质量来调节海洋表面的温度和盐度分布，进而影响海洋环流的形成和演变。

同时，海洋环流通过海洋混合过程、热量和盐分的输送，对大气环流产生影响。

首先，大气环流对海洋环流的影响主要体现在两个方面。

第一，大气环流通过风场对海面产生摩擦力，使得海洋表面产生流动。

风场的强弱和方向决定了海洋水体的流速和流向。

第二，大气环流通过降水和蒸发过程，影响海洋的表层热盐平衡。

大气中的水汽在降水的过程中会带走部分海洋表面的热量和盐分，从而改变海洋的温盐分布。

其次，海洋环流对大气环流的影响也同样重要。

海洋环流通过海水的混合过程和热量盐分的输送，参与了大气循环系统的运行。

例如，赤道地区的热带海洋环流在接收了大气环流带来的热量后，通过赤道反流向极地，对大气循环起到了重要的驱动作用。

此外，海洋环流中的暖流和冷流也对大气环流产生显著影响，例如北大西洋暖流的北上运动导致了西欧地区的气候温和。

二、大气环流与海洋环流的具体相互作用机制大气环流与海洋环流之间的相互作用机制是复杂而多样的，主要包括热力耦合、动力耦合和质量交换等过程。

首先，热力耦合是大气环流与海洋环流相互作用的重要机制之一。

热力耦合通过热量的输送和交换来影响海气界面的温度分布和海洋环流的形成。

大气环流在通过风场对海洋表面施加摩擦力时，不仅传输动能，也传输了热能。

这些热能的输送改变了海洋的温度分布，进而影响了大规模的气候系统。

其次，动力耦合是大气环流与海洋环流相互作用的另一个重要机制。

大气和海洋生态系统的连通性和耦合

大气和海洋生态系统的连通性和耦合人类社会的快速发展和工业化造成了全球气候的变化，对于地球上的大气和海洋生态系统也产生了很大的影响。

大气和海洋间的相互作用，不仅可以说是紧密相连的，而且密不可分。

本文将从大气对海洋的影响和海洋对大气的影响两个方面来探讨大气和海洋生态系统的连通性和耦合，以期加深对于环境问题的理解和认识。

一、大气对海洋的影响大量的二氧化碳的排放和全球气候变化致使全球温度不断升高，并且引起极端气候现象的出现。

长时间的海水温度变化导致了珊瑚和其他海洋生物的大量死亡，对于海洋生态系统造成了形式和严重的影响。

除此之外，温室气体排放还会导致海洋酸化，大量的碳排挤掉海水中的钙，妨碍了许多有钙质的生物，如贝壳、珊瑚、海星、海胆等的生长和繁殖，生态系统的平衡被打破。

同时，气候变化还会影响海洋循环和海水的溶解氧含量。

气候变暖导致的海平面上升，会增加海水的压强，并影响海洋的盐度和压缩性，进而影响传统的水文氧化还原层和水生生态系统。

由于气温升高和海洋强风带等气象现象的影响，海洋底层水体的温度和氧气含量都发生了改变，造成了海洋底层生态系统的崩溃，对生物多样性和人类福祉产生了威胁。

二、海洋对大气的影响海洋作为地球表面面积最大的一块，同时还是全球最大的二氧化碳储存区之一，对于全球的大气有着非常大的影响。

海洋大气中的水蒸气、盐度和气候模式，如大气环流圈和南北极的耐热物种的迁移等等，都是海洋和大气的相互作用所决定的。

海洋不仅是大气中的水蒸气和盐度来源，而且还对于全球的气候产生了影响。

海洋中的表层流和深海流构成了全球水循环的一部分，通过大气环流圈的形成促进了热量的传递，阻止了温度的极端波动和自然灾害的发生。

海洋中的浮游生物和海草等海洋生物还能够产生氧气并吸收二氧化碳，对于大气中的气体的浓度和成分有着重要的影响。

另外，不同季节，海水和大气都会发生明显变化，进而影响彼此之间的环境。

例如秋季风带和海洋表面气压的变化，会引发各种气象灾害。

南海中尺度大气-海流-海浪耦合模式的建立及应用

南海中尺度大气-海流-海浪耦合模式的建立
及应用
南海是我国重要的战略地区和经济区域，海洋环境模拟模型的建
立和应用对于保障国家安全、维护海洋环境和利用海洋资源具有重要
意义。

本文基于南海的大气-海流-海浪系统，建立了中尺度大气-海流
-海浪耦合模型，并进行了应用研究。

首先，我们采用WRF（Weather Research and Forecasting Model）模型对南海的大气环流进行模拟，并将模拟出来的大气场数据
输入到ROMS（Regional Ocean Modeling System）模型中，得到南海
的海洋环流场数据。

