BCCCSM1.1(m)模式对初夏东北冷涡的模拟及应用

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BCC_CSM1.1(m)模式对于夏季亚洲—太平洋涛动的模拟

BCC_CSM1.1(m)模式对于夏季亚洲—太平洋涛动的模拟单机坤;梁潇云;吴统文;刘向文;李巧萍【摘要】亚洲—太平洋涛动是北半球夏季亚洲大陆和北太平洋副热带地区对流层中高层扰动温度场上大尺度的东西反相的遥相关现象,其异常变化与亚洲—太平洋地区夏季风气候有着密切的联系.基于欧洲中心的ERA-40再分析资料和国家气候中心BCC_CSM1.1 (m)气候系统模式多年的数值模拟结果,本文主要评估了BCC_ CSM1.1 (m)模式对于夏季亚洲—太平洋涛动的空间分布、指数的时间演变及与其变化所对应的亚洲地区夏季环流异常等方面的模拟能力,结果表明:BCC_CSM1.1 (m)模式能够较好地模拟出北半球夏季对流层中高层扰动温度在亚—太地区中纬度存在的西高东低“跷跷板”现象;模式能够模拟出夏季亚洲—太平洋涛动指数的年际变率,但是不能模拟出该指数在20世纪60-70年代明显下降的年代际趋势;模式还能较好地模拟出亚洲—太平洋涛动高低指数年亚洲—太平洋地区夏季环流的异常:指数偏高年份,南亚高压增强,高空西风急流带和热带东风急流均加强,索马里越赤道气流增强,南亚热带季风和东亚副热带季风均增强,东亚季风低压槽加强,西北太平洋副热带高压增强,南亚和东亚北部降水增加,菲律宾地区、中国长江流域—朝鲜半岛—日本一带地区降水减少,反之亦然.%The Asian-Pacific Oscillation (APO) is a zonal teleconnection pattern of the eddy temperature field in the middle and high troposphere over the extra tropical Asian-Pacific region.Its anomalous change is closely related to the Asian and Pacific summer monsoon.Based on the monthly European Center for Medium-Range Weather Forecast reanalysis data ERA-40 and numerical simulation of the BCC_CSM1.1(m) model in Beijing Climate Center,this paper evaluates the ability of BCC_CSM1.1(m) model in simulating the summer APO spatialdistribution,evolution of APO index and the climate differences between the higher and lower APO index years.Results show that BCC_CSM1.1 (m) can well simulate the out-of-phase relationship in the upper-tropospheric eddy temperature between Asia and North Pacific mid-latitudes in Northern Hemisphere summer,and the model is also able to successfully simulate the interannual variability of APO index,but fails to catch the significantly decreasing trend in 1960s-1970s.Furthermore,BCC_CSM1.1(m) can successfully reproduce the Asian and Pacific summer monsoon climate changes corresponding to the APO index variation.With higher APO index conditions,the summer South Asian high and the North Pacific trough are stronger,while the westerly jet stream over Asia and the easterly jet stream over South Asia both strengthen in the upper troposphere.Meanwhile,the Asian low and the North Pacific subtropical high are stronger in the lower troposphere.The anomalous southerlies prevail at 40°E-50°E longitudes and the mid-latitudes of East Asia,and the anomalous westerlies prevail over South Asia.Summer rainfall increases in South Asia and northern of East Asia,while it decreases from the Yangtze River Basin to Japan and the Philippines region,and vice versa.【期刊名称】《地球物理学报》【年(卷),期】2018(061)001【总页数】13页(P106-118)【关键词】BCC_CSM1.1(m)模式;亚洲—太平洋涛动;数值模拟;亚洲夏季风【作者】单机坤;梁潇云;吴统文;刘向文;李巧萍【作者单位】南京信息工程大学大气科学学院,南京 210044;中国气象局国家气候中心,北京100081;中国气象局国家气候中心,北京100081;中国气象局国家气候中心,北京100081;中国气象局国家气候中心,北京100081【正文语种】中文【中图分类】P4610 引言认识北半球大气环流的内在联系以及理解其中的物理过程是国际大气科学研究的热点之一, 其中夏季北半球的遥相关及其对区域气候的影响长期受到关注.20世纪80年代，Nitta(1987，1989)首先通过研究菲律宾和日本附近云量反映的对流状况，指出二者存在相反的振荡，并称之为太平洋—日本(PJ)型.与此同时，黄荣辉等(黄荣辉和李维京，1988，黄荣辉，1990，黄荣辉和孙凤英,1992)发现东亚夏季风异常不但受到印度季风的影响，更多与西北太平洋副热带高压(简称：西太副高)的季节内和年际变化有关.当西太平洋暖池位于暖位相时，暖水堆积，菲律宾附近对流异常加强，西太副高偏北，长江流域和日本中南部地区偏旱，在位势高度场上表现为菲律宾、日本中部和鄂霍次克海附近的“-+-”波列，并称为东亚—太平洋(EAP)遥相关型.之后，Lau 等(Lau,1992, Lau and Weng, 2002, Lau et al., 2004)的研究指出, 夏季东亚—北美遥相关型使得东亚降水与北美之间存在着密切联系, 并且欧亚和北美夏季气候异常受到北太平洋的调节.Rodwell 和Hoskins(2001)认为, 北美中部的气候异常可能是对亚洲季风区加热的一种响应.Ding和Wang(2005)揭示了一个环半球的夏季遥相关型, 这种遥相关在纬向表现为5 波的特征, 并与西欧、俄罗斯的欧洲部分、印度、东亚和北美的降水和温度异常有密切关系.最近，Zhao 等(2007)发现夏季亚洲和太平洋中纬度对流层扰动温度之间存在着“跷跷板”现象，当亚洲大陆中纬度对流层偏冷时，中、东太平洋中纬度对流层偏暖，反之亦然.与以前的遥相关相比，此遥相关在空间尺度上更大，由于遥相关中心主要出现在亚洲与太平洋区域内，把这种遥相关变率称作亚洲—太平洋涛动(Asian-Pacific Oscillation，简称APO).