BCCCSM1.1(m)模式对初夏东北冷涡的模拟及应用

北端，另一个是三江平原（黑龙江、松花江和乌苏里 两类龙卷形成机制的差异。方纯纯和关春玲［１４］利用
江）的低洼地上空。为了从气候学角度定量刻画东 ＮＣＥＰ格点资料对 ２０１１年 ８月 ２１日由东北冷涡内部中
北冷涡的强弱，学者们从温度场和高度场入手，定义 了各具特 色 的 东 北 冷 涡 指 数。 何 金 海 等［２，５］从 温 度
尺度涡旋引起的沈阳地区冰雹天气进行了模拟。 综上可见，尽管Leabharlann Baidu北冷涡相关研究较多，但是应
场入手，定义了梅雨期东北冷涡强度指数和夏季东 用气候模式进行东北冷涡研究的还不多见。中国开
北冷涡强度指数表明，这两个指数分别与中国梅雨 发的 ＢＣＣ＿ＣＳＭ１１（ｍ）气候模式，在很多方面的模
期降水和东 北 夏 季 降 水 存 在 显 著 相 关 性。苗 春 生 拟均比较成功［１５－２０］，对东北冷涡的模拟情况如何，
第 ３５卷 第 ４期 ２０１９年 ８月
气象与环境学报 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＹ ＡＮＤ ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ
Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．４ Ａｕｇｕｓｔ２０１９
焦敏，李辑，于亚鑫，等．ＢＣＣ＿ＣＳＭ１１（ｍ）模式对初夏东北冷涡的模拟及应用［Ｊ］．气象与环境学报，２０１９，３５（４）：５５－６２． ＪＩＡＯＭｉｎ，ＬＩＪｉ，ＹＵＹａｘｉｎ，ｅｔａｌ．ＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｅａｒｌｙｓｕｍｍｅｒｃｏｌｄｖｏｒｔｅｘｉｎＮｏｒｔｈｅａｓｔＣｈｉｎａｕｓｉｎｇｔｈｅ ＢＣＣ＿ＣＳＭ１．１（ｍ）ｍｏｄｅｌ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０１９，３５（４）：５５－６２．
为：时间分布上，夏季东北冷涡的出现频率最多，持 龙卷及冰雹等强对流天气的影响方面，徐红等 利 ［１２］
续性活动也最明显；空间分布上，东北冷涡最易出现 用 Ｍｉｃａｐｓ实况资料对东北冷涡暴雨落区进行了统计
在两个密集区，一个是大兴安岭背风坡东北平原的 和诊断分析。王婷婷等［１３］对比分析了东北冷涡背景下
的预测能力十分有限。
关键词：ＢＣＣ＿ＣＳＭ１１（ｍ）；东北冷涡；模式模拟
中图分类号：Ｐ４６１ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３５０３Ｘ．２０１９．０４．００８
引言
中国东北部及其附近地区存在一个大尺度的、 深厚的冷 性 气 旋 性 涡 旋，即 东 北 冷 涡。 东 北 冷 涡 为 天气尺度系统，但其具有较强的持续性，这种持续性 使得东北冷涡在时间上可影响中长期天气［１－２］，在空间
化，但模拟的上升趋势较实况偏强，年际变率较实况偏弱。ＢＣＣ＿ＣＳＭ１１（ｍ）模式能够模拟出东北冷涡指数的年代际突变，但
是对突变开始时间的模拟较实况偏晚。ＢＣＣ＿ＣＳＭ１１（ｍ）模式能够模拟出东北冷涡指数和 ５００ｈＰａ位势高度场在东北及其附