在此基础上，我们进一步集成SWAN（Simulating Waves Nearshore）模型，模拟出南海的海浪场数据。

将这三个模型耦
合起来，得到了南海中尺度大气-海流-海浪耦合模型。

为了验证该模型的可靠性和有效性，我们选取了珠江口和三亚湾
两个典型的海洋站点，分别进行了模拟和实测数据的对比分析。

结果
表明，该模型可以较准确地模拟南海的大气环流、海洋环流和海浪场
变化，并且模拟结果与实测数据吻合度较高。

此外，我们也进行了该模型的应用研究。

以海洋环境监测和预警
为例，应用该模型可以实现对南海海洋环境的实时监测和预报。

此外，该模型还可以应用于海洋资源开发、航行安全、环境评估等领域。

综上所述，我们建立并应用了南海中尺度大气-海流-海浪耦合模型，该模型可以较准确地模拟南海的大气环流、海洋环流和海浪场变化，并且具有广泛的应用前景。

基于大气环流模式SAMIL的海-气界面湍流通量算法研究的开题报告

基于大气环流模式SAMIL的海-气界面湍流通量算法研究的开题报告一、研究背景与意义随着全球气候变化的日益严重，海洋与大气之间的相互作用越来越受到人们的重视。

海-气界面上的湍流通量是海洋与大气间热、水、质量交换的重要通道，对于研究气候变化、生态环境变化具有重要的意义。

因此，对于该领域的研究具有非常重要的理论和应用价值。

二、研究内容和目标本研究将基于大气环流模式SAMIL，研究海-气界面湍流通量算法，并利用模式模拟实验计算海-气界面湍流通量的变化规律，并对其影响因素进行分析。

最终实现通过模式模拟研究海-气界面湍流通量的科学目标。

三、研究方法和流程1. 研究方法本研究将采用大气环流模式SAMIL，结合理论分析和实验模拟等方法，对海-气界面湍流通量进行研究。

2. 研究流程（1）海-气界面湍流通量算法的研究对海-气界面上的湍流通量进行理论分析，建立海-气界面湍流通量的数学模型，为模拟实验提供基础和理论依据。

（2）模型模拟实验将建立的海-气界面湍流通量数学模型应用于大气环流模式SAMIL中，并进行模拟实验。

（3）结果分析和评估对模拟实验的结果进行分析和评估，探究海-气界面湍流通量的变化规律和影响因素等科学问题。

四、预期研究成果本研究的预期成果包括：1. 建立基于大气环流模式SAMIL的海-气界面湍流通量算法。

2. 模型模拟实验，获取海-气界面湍流通量的变化规律和影响因素等科学信息。

3. 针对研究结果，提出相应的应对措施，并为应对气候变化、生态环境保护和海洋资源利用提供科学依据。

五、研究的难点和问题1. 如何建立适合大气环流模式SAMIL的海-气界面湍流通量算法。

2. 如何进行模拟实验，获取准确可靠的数据，并探究海-气界面湍流通量的变化规律和影响因素。

3. 如何准确评估研究结果，并提出相应的应对措施。

六、论文结构安排本论文将分为以下几个部分：1. 绪论：包括研究背景、意义、目的和意义等。

2. 文献综述：对前人在海-气界面湍流通量方面的研究进行综述，为研究提供参考和支撑。

SAMIL大气环流模式海面湍流通量参数化方案研究

SAMIL大气环流模式海面湍流通量参数化方案研究王自强;缪启龙;高志球;班军梅;徐小慧【期刊名称】《大气科学》【年(卷),期】2010(34)6【摘要】将中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室发展的大气环流谱模式SAMIL_R42L26 2.08中的海气通量参数化方案--Louis方案, 与新发展的一种新型近海层湍流通量参数化方案--LGLC方案进行比较和分析.离线测试结果表明, LGLC方案计算的通量结果与观测数据具有更好的一致性, 且由于其区分热力粗糙度和动力粗糙度, 使得对热量通量的计算更加准确.在线测试则证明, 引入LGLC方案的SAMIL模式对洋面风应力、感热通量、潜热通量和降水率的模拟能力有了进一步的提高, 尤其对北半球夏季印度季风和南海季风区的降水改善明显.【总页数】13页(P1155-1167)【作者】王自强;缪启龙;高志球;班军梅;徐小慧【作者单位】南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室,南京,210044;中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室,北京,100029;南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室,南京,210044;中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室,北京,100029;中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室,北京,100029;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室,北京,100029;中国科学院研究生院,北京,100049【正文语种】中文【中图分类】P461【相关文献】1.基于WRF模式的海面湍流通量参数化方案的研究 [J], 张滢滢;沈新勇;高志球2.湍流通量参数化方案的非迭代方法研究 [J], 李煜斌;高志球;袁仁民;苗世光;张兵;胡艳冰3.盘锦芦苇湿地近地面层湍流通量参数化方案研究 [J], 甄晓杰;周广胜;贾庆宇;谢艳兵4.大气环流模式中云系的超级参数化方案及其特征线方法之研究 [J], 王必正;刘敏;曾庆存5.关于海面湍流通量参数化的两种方案试验 [J], 赵鸣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