已有的研究表明，夏季亚洲—太平洋区域大气环流(包括南亚高压，西太副高，副热带西风和热带东风急流)、亚洲季风降水及西太平洋(包括中国近海)热带气旋均与APO有着密切的联系(Zhao et al., 2007;赵平等，2008；周波涛等，2008; 邹燕和赵平，2009；Zhou and Zhao,2010；Zhao et al.,2011a, 2011b, 2012；Liu et al., 2011；Chen et al., 2013).因此，研究夏季APO的变化规律对于理解东亚夏季风的变化机理具有重要意义.气候模式是理解气候演变规律，探讨气候现象机理的重要工具.由于气候模式的本身尚存在系统性的误差，这在很大程度上增加了气候模拟的不确定性，而模式评估本身也就显得尤为重要.由于APO这种遥相关现象的主要特征和与之相联系的气候异常可以被部分气候模式所描述(Zhao et al., 2010, 2011b; Chen et al., 2013; 陈晓龙等, 2013; Huang et al., 2013, 2014)，且近年来，中国气象局国家气候中心发展了新一代的海-陆-冰-气多圈层相互作用的气候系统模式(BCC_CSM1.1(m))，因此本文作者想评估一下BCC_CSM1.1(m)模式对于夏季APO的模拟效果.BCC_CSM1.1(m)模式不仅参与了CMIP5比较计划(Xin et al., 2012)，为气候变化研究提供了大量的数据，目前还被用于短期气候预测业务.研究表明，BCC_CSM1.1(m)模式对20世纪气温的平均气候及其年际变化趋势具有较强的模拟能力，对全球百年气候变化也有一定的模拟能力(Xin et al.,2012,2013a,2013b)，能够模拟出1971—2000年全球地表气温的空间分布特征(Wu et al., 2014)；能合理再现全球年平均降水的基本分布特征，也能较合理再现热带降水年循环模态的基本分布特征，尤其季风模态中降水与环流关于赤道反对称的特征(张莉等，2013)；能够模拟出中亚地区显著增温以及感热通量、长/短波净辐射等要素由南向北递减的总体趋势(姜燕敏等,2015)；能模拟出ENSO现象的一些主要特征，但是存在ENSO周期偏短问题(张芳等，2013)等.在预测方面，BCC_CSM1.1(m)模式可以预测出亚洲—太平洋地区夏季风的季节内和年际变率(Liu X W et al., 2014, 2015)；对夏季中低纬海温具有一定的预测能力，且在低纬地区的预测技巧尤为出色(汪栩加等，2015).虽然已有一些关于BCC_CSM1.1(m)的模拟和预测效果的评估工作，但是，该模式对影响季风变化的大尺度海-陆热力对比和APO的模拟能力如何，此前缺乏相关研究.我们知道，目前的气候模式对于东亚夏季降水的模拟和预测，技巧非常低(Wanget al.,2009; Huang et al.,2013; Jiang et al.,2016).如果能够找到一个与东亚夏季降水具有较好的相关关系，并在气候模式中具有较高预测技巧的一个预测因子，就可以利用间接的方式做好东亚降水预测.APO指数是温度场的一种表现形式，在气候模式中具有较好的模拟和预测技巧(Zhao et al.,2010,2011b; Chen et al.,2013；Huang et al.,2013,2014； Liu G et al., 2015)，已有的研究也表明该指数和东亚夏季降水具有较好的相关(Zhao et al.,2008,2010,2012).基于以上考虑，本文从对流层中上层温度场和APO指数的角度，研究BCC_CSM1.1(m) 模式对纬向海-陆热力差异的描述能力，分析模式结果与观测产生偏差的原因，旨在回答如下的科学问题：BCC_CSM1.1(m)模式对海-陆热力差异特别是APO活动中心的模拟能力如何?模式是否可以模拟出APO指数的年际变化?与APO异常对应的区域气候异常在模式中是否有体现?文章结构如下：第1节是所用观测资料和模式介绍，第2节是对BCC_CSM1.1(m)模式模拟结果分析与讨论，第3节是结论.1 模式和资料本文研究所用的观测资料为欧洲中期数值预报中心(European Center for Medium-Range Weather Forecast, ECMWF)提供的月平均的1957年9月—2002年8月的ERA-40再分析资料(Uppala et al., 2005)，水平分辨率为2.5°×2.5°.所用的模式为BCC_CSM1.1(m)模式.该模式是由中国气象局国家气候中心研发的第二代气候系统模式，最初研发的是BCC_CSM1.1版本， BCC_CSM1.1(m)为升级版本.BCC_CSM1.1(m)版本模式的大气模式分量为BCC_AGCM2.2，水平分辨率为T106(网格距约为1°)，垂直方向为26层，关于BCC_AGCM2.2动力框架和物理过程的具体介绍可参见文献(Wu et al.,2013,2014).它的陆面模式分量为BCC_AVIM1.0，是一个大气、植被、土壤相互作用模式，是在NCAR陆面模式CLM3物理模块的基础上，引入了中国发展的动态植被和土壤碳循环模型AVIM2(Ji et al.,2008; Wu et al.,2013).其海洋模式分量是在美国地球物理流体力学实验室(The Geophysical Fluid Dynamics Laboratory, GFDL)发展的MOM4_L40基础上改进的MOM4_L40v2，水平分辨率为1°×1°，经向在热带地区加密到(1/3)°，垂直方向为40层(Wu et al.,2013).其海冰模式分量为GFDL发展的海冰模式SIS，水平分辨率与MOM_L40相同(Winton,2000).文中所用模式数据为BCC_CSM1.1(m)模式参与CMIP5比较计划中的历史试验数据，历史试验的时间长度为：1850—2012 年，这里为了和ERA-40资料进行对比，截取了相同的时间跨度1958—2002年.文中的夏季是指6、7、8三个月的平均，气候平均是指1958—2002年45年的平均.2 结果分析赵平等(2007)将亚洲和太平洋地区上空对流层中高层(500～200 hPa)的扰动温度(T′)之差定义为APO指数，即IAPO= T′(60°E—120°E,15°N—50°N )-T′(180°W—120°W,15°N—50°N)其中，是空气温度，是T的纬向平均.模式对于500～200 hPa扰动温度场的模拟能力关系到APO的模拟.因此，本文首先考察BCC_CSM1.1(m)模式对500～200 hPa(本文中提到对流层中高层时，特指这个层次，以下不再赘述)扰动温度的模拟能力.在此基础上再分析对APO指数的年际变化和年代际变化趋势的模拟水平，以及与APO变率相联系的亚洲地区气候的异常.2.1 扰动温度气候特征的模拟图1a是ERA-40再分析资料得到的气候平均的夏季对流层中高层T′的分布，亚洲大陆地区上空为正的T′值区，中心位于青藏高原上空，中心值达6 ℃以上；太平洋中东部上空为负的T′值区，中心位于东太平洋的副热带地区，中心值达-3 ℃以下.两个区的T′之间存在着显著的反位相关系.BCC_CSM1.1(m)模式对对流层中高层T′气候特征的模拟与ERA-40再分析资料得到的基本一致(图1b)，只是模式模拟的负值中心位置较观测要偏东，正、负值中心强度均较观测的要略偏弱.由于APO关注的是大尺度陆地和海洋上空温度的纬向对比，这些局地差异并不影响模式对大尺度纬向温度平均态的模拟能力.模式较好地再现了欧亚大陆和北太平洋大尺度海-陆分布所造成的纬向热力差异.图1a显示北半球夏季对流层中高层扰动温度的正负值中心均出现在30°N纬度附近，因此沿30°N的经度-高度剖面再分析扰动温度的垂直分布.由于对流层的正、负T′中心均出现在500～200 hPa高度上(图2a)，因此用500～200 hPa平均代表对流层中高层的状况是合理的.图2b显示，模式能够再现对流层中亚洲大陆上空上下一致的暖和北太平洋上空上下一致的冷.将北半球夏季对流层中高层T′做EOF分析，得到的第一分量(EOF1)模态见图3.在ERA-40中第一模态解释了总方差的26%(图3a)，亚洲大陆和北太平洋之间的“跷跷板”现象非常明显，亚洲大陆上空为正值区，中心强度超过0.02，北太平洋上空为负值区，中心强度低于-0.015.