近地区的显著正相关，不能模拟出东北冷涡指数与东北初夏降水之间的显著负相关。此外，模式东北冷涡指数对东北初夏降水
上可通过引 导 高 纬 冷 空 气 南 下 而 影 响 东 北 以 外 地 冷涡的年代际变化特征，并探讨了春季西亚地表热 区［３－４］，可以说东北冷涡对天气气候的影响十分广泛。 力异常与初夏东北冷涡活动和东北夏季降水的关联
因此，研究东北冷涡具有重要的科学意义和实际意义。 性。胡开喜等［１０］和刘刚等［１１］则采用计算机客观识
北冷涡强度 指 数，该 指 数 与 华 南 前 汛 期 降 水 存 在 显 著正相 关。刘 慧 斌 等［７］从 高 度 场 角 度 定 义 ［４０°— ５０°Ｎ，１２０°—１３０°Ｅ］区域平均的 ５００ｈＰａ位势高度 为东北冷涡 活 动 指 数，利 用 该 指 数 研 究 了 东 北 冷 涡 活动的季节内振荡特征。对于东北冷涡的年际及年 代际变化，王 迪 等［８］和 陈 海 山 等［９］分 析 了 初 夏 东 北
等［６］采用关键区平均气温定义了中国华南前汛期东 目前还 不 清 楚。因 此，本 工 作 拟 对 ＢＣＣ＿ＣＳＭ１１
收稿日期：２０１８－１１－２７；修订日期：２０１９－０２－２５。 资助项目：公益性行业（气象）科研专项（ＧＹＨＹ２０１３０６０２１）、国家自然科学基金（４１６０５０８７）和辽宁省气象局科学技术研究课题
ＢＣＣ＿ＣＳＭ１１（ｍ）模式对初夏东北冷涡的模拟及应用
焦敏１ 李辑１ 于亚鑫２ 胡春丽１ 王莹１ 周斌１
（１辽宁省生态气象和卫星遥感中心，辽宁 沈阳 １１０１６６；２沈阳中心气象台，辽宁 沈阳 １１０１６６）
摘 要：利用 １９９１—２０１７年 ＢＣＣ＿ＣＳＭ１１（ｍ）模式模拟数据和 ＮＣＥＰ／ＮＣＡＲ逐月再分析资料，评估了 ＢＣＣ＿ＣＳＭ１１（ｍ）
（ＢＡ２０１９０７）共同资助。 作者简介：焦敏，女，１９８７年生，工程师，主要从事气候变化研究，Ｅｍａｉｌ：ｍｉｎｍｉｎｊｉａｏ２００６＠１６３ｃｏｍ。 通信作者：李辑，男，正研级高级工程师，Ｅｍａｉｌ：ｃｑｌｉｊｉ＠ｓｉｎａｃｏｍ。
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气象与环境学报
第 ３５卷
（ｍ）对东北冷涡的模拟效果进行评估。考虑到东北 冷涡的活动在 初 夏 （６月，下 同 ）最 为 活 跃 ［２１］，因 而， 本文将首先评估 ＢＣＣ＿ＣＳＭ１１（ｍ）模式对初夏 ５００ ｈＰａ位势高 度 的 模 拟 效 果，在 此 基 础 上 评 估 ＢＣＣ＿ ＣＳＭ１１（ｍ）模式对初夏东北冷涡的模拟效果。
以往学者从气候学角度对东北冷涡进行了广泛 而深入的研 究。 李 爽 等 ［３］、朱 占 云 和 何 金 海［４］对 东
别方法，得到东北冷涡数据集，分析其年际及年代际 变化，并研究 了 其 持 续 性 活 动 对 中 国 气 候 的 影 响 及
北冷涡的时空分布特征进行了详细总结。普遍认 相关联的大尺度环流异常特征。东北冷涡对暴雨、
对初夏东北冷涡的模拟能力。结果表明：ＢＣＣ＿ＣＳＭ１１（ｍ）模式可以对 ５００ｈＰａ位势高度场气候态进行模拟，均方根误差显示
该模式对中国东北南部地区 ５００ｈＰａ位势高度场的模拟要优于东北北部地区。ＥＯＦ第一模态结果显示，该模式可以较好地模
拟出 ５００ｈＰａ位势高度场的主要时空变化特征。ＢＣＣ＿ＣＳＭ１１（ｍ）模式能够模拟出近 ２７ａ东北冷涡指数的上升趋势和年际变