耦合模式FGOALS_s模拟的东亚夏季风

耦合模式FGOALS_s模拟的东亚夏季风陈昊明;周天军;宇如聪;包庆【期刊名称】《大气科学》【年(卷),期】2009(33)1【摘要】本文评估了中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室的海气耦合模式FGOALS_s对东亚夏季风的模拟能力, 并通过与观测海温强迫下单独大气模式SAMIL试验结果的比较, 分析了海气耦合过程对模式性能的影响.结果表明, FGOALS_s基本能够模拟出东亚夏季风系统的气候态分布及其演变过程, 但也存在明显偏差, 主要表现为模拟的温度场在对流层中上层一致性偏冷, 导致模式中环流系统强度偏弱; 而温度经向梯度模拟的不足, 直接影响到东亚副热带西风急流的模拟.通过与观测海温强迫下SAMIL模拟结果的对比发现, SAMIL模拟的温度场、环流场以及风场较之耦合模式结果更接近观测, 但也存在与FGOALS_s类似的模式偏差.因此, 大气模式固有的偏差对耦合模式的模拟偏差有重要影响.分析发现, 对于西太平洋降水的模拟而言, 耦合模式结果更加合理, 表明海气相互作用过程对模式性能有重要影响.本文的结果表明, 大气模式自身的误差是导致耦合模式误差的主要原因.通过更新云-辐射模块改进大气模式模拟的温度场, 应是FGOALS_s后续发展的首要工作.【总页数】13页(P155-167)【作者】陈昊明;周天军;宇如聪;包庆【作者单位】中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室,北京,100029;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室,北京,100029;中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室,中国气象局,北京,100081;中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室,北京,100029;中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室,北京,100029【正文语种】中文【中图分类】P462【相关文献】1.耦合模式FGOALS_s 模拟的亚澳季风年际变率及ENSO [J], 吴波;周天军;Tim LI;包庆2.耦合模式长期积分中东亚夏季风与ENSO联系的不稳定性 [J], 姜大膀;王会军;Drange Helge;郎咸梅3.区域海气耦合模式模拟的2003年东亚夏季风季节内振荡 [J], 房永杰;张耀存4.北半球温带气旋的模拟和预估研究Ⅰ∶6个 CMIP5耦合模式模拟能力的检验 [J], 张颖娴;丁一汇5.WRF模式对东亚夏季风的模拟评估 [J], 索朗央金;赵永丽;次仁央金;罗杰群培;李惠因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

海气相互作用在模式FGOALS-g3模拟东亚夏季风及其对前冬El Ni

海气相互作用在模式FGOALS-g3模拟东亚夏季风及其对前冬El Niño响应中的贡献丁天;郭准;周天军;胡帅;陈晓龙;何林强;巫明娜【期刊名称】《大气科学》【年(卷),期】2024(48)2【摘要】本文基于观测、再分析资料和中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG)最新版本气候系统模式FGOALS-g3,探究了海气相互作用在模拟东亚夏季风及其对前冬El Niño响应中的贡献。

大气环流模式(AGCM)模拟的气候态夏季风雨带偏东,东亚季风区表现为干偏差,耦合模式(CGCM)虽模拟出了夏季风雨带的位置,但降水仍偏弱。

AGCM由于缺乏海气耦合过程,夏季西北太平洋地区对流模拟过强,使得副热带高压(简称副高)偏东、南中国海季风槽偏东,造成东亚夏季风雨带偏东;东亚陆地区域水汽偏少,也是降水干偏差的一个重要原因,此两项可以解释70%以上的干偏差。

在考虑海气相互作用后,西北太平洋的降水正异常减弱了局地海表温度,因此CGCM显著改进了副高以及南中国海季风槽偏东等偏差,使得夏季风雨带位置得到改进,季风区降水干偏差减小了36%,但由于水汽偏少,水汽纬向输送偏少,东亚季风区仍维持着显著的干偏差。

另一方面,对前冬El Niño的响应,CGCM能够再现El Niño衰减年夏季印度—西太平洋电容器效应(IPOC机制)对西北太平洋异常反气旋(WNPAC)的维持作用及偶极型分布的降水异常。

而AGCM中夏季西北太平洋以及孟加拉湾、印度半岛周围海域对流对于海温的响应过于敏感,一方面西北太平洋局地暖异常造成的对流质量输送一定程度上抑制了WNPAC的建立,另一方面孟加拉湾、印度半岛周围海域过强的上升异常,通过局地环流,抑制了其南侧印度洋的对流异常,导致无法模拟出IPOC机制对衰减年夏季WNPAC的维持作用。

因此,缺乏海气耦合过程是AGCM不能模拟出东亚夏季风对前冬El Niño滞后响应的关键原因。