表现为北半球夏季中纬度大尺度海陆热力差异.BCC_CSM1.1(m)模式对流层中高层T′的EOF1模态与观测的EOF1模态基本一致(图3b)，这说明模式能较好地模拟出北半球夏季对流层高层温度场的主要特征.图1 夏季对流层中高层T′的气候分布(单位：℃)(a) ERA-40再分析资料； (b) BCC_CSM1.1(m)模式结果.Fig.1 Climatology of summer mean upper-tropospheric T′ (unit: ℃) during 1958—2002 for (a) ERA-40 reanalysis and (b) the BCC_CSM1.1(m) model图2 夏季T′沿30°N的经向-高度剖面(单位：℃)(a) ERA-40再分析资料；(b) BCC_CSM1.1(m)模式结果.图中阴影为地形高度.Fig.2 Longitude-height cross section of summer mean T′ (unit:℃) along latitude 30°N for (a) ERA-40 reanalysis and (b) BCC_CSM1.1(m) modelShaded areas denote terrain height.以上分析显示，BCC_CSM1.1(m)模式能够较好再现北半球中纬度大尺度纬向温度梯度的平均状况，也能较好地刻画出整个对流层高低层温度一致的分布，这是利用该模式研究APO变化机理的基础.2.2 APO指数的模拟图4a和4b分别为ERA-40再分析资料和BCC_CSM1.1(m)模式模拟的1958—2002年APO指数序列，代表东亚—北太平洋上空的纬向海陆热力差异.模式模拟的APO指数年际变率偏弱，其标准差(0.28)比ERA-40再分析资料(0.48)的偏小.这是由于APO指数定义中的区域陆地和海洋上空温度指数序列在模式的模拟结果中均较ERA-40的要偏弱的原因(图4c和4d).虽然，模式模拟的陆地和海洋上空的温度指数均较ERA-40要偏弱，但是在模式中两者之间仍是显著的反相关系，相关系数为-0.75，这和用ERA-40再分析资料计算得到的两者相关系数-0.77非常接近.再来分析模式对APO指数年代际变化趋势的模拟.ERA-40再分析资料结果显示，1975年之前，APO基本处于正位相状态，1975年之后APO维持一个负位相状态(图4a).20世纪60和70年代，APO指数明显下降，主要有两个原因，一是由于陆地区域对流层中高层在此时段有个显著的降温(降温趋势为0.65 ℃/10a)，二是由于海洋区域对流层高层在此时段有个明显的升温(升温趋势为0.37 ℃/10a)，两者共同作用造成的(图4c).这与Yu等(2004)，Zhou和Zhang(2009)的研究结论一致.20世纪80和90年代陆地和海洋上空的温度都趋于维持一个稳定状态，因此，APO指数没有明显的变化趋势.与ERA-40再分析资料相比，模式未能模拟出APO指数60和70年代的明显下降趋势(图4b)，主要原因是由于陆地上空60和70年代的明显减弱，模式没能模拟出来(图4d).模式能够模拟出60和70年代海洋上空对流层中高层温度的升温趋势，但是模式模拟的升温率(升温趋势为0.16 ℃/10a)较观测要偏小.Huang等(2014)的研究显示，不仅BCC_CSM1.1 (m)模式不能模拟出APO指数20世纪60年代之后明显的减弱趋势，欧洲中心、英国气象局和法国国家气象局的耦合模式也都存在这个问题.模式模拟的APO指数与观测的APO指数的相关仅为0.16，低于90%信度检验.而将观测的APO指数去掉线性趋势后，两者的相关系数为0.30，通过了95%信度检验.这说明，模式还是可以模拟出APO指数的年际变率的.图3 夏季对流层中高层T′的EOF1模态(×0.01)(a) ERA-40再分析资料； (b)BCC_CSM1.1(m)模式结果.Fig.3 Unrotated EOF1 of the normalized summer mean upper-tropospheric T′ (×0.01)for (a) ERA-40 reanalysis and (b) the BCC_CSM1.1(m) model图4 夏季APO(a，b)指数和亚洲、北太平洋(c，d)上空T′指数(单位：℃)(a,c) ERA-40再分析资料； (b,d) BCC_CSM1.1(m)模式结果.Fig.4 Summer APOindex (a,b) and Asian and Pacific T′ indices (c,d) (unit:℃) fo r (a,c) ERA-40 reanalysis and (b,d) BCC_CSM1.1(m) model2.3 APO与T′关系的模拟用APO指数和对流层中高层T′计算相关(图5a)，得到相关系数的空间分布与T′做EOF分析得到的第一模态的空间分布非常相似(图3a).亚洲大陆上空为正的相关区，北太平洋中东部上空为负的相关区，且大部分区域都通过了95%的信度检验.说明在北半球夏季中纬度对流层中高层确实存在一个扰动温度场的遥相关型.这种大尺度的遥相关在BCC_CSM1.1(m)模式中也可以得到较好的模拟(图5b).再用APO指数回归得到的T′，检验遥相关型的垂直分布.图6a显示了沿30°N回归的T′，显著的正异常区从亚洲大陆上空近地面延伸至对流层高层200 hPa，中心从青藏高原中西部上空对流层中层，随着高度的上升向东延伸到对流层高层青藏高原中部上空，中心值达0.8以上.显著的负异常区域位于北太平洋上空800～200 hPa之间的对流层，中心值也达-0.8以下，中心位置在对流层高层200～300 hPa 之间.在垂直分布上，APO是一个倾斜的“跷跷板”.在250 hPa层(图6c)上，亚洲地区上空为显著的正异常区域，中心位于亚洲的中纬度地区，中心值大于1.5.显著的负异常区域出现在北太平洋中纬度地区上空，中心值超过了0.9.与对流层高层回归的T′相比，地面回归的T′显著的正异常区域仅仅出现在东亚的东北部，中心强度也可以达0.9，但是北太平洋地区仅仅在东太平洋沿岸为负异常区域，其余大部为正异常区域，北太平洋中纬度地区还存在一个显著的正异常区域(图6e)，这说明APO在对流层中上层比较显著.与ERA-40再分析资料的结果对比，BCC_CSM1.1(m)模式可以模拟出APO在垂直方向上的倾斜“跷跷板”结构(图6b)，也可以模拟出对流层高层T′的亚洲陆地上空大范围的显著正异常和北太平洋上空显著的大范围的负异常(图6d)，以及近地面大范围的反向现象(图6f).图5 夏季APO指数和对流层中高层T′的相关(×0.1)(a) ERA-40再分析资料； (b) BCC_CSM1.1 (m)模式结果.阴影区为通过95%信度检验区.Fig.5 One-point correlation coefficient (×0.1) between APO index and upper-tropospheric T′ during summer for (a) ERA-40 reanalysis and (b) the BCC_CSM1.1(m) modelShaded areas are at 95% confidence level.图6 夏季APO指数回归的T′(a,c,e) ERA-40再分析资料； (b,d,f) BCC_CSM1.1 (m)模式结果.(a,b)沿30°N的高度-经度剖面；(c,d) 250 hPa层；(e,f) 1000 hPa 层.阴影区为通过95%信度检验区.Fig.6 Regressed T′ a gainst APO index during summer for (a,c,e) ERA-40 reanalysis and (b,d,f) BCC_CSM1.1(m) model(a,b) Longitude-height cross section along latitude 30°N. (c,d) At 250 hPa. (e,f) At 1000 hPa.Black shaded areas denote terrain height in (a,b). Grey shaded areas are at 95% confidence level.图7 夏季H′的气候分布(a,b)以及APO高低指数年H′的差异(c—f)(单位：dagpm)(a,b,c,d) ERA-40再分析资料； (e,f) BCC_CSM1.1 (m)模式结果. (a,c,e) 200 hPa层；(b,d,f) 850 hPa层.阴影区为通过95%信度检验区.Fig.7 Climatology of the summer mean H′ (unit: dagpm) during 1958—2002 at (a) 200 h Pa and (b) 850 hPa, composite differences of H′ between HI and LI cases at (c, e) 200 hPa and (d, f) 850 hPa for (a,b,c,d) ERA-40 reanalysis and (e,f) the BCC_CSM1.1(m) modelShaded areas are at 95% confidence level. 图8 沿90°E夏季APO高低指数年纬向风(单位：m·s-1)的差异(a) ERA-40再分析资料； (b) BCC_CSM1.1(m)模式结果.阴影区为通过95%信度检验区.Fig.8 Latitude-height cross section of composite difference of the summer mean zonal wind (unit: m·s-1) between HI and LI cases along longitude 90°E for (a) ERA-40 reanalysis and (b) the BCC_CSM1.1(m) modelShaded areas areat 95% confidence level.图9 夏季APO高低指数年850 hPa风场的差异(单位：m·s-1)(a) ERA-40再分析资料； (b) BCC_CSM1.1 (m)模式结果.阴影区为通过95%信度检验区.Fig.9 Composite difference of the summer mean 850 hPa wind (unit: m·s-1) between HI and LI cases for (a) ERA-40 reanalysis and (b) theBCC_CSM1.1(m) modelShaded areas are at 95% confidence level.2.4 APO异常年亚-太季风区环流和降水的模拟为了考察与APO相关的亚-太季风区夏季气候异常特征，挑选了图3a中APO指数最强的7年(1961，1962，1973，1960，1963，1967和1978)，称为高指数(HI)年，最弱的7年(1992，1987，1983，1993，1976，1997和1980)，称为低指数(LI)年.通过高低指数年合成的差异，分析与APO指数相联系的亚-太季风区夏季环流及降水的异常.夏季，亚洲对流层高层高度场上最明显的特征是南亚高压.图7a为气候平均的对流层高层200 hPa扰动高度场H′，这里与扰动温度的定义相同，扰动高度为位势高度场，为位势高度场H的纬向平均.与对流层中高层T′的气候分布对应比较一致(图1a)，对流层高层H′的正值亦是主要位于亚洲大陆的青藏高原地区上空，在北太平洋上空的对流层高层为负的H′，对应于对流层高层北太平洋地区上空的洋中槽.而在对流层低层(图7b)，亚洲大陆上空为高度场的负值区，对应夏季的大陆热低压，北太平洋上空为高度场的正值区，对应洋面上的冷高压，即副热带高压.图7c为APO高低指数年对流层高层200 hPa H′的差异.显著的正异常出现在亚洲地区上空，显著的负异常出现在北太平洋副热带上空.表明APO指数偏高的年份，对流层高层的南亚高压增强，北太平洋上空的洋中槽加强.图7d为APO高低指数年对流层低层850 hPa H′的差异.显著的负异常出现在亚洲大陆上空，显著的正异常出现在北太平洋中东部.表明APO指数偏高的年份，亚洲低压偏强，副热带高压偏强、偏东、偏北.图7e和图7f分别是BCC_CSM1.1(m)模式模拟的APO高低指数年对流层高层200 hPa和对流层低层850 hPa H′的差异.可以看到，BCC_CSM1.1 (m)模式可以模拟出APO高低指数年对应的对流层高层高度场上东西“跷跷板”现象，也可以模拟出对流层低层高度场上的反相“跷跷板”现象.西风急流是亚-太地区夏季季风系统的重要成员之一.气候上夏季西风急流位于青藏高原的北侧，热带东风急流位于青藏高原的南侧.急流的位置与青藏高原上空温度的分布关系非常密切.图8为夏季高低APO指数年纬向风u沿30°N的差异，当APO指数偏高的年份，青藏高原北侧为正的纬向风异常，表明西风急流有所加强，青藏高原南侧为负的纬向风异常，表明热带东风急流也有所加强(图8a).对于高空急流在APO指数高低年的变化，BCC_CSM1.1(m)模式可以再现出来，只是与ERA-40再分析资料结果相比模式模拟的变化强度偏弱(图8b).我们知道，亚洲季风区夏季对流层低层盛行偏南风，南亚季风区盛行偏西南风，东亚季风区盛行偏东南风，来自海洋上的偏南暖湿气流给亚洲大陆带来丰沛的降水和雨季.图9a为高低APO指数年夏季对流层低层850 hPa流场的差异.异常的南风出现在40°E—50°E附近非洲大陆东部的索马里地区和东亚的北部地区，异常的偏西风出现在阿拉伯海北部—印度半岛—孟加拉湾—中南半岛一带地区，这表明夏季APO指数偏高的年份，索马里越赤道气流将加强，南亚夏季风和东亚夏季风均加强.与低层风场相对应，在APO指数偏高年份，印度半岛的中南部、中南半岛的中部、中国的华南地区和华北地区降水将增加，而菲律宾及其附近的西太平洋地区和中国长江流域地区—朝鲜半岛南部—日本岛地区一带的降水将减少(图10a).对于APO高低指数年对流层低层风场的变化(图9b)和对应降水量的变化(图10b)，BCC_CSM1.1(m)模式都可以较好地模拟出来.2.5 讨论APO实质是夏季亚洲大陆和北太平洋海陆东西热力差异的结果，Zhao等(2010，2011)的研究表明，热带太平洋海温热源仅能在对流层低层形成较小尺度的类APO形态，只有青藏高原热源的存在，才可以形成与观测一致的APO形态.为什么BCC_CSM1.1(m)模式能够较好地模拟出夏季APO遥相关模态以及与之异常相关的亚-太地区环流与降水异常特征，其原因在哪里？为了回答这个问题，也参考以往的研究成果，作者考察了模式对于视热源Q1的模拟情况.参考Yanai等(1992)的工作计算了Q1，这里Q1=SH+R+LH，SH为感热通量，R为气柱吸收的净辐射，LH为潜热通量.Q1为正值表示为热源，Q1为负值则为冷源.ERA-40再分析资料的计算结果显示(图11a)，夏季欧亚大陆大部Q1为正值，是热源，中心位于中纬度40°N附近，强度在60 W·m-2以上，北太平洋的热带地区大部Q1为正值，也是热源，而北太平洋的中纬度地区大部Q1为负值，是冷源.在北半球夏季的中纬度地区，亚洲大陆和北太平洋东西热力差异最大.热的亚洲大陆加热其上空大气，造成温度的正偏差，位于亚洲大陆南部的青藏高原由于地形较高，其热源的影响可以延伸至对流层中高层，北太平洋东部冷源造成其上空的气温降低，产生温度的负偏差.BCC_CSM1.1(m)模式可以较好地再现北半球夏季Q1的空间分布(图11b).图11c为夏季亚洲大陆区域平均的视热源Q1距平的时间演变.它和图4c的亚洲地区对流层中高层T′指数之间具有较高的相关，相关系数为0.34，超过了95%的信度检验，同时它还与图4a的APO指数之间也具有较高的相关(相关系数为0.3，达到了95%的信度检验).从图11c可以看到Q1也在20世纪60、70年代存在一个明显减弱的趋势，与APO指数的年代际趋势十分一致.这进一步证明，在夏季APO的形成中，亚洲大陆地区热源是起主要作用的.图11d为BCC_CSM1.1(m)模式模拟的亚洲大陆地区Q1的情况，模式没能模拟出亚洲大陆夏季Q1减弱的年代际趋势，但是模式模拟的亚洲大陆的Q1与去除线性趋势后的ERA-40资料的亚洲大陆Q1两者之间的相关系数为0.34，超过了95%信度检验.这说明BCC_CSM1.1(m)模式既可以模拟出Q1的空间分布，又可以较好地模拟出对APO。

BCC-CSM2-MR模式对中国陆面过程模拟能力评估

BCC-CSM2-MR模式对中国陆面过程模拟能力评估谭洁;黄安宁;史学丽;张宇;张艳武;曹璐;吴阳【期刊名称】《高原气象》【年(卷),期】2022(41)5【摘要】利用BCC-CSM2-MR模式(北京气候中心-气候系统模式第二版本-中等分辨率)参与CMIP6(第六次国际耦合模式比较计划)的历史试验模拟数据,与GLDAS(全球陆地资料同化系统)数据集和站点观测资料进行比较,系统评估了BCC-CSM2-MR模式对中国地区地表温度、上层(0~10 cm)土壤湿度、地表能量平衡分量等陆面变量的模拟能力,并进一步探讨了引起模式偏差的原因.结果表明:模式可以较好地模拟出各陆面变量的空间分布形势及变率,但在强度上还存在不同程度的偏差.与GLDAS数据相比,除对东南地区夏季地表温度有所高估外,模式在全年大部分时间低估了中国大部分区域的地表温度,尤其对青藏高原地区冬春季地表温度的低估显著,进一步误差分析发现,模式对东南地区夏季降水的低估导致了对向下短波辐射的高估,进而造成了对地表温度的高估,而模式对青藏高原地区地表反照率的高估导致了对向下净短波辐射的低估,最终引起了对地表温度的低估,尤其在冬春季更加明显.另外,模式在所有季节均明显低估了东南地区的上层土壤湿度,而高估了青藏高原地区冬春季的上层土壤湿度,这主要由于模式对降水的模拟偏差所致,而模式对青藏高原地区冬春季上层土壤湿度和10 m风速的高估又共同引起了对地表向上潜热通量的高估.【总页数】13页(P1335-1347)【作者】谭洁;黄安宁;史学丽;张宇;张艳武;曹璐;吴阳【作者单位】南京大学大气科学学院;国家气候中心;成都信息工程大学大气科学学院;江苏省气象局【正文语种】中文【中图分类】P435【相关文献】1.基于陆面过程模式CLM4的中国区域植被总初级生产力模拟与评估2.一个改进的陆面过程模式及其模拟试验研究第二部分:陆面过程模式与区域气候模式的耦合模拟试验3.一个改进的陆面过程模式及其模拟试验研究第一部分:陆面过程模式及其“独立(off-line)”模拟试验和模式性能分析4.同化极轨卫星陆地产品对改善陆面模式模拟能力研究进展5.区域气候模式中不同陆面过程对中国地区地表平衡模拟能力的检验因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于逐步回归模态投影方法的BCC气候系统模式ENSO预报订正

基于逐步回归模态投影方法的BCC气候系统模式ENSO预报订正王琳;任宏利;陈权亮;田奔;刘颖【期刊名称】《气象》【年(卷),期】2017(043)003【摘要】Using the sea surface temperature (SST)hindcast datasets produced by the climate system model of Beijing Climate Center (BCC CSM1.1m)from 1991 to 2014,the Stepwise Pattern Projection Method (SPPM)is employed to statistically correct El Ni?no-South Oscillation (ENSO)prediction.The main idea of the SPPM is to produce a prediction at the predictand grid by projecting the predictor field onto its co-variance pattern with the one-point predictand after selecting the predictor domain.The SPPM significant-ly improves the performance of the prediction over the equatorial Pacific and Indian Ocean.The temporal correlation score has increased 8%-10% in terms of Ni?o3.4 SST anomaly index with a 6-month lead in the cross validation.The spatial anomaly correlation coefficients for El Ni?o event predictions also increase obviously by the SPPM at most lead months,particularly inautumn.Besides,the prediction for the location of warming center also can be improved,compared with that of the original BCC CSM1.1m.%本文利用国家气候中心气候系统模式(Beijing Climate Center Climate System Model,BCC CSM1.1m)提供的1991—2014年海表温度回报数据,将逐步回归模态投影方法(Stepwise Pattern Projection Method,SPPM)应用到改进BCC CSM1.1m模式El Ni?o和南方涛动(ENSO)预报研究.SPPM是一种经验性模式误差订正方法,其主要思路是在大尺度模式预报因子场中找寻出与格点观测预报变量相关性高的信号,通过投影将这种信号反演出来,然后建立回归方程得到订正后的预报结果.本文交叉检验和滚动独立样本检验的结果表明,利用SPPM可以有效地提高BCC CSM1.1m气候系统模式的预报技巧,尤其是在热带太平洋地区以及印度洋海区,24年交叉检验Ni?o3.4指数提前6个月预报的相关系数技巧可以提高8%~10%,预报误差得到显著降低.不同季节SPPM订正效果略有不同,其中对秋季的预报技巧提升最为显著.与此同时,交叉检验结果还显示,SPPM对El Ni?o中心纬向位置的预报也有一定程度的改进.【总页数】11页(P294-304)【作者】王琳;任宏利;陈权亮;田奔;刘颖【作者单位】成都信息工程大学大气科学学院/高原大气与环境四川省重点实验室,成都 610225;中国气象局国家气候中心气候研究开放实验室&CMA-NJU气候预测研究联合实验室,北京 100081;中国气象局国家气候中心气候研究开放实验室&CMA-NJU气候预测研究联合实验室,北京 100081;成都信息工程大学大气科学学院/高原大气与环境四川省重点实验室,成都 610225;中国气象局国家气候中心气候研究开放实验室&CMA-NJU气候预测研究联合实验室,北京 100081;中国气象局国家气候中心气候研究开放实验室&CMA-NJU气候预测研究联合实验室,北京100081【正文语种】中文【中图分类】P456【相关文献】1.基于BCC CSM模式的中国东部夏季降水预测检验及订正 [J], 郭渠;刘向文;吴统文;程炳岩;李瑞;魏鳞骁2.BCC二代气候系统模式的季节预测评估和可预报性分析 [J], 吴捷;任宏利;张帅;刘颖;刘向文3.BCC气候系统模式开展的CMIP5试验介绍 [J], 辛晓歌;吴统文;张洁4.基于经验模态分解的西安市空气质量预报订正方法 [J], 毛明策;王繁强;王琦5.BCC第二代气候系统模式对东亚夏季气候预测能力的评估 [J], 程智;高辉;朱月佳;史跃玲;刘俊杰;汪栩加因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

BCC_CSM对全球海冰面积和厚度模拟及其误差成因分析

BCC_CSM对全球海冰面积和厚度模拟及其误差成因分析谭慧慧;张录军;储敏;吴统文;邱博;李江龙【期刊名称】《大气科学》【年(卷),期】2015(039)001【摘要】本文评估了国家气候中心发展的BCC_ CSM模式对全球海冰的模拟能力,结果表明:该气候系统模式能够较好地模拟出全球海冰面积和厚度的时空分布特征,且南半球海冰模拟能力优于北半球.通过对比分析发现:年平均海冰面积模拟误差最大的区域位于鄂霍次克海、白令海和巴伦支海等海区,年平均海冰厚度分布与观测相近,在北半球冬季模拟的厚度偏薄;从海冰季节变化来看,模拟的夏季海冰面积偏低,冬季偏高;从海冰年际变化来看,近60年南北半球海冰面积模拟都比观测偏多,但南半球偏多幅度较小,然而北半球海冰年际变化趋势的模拟却好于南半球.另外,通过对海冰模拟误差成因分析,发现模拟的净辐射能量收入偏低使得海温异常偏冷,是导致北半球冬季海冰模拟偏多的主要原因.【总页数】13页(P197-209)【作者】谭慧慧;张录军;储敏;吴统文;邱博;李江龙【作者单位】南京大学大气科学学院,南京210093;南京大学气候变化协同创新中心,南京210093;南京大学大气科学学院,南京210093;南京大学气候变化协同创新中心,南京210093;中国气象局国家气候中心,北京100081;中国气象局国家气候中心,北京100081;南京大学大气科学学院,南京210093;南京大学气候变化协同创新中心,南京210093;中国气象局国家气候中心,北京100081【正文语种】中文【中图分类】P461【相关文献】1.GNSS-R应用于海冰厚度的遥感模拟 [J], 张玄黎;高洪兴;杨东凯2.BCC_CSM对全球海表温度和混合层深度的模拟评估 [J], 朱芳泽;王召民;刘成彦;黄河清;詹德权;葛琛琦;林霞;谢泽林3.北极海冰的厚度和面积变化对大气环流影响的数值模拟 [J], 武炳义;黄荣辉;高登义4.BCC_CSM对北极海冰的模拟:CMIP5和CMIP6历史试验比较 [J], 王松; 苏洁; 储敏; 史学丽5.BCC_CSM北极海冰模拟性能的改进对东亚冬季气候模拟的影响 [J], 邓汝漳;储敏;任宏利;刘景鹏;陈权亮因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

近30年BCC-CSM(m)模拟高原积雪状况评估及其对夏季降水的影响

近30年BCC-CSM(m)模拟高原积雪状况评估及其对夏季降水的影响宋敏红;吴统文;张宇;张少波;龙银平;李扬【期刊名称】《高原气象》【年(卷),期】2020(39)1【摘要】为了得到适用于青藏高原积雪研究的高分辨率、长时间序列的区域尺度资料,利用近30年逐月区域气候系统模式BCC-CSM(m)模拟的1.125°×1.125°积雪深度资料、卫星遥感反演的0.25°×0.25°积雪深度资料、ERA-Interim0.75°×0.75°地面感热再分析资料和中国气象数据网提供的0.5°×0.5°降水资料,评估了BCC-CSM(m)模式对高原积雪深度时空演变的模拟性能及其对高原感热和我国夏季降水的影响,为夏季降水预测提供参考依据。

结果表明,BCC-CSM(m)模式能够较好再现冬季高原积雪的时空变化特征,在缺少有效实测积雪资料的高原地区不失为一种分辨率高、时间序列长的代用资料。

冬季高原积雪和春季地表感热之间存在反相变化,而且两者的空间分布型存在显著的负相关关系。

冬季高原积雪与我国夏季降水存在一定的相关关系,即:与长江中下游地区、四川地区、新疆北部地区、东北东部和高原南部夏季降水呈显著正相关关系,而与华南和东北北部地区呈显著负相关关系。

冬季高原积雪存在全区多雪型、全区少雪型、东南少西北多型和东南多西北少型4种空间分布模态,而且不同高原积雪模态对我国夏季降水的影响不同。

【总页数】9页(P15-23)【作者】宋敏红;吴统文;张宇;张少波;龙银平;李扬【作者单位】成都信息工程大学大气科学学院/高原大气与环境四川省重点实验室;国家气候中心;成都信息工程大学资源环境学院【正文语种】中文【中图分类】P426.63+5【相关文献】1.春夏季青藏高原积雪对中国夏末秋初降水的影响及其可能机制2.青藏高原冬季积雪影响我国夏季降水的模拟研究3.青藏高原冬春积雪异常影响中国夏季降水的数值模拟4.青藏高原冬春积雪特征及其对我国夏季降水的影响5.青藏高原冬春积雪异常和中国东部夏季降水关系的诊断与模拟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于BCC-CSM2-MR模式CMIP6试验的辽河流域气温降水模拟与预估

基于BCC-CSM2-MR模式CMIP6试验的辽河流域气温降水模拟与预估翟晴飞;孙凤华;敖雪;耿树江;李成龙;李遥;李鸣钰【期刊名称】《气象与环境学报》【年(卷),期】2022(38)4【摘要】基于国家气候中心中等分辨率模式版本BCC-CSM2-MR开展的第六次耦合模式比较计划(CMIP6)模拟结果,首先利用辽河流域80个气象站点观测资料对模式的性能进行了评估,然后分析了未来不同共享社会经济路径(SSP)情景下的气温降水变化趋势。

结果表明:模式能较好的模拟气温和降水的月、季、年变化,模拟的气温较观测气温偏低,模拟的降水略偏多;模式对秋季和冬季气温的模拟性能明显优于夏季和春季,对夏季降水的模拟性能较好。

模式较好地模拟了辽河流域气温南高北低的纬向分布以及降水自东南向西北逐渐减少的空间分布形势,较好地模拟出辽河流域冷暖中心位置,模拟的降水偏少地区位于辽河流域水系稀疏地区。

相对于基准期(1995—2014年),未来辽河流域气温、降水基本呈增加趋势,未来不同时期不同情景气温增幅均表现为平均最低气温>平均气温>平均最高气温,冬季和春季增温幅度较大,夏季降水量增幅最显著。

随着排放情景升高,平均气温和平均最低(最高)气温增幅持续增大,显著增温地区集中于辽河流域东北部。

SSP1-2.6和SSP2-4.5情景下预估降水的增幅自西南向东北递减,降水增加大值区位于辽宁西部;SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下降水增幅自西向东逐渐递减,降水增幅显著区域位于辽河流域上游的内蒙古和辽宁西部。

【总页数】10页(P27-36)【作者】翟晴飞;孙凤华;敖雪;耿树江;李成龙;李遥;李鸣钰【作者单位】中国气象局沈阳大气环境研究所;辽宁省气象信息中心;沈阳区域气候中心;辽宁省人工影响天气办公室【正文语种】中文【中图分类】P467【相关文献】1.CMIP5模式对长江流域气温模拟与预估2.1.5°C与2°C温升目示下"一带一路"主要陆域气温和降水变化的CMIP6多模式预估3.基于BCC-CSM2-MR模式的疏勒河流域未来气温降水变化趋势分析4.基于CMIP6模式的黄河上游地区未来气温模拟预估5.CMIP6模式对中国西南地区气温的模拟与预估因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

BCC_CSM1.1气候模式年代际试验对北极涛动季节回报能力的初步评估

doi:10.12006/j.issn.1673-1719.2018.004伍丽泉, 李清泉, 丁一汇, 等. BCC_CSM1.1气候模式年代际试验对北极涛动季节回报能力的初步评估 [J]. 气候变化研究进展, 2019, 15 (1): 1-11Wu L Q, Li Q Q, Ding Y H, et al . Preliminary assessment on the seasonal hindcast skill of the Arctic Oscillation with decadal experiment by BCC_CSM1.1 climate model [J]. Climate Change Research, 2019, 15 (1): 1-11BCC_CSM1.1气候模式年代际试验对北极涛动季节回报能力的初步评估伍丽泉1,2，李清泉1,2，丁一汇2，王黎娟1，辛晓歌2，魏敏31 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心，南京 210044；2 国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室，北京 100081；3 中国气象局国家气象信息中心，北京 100081气候变化研究进展第15卷第1期 2019年1月CLIMATE CHANGE RESEARCH V ol. 15 No. 1January2019收稿日期：2018-01-12；修回日期：2018-04-13资助项目：国家自然科学基金项目（41790471)；国家重点基础研究发展计划（2016YFA0602200，2012CB955203，2013CB430202）作者简介：伍丽泉，女，硕士研究生；王黎娟（通信作者)，女，教授，wljfw@引言近百年来北半球显著增温，其中气候变暖最明显的是北极，其增暖是全球平均增暖的2倍以上[1]。

北极涛动（AO ）是北半球热带外行星尺度大气变率的首要模态，即北极地区与中纬度大气质量呈跷跷板变化[2]。

一次典型东北冷涡暴雨的数值模拟及诊断分析

一次典型东北冷涡暴雨的数值模拟及诊断分析
马国忠;王秋京;赵广娜
【期刊名称】《黑龙江气象》
【年(卷),期】2008(25)4
【摘要】利用中尺度数值模式WRF,模拟了黑龙江省2004年8月28～29日出现的暴雨过程,并对此次过程进行诊断分析.结果表明,WRF中尺度模式能够较好的模拟冷涡暴雨天气,并从暴雨形成的辐合辐散、水汽、垂直速度等物理量诊断分析此次暴雨过程的演变及物理特征.
【总页数】3页(P11-13)
【作者】马国忠;王秋京;赵广娜
【作者单位】黑龙江省气象台,黑龙江,哈尔滨,150030;黑龙江省气象科学研究所,黑龙江,哈尔滨,150030;黑龙江省气象台,黑龙江,哈尔滨,150030
【正文语种】中文
【中图分类】P458.3
【相关文献】
1.98.8松嫩流域一次东北冷涡暴雨的数值模拟初步分析 [J], 姜学恭;孙永刚;沈建国
2.东北冷涡下白城北部地区一次局地暴雨的诊断分析 [J], 牛立强;马洪波;孙凯军
3.一次东北冷涡暴雨数值模拟及动力诊断分析 [J], 任丽;杨艳敏;金磊;韩冰;关铭
4.一次东北冷涡暴雨过程数值模拟分析 [J], 宋新辉;鄢志宇
5.东北冷涡下白城北部地区一次局地暴雨的诊断分析 [J], 牛立强;马洪波;孙凯军;
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BCC S2S模式对亚洲夏季风准双周振荡预报评估

BCC S2S模式对亚洲夏季风准双周振荡预报评估贺铮;徐邦琪;高迎侠【摘要】利用1994—2013年ERA-Interim及NCEP/NCAR再分析数据,对国家气候中心(BCC)次季节到季节尺度模式(S2S)1994—2013年的回报试验数据进行亚洲季风区准双周振荡(QBWO)预报能力评估,并诊断模式预报误差来源.结果表明:BCC S2S模式对QBWO的预报能力随着预报提前时间的增长而降低,9 d后预报技巧明显减弱,其周期、传播特征和强度出现误差;在提前9 d预报中,印度洋地区QB WO对流-环流系统结构松散,信号偏弱,对流向东传播,这与印度洋平均态的预报误差有关,夏季对流平均态低层水汽场在西太平洋和阿拉伯海较强,而东印度洋、孟加拉湾一带偏弱;西北太平洋地区QB WO具有向西北传播的特征,但强度偏弱,可能原因是预报低估了QB WO对流西北侧低层涡度的超前信号,经涡度方程诊断发现,地转涡度平流正贡献微弱,相对涡度平流在对流西北侧引发负涡度,从而减弱了对流西北侧由低层正涡度引发的有利条件.【期刊名称】《应用气象学报》【年(卷),期】2018(029)004【总页数】13页(P436-448)【关键词】BCCS2S模式;准双周振荡;预报技巧;模式误差诊断【作者】贺铮;徐邦琪;高迎侠【作者单位】南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心,南京 210044;南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心,南京 210044;南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心,南京 210044【正文语种】中文引言季节内振荡(ISO)是赤道及副热带地区季节内尺度变率的主要模态，由Madden和Julian首先发现，也称作Madden-Julian Oscillation(MJO)[1-2]。

初夏两次东北冷涡天气过程的对比分析

初夏两次东北冷涡天气过程的对比分析陈长胜;丑士连;慕秀香;王晓明【摘要】以2009年初夏的两次冷涡天气过程为对象,应用吉林省气象观测站实时观测资料和NCEP/NCAR提供的6小时1毅伊1毅再分析资料进行了对比分析。

在分析冷涡活动路径及强对流天气与高低空环流配置关系基础上,进一步选取两次冷涡过程中两场有代表性的对流天气,从热力、动力、不稳定条件等多方面进行对比分析。

结果发现:(1)东北冷涡发展演变与高层温度平流有关,涡后冷平流越强,冷涡发展越快;在冷涡发展至成熟阶段,高空锋区与强对流天气发生的区域有很好的对应关系;在冷涡逐渐消散的阶段,暖平流侵入冷涡内部的交汇处也是强对流天气发生的区域。

(2)强的环境风垂直切变环境下,高低层急流的耦合作用触发强烈垂直运动。

在没有高低空急流耦合作用的弱风垂直切变的环境场中垂直运动也相对较弱。

(3)对流不稳定和条件性对称不稳定都可以激发东北冷涡背景下的强对流天气。

【期刊名称】《气象灾害防御》【年(卷),期】2017(024)004【总页数】7页(P1-7)【关键词】冷涡;强对流天气;垂直风切变;高低空急流耦合;条件性对称不稳定【作者】陈长胜;丑士连;慕秀香;王晓明【作者单位】[1]吉林省气象台,长春130062;;[2]白山市气象局;;[1]吉林省气象台,长春130062;;[1]吉林省气象台,长春130062【正文语种】中文【中图分类】P433在中国东北地区，无论在天气事件还是气候事件中，东北冷涡都是一个重要的天气系统[1-2]。

活跃在东亚地区的东北冷涡活动的多寡，是造成中国东北地区的洪涝灾害[3]和低温灾害[4]事件的重要原因。

它在每年的各个季节都有出现，但主要出现在春末夏初的5-7月，其中6月份最多。

一个冷涡过程一般可维持3～4天，有时维持时间较长，可达6～7 天甚至更长[5]。

东北冷涡最引人关注的特点是其诱发中小尺度系统的突发性和反复性（连续几天在一个地区附近产生短时暴雨等强对流天气）。

BCC_CSM模式夏季长江中下游水汽输送评估

BCC_CSM模式夏季长江中下游水汽输送评估汪栩加;郑志海;顾伯辉;赵玉衡【期刊名称】《高原气象》【年(卷),期】2016(35)5【摘要】基于国家气候中心第二代季节预测模式的回报数据集与NCEP再分析数据,首先分析了夏季长江中下游地区大气水汽含量以及水汽输送特征,在此基础上分析了该地区水汽输送与长江中下游降水及夏季风之间的配置关系。

进一步对模式的水汽输送预测能力进行了评估,并对造成模式误差的可能原因进行了分析。

研究表明,夏季长江中下游降水与东亚夏季风联系密切,而东亚夏季风主要通过影响长江中下游的水汽输送来影响该地区降水,因此水汽输送是联系水汽源地与降水的一个重要的枢纽;另一方面,模式中夏季长江中下游大气水汽输送较观测而言存在一个气旋性偏差,不利于水汽输送到该地区,这导致了长江中下游大气可降水量偏少,从而成为该地区降水的预测总体偏少一个重要原因,这种负偏差中心分布在20°N-40°N之间,而低纬度则是一个正偏差分布。

进一步研究发现,模式对于长江中下游水汽输送的预测偏差主要是由夏季风的预测偏差导致的,且模式对于弱季风年的预测能力要强于强季风年。

【总页数】10页(P1270-1279)【作者】汪栩加;郑志海;顾伯辉;赵玉衡【作者单位】兰州大学大气科学学院;中国气象局国家气候中心【正文语种】中文【中图分类】P435【相关文献】1.BCC_CSM模式夏季关键区海温回报评估2.夏季东亚季风区水汽输送特征及其与南亚季风区水汽输送的差别3.来自印度季风区的水汽输送与东亚上空水汽输送和中国夏季降水的关系4.不同水平分辨率BCC_CSM模式对中亚夏季降水模拟能力评估5.影响长江中下游夏季降水的青藏高原水汽抽吸作用和水汽路径的定量化研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

BCC_CSM1.1m对冬季典型环流系统的预测评估

BCC_CSM1.1m对冬季典型环流系统的预测评估张智超;周放;张浩鑫;周辰光;王欣【期刊名称】《应用气象学报》【年(卷),期】2023(34)1【摘要】基于国家气候中心气候系统模式1.1版本(BCC_CSM1.1m)的历史回报数据,利用时间相关系数和均方根误差等确定性技巧评分,对西伯利亚高压、阿留申低压、东亚冬季风3种东亚地区冬季典型环流系统的预报技巧进行检验评估,并通过时间序列分析和空间相关系数等方法,分析东亚地区冬季典型环流系统的可预报性来源。

结果表明:由于模式对热带海洋和北太平洋海平面气压的预测偏差小、对欧亚大陆的预测偏差大,模式对阿留申低压、东亚冬季风的预测技巧高于西伯利亚高压。

进一步分析表明:厄尔尼诺和南方涛动(ENSO)是阿留申低压和东亚冬季风的重要可预报性来源,而土壤温度是西伯利亚高压的重要可预报性来源,并受ENSO调制。

此外,东亚冬季风的预报技巧也受到西伯利亚高压预报技巧的制约。

【总页数】12页(P27-38)【作者】张智超;周放;张浩鑫;周辰光;王欣【作者单位】南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心;山西省运城市夏县气象局;中国气象科学研究院【正文语种】中文【中图分类】P73【相关文献】1.两种危险因素定量评估系统对不典型胸痛患者冠状动脉病变程度预测的对比研究2.CMIP5模式对东亚冬季风指数变化及其与冬季大气环流和气温关系的模拟评估3.内蒙古冬季极端多雪气候事件环流演变特征及季节预测信号4.2017年冬季北京霾日极少的大尺度气候和\r环流背景:兼论\"霾气候\"预测研究5.平流层大气质量环流脉冲事件与北半球冬季大陆尺度寒潮低温的次季节尺度预测因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

BCC_CSM模式对热带降水年循环模态的模拟

BCC_CSM模式对热带降水年循环模态的模拟张莉;吴统文;辛晓歌;张洁;房永杰;王在志;魏敏【期刊名称】《大气科学》【年(卷),期】2013(037)005【摘要】本文评估了国家气候中心发展的两个不同分辨率海—陆—气—冰多圈层耦合气候系统模式BCC_CSM1.1和BCC_CSM1.1(m)对热带降水两个年循环模态——揭示降水冬夏季节差异的季风模态和揭示过渡季节春季和秋季非对称特征的春秋非对称模态的模拟能力,讨论了模拟偏差产生的可能原因.分析结果表明,BCC_CSM1.1和BCC_CSM1.1 (m)均能合理再现全球年平均降水的基本分布特征,也能较合理再现热带降水年循环模态的基本分布特征,尤其季风模态中降水与环流关于赤道反对称的特征；能够较合理再现春秋非对称模态与热带海洋表面温度(SST)年循环之间的关系.大气温度场、环流场以及热带SST的模拟偏差对降水季风模态有影响；热带SST年循环的偏差对降水春秋非对称模态的模拟偏差有贡献；模式分辨率对降水年循环模态的模拟也有一定影响.对比分析显示,大气模式和陆面模式水平分辨率提高之后模式在某些模拟性能上有所提高,这表现在:BCC_CSM1.1(m)模拟的1～12月降水气候态的空间变率更接近观测；热带海表温度年循环总体上更接近观测；模拟的热带降水年循环模态的部分特征更合理.但BCC_CSM1.1 (m)的模拟结果相对观测仍存在较大偏差,有待进一步改进.【总页数】19页(P994-1012)【作者】张莉;吴统文;辛晓歌;张洁;房永杰;王在志;魏敏【作者单位】国家气候中心,北京100081;国家气候中心,北京100081;国家气候中心,北京100081;国家气候中心,北京100081;国家气候中心,北京100081;国家气候中心,北京100081;国家气象信息中心,北京100081【正文语种】中文【中图分类】P467【相关文献】1.积云参数化方案对热带降水年循环模态模拟的影响 [J], 张丽霞;周天军;曾先锋;陈昊明;包庆2.SAMIL模式中Tiedtke积云对流方案对热带降水模拟的影响 [J], 刘琨;刘屹岷;吴国雄3.气候系统模式FGOALS_s1.1对热带降水年循环模态的模哪 [J], 张丽霞;周天军;吴波;包庆4.FGOALS耦合模式对赤道太平洋海温和降水年循环的模拟评估 [J], 李恬燕;俞永强5.不同水平分辨率BCC_CSM模式对中亚夏季降水模拟能力评估 [J], 吴昊旻;黄安宁;姜燕敏;赵勇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

BCC_CSM1.1(m)模式对热带太平洋潜热通量的评估

BCC_CSM1.1(m)模式对热带太平洋潜热通量的评估唐慧琴;曾刚;黄悦【摘要】利用1979-2005年OAFlux(Objeetively Analyzed air-sea Fluxes)观测资料以及CMIP5的15个耦合模式的模拟结果,评估了BCC_CSM1.1 (m)模式对热带太平洋年平均潜热通量气候态和变化趋势的模拟能力,并分析造成趋势偏差的可能原因.结果表明:BCC_CSM1.1(m)模式模拟热带太平洋年平均潜热通量气候态在各纬度上差异较大,其中在赤道的模拟能力较佳,而在10.N和8.S附近模拟偏差较大;BCC_CSM1.1 (m)模式对热带太平洋年平均潜热通量趋势的模拟能力一般,造成趋势偏差的主要原因是该模式低估了风速对潜热通量的局地贡献以及它对风速的非局地贡献的模拟存在较大偏差.此外,该模式未能较好地模拟出风速对全球变暖响应.因此,BCC_CSM1.1(m)模式对热带太平洋年平均潜热通量趋势模拟的改进需加强其对风速模拟的改进.【期刊名称】《应用气象学报》【年(卷),期】2016(027)004【总页数】10页(P463-472)【关键词】BCC_CSM1.1(m);潜热通量;热带太平洋【作者】唐慧琴;曾刚;黄悦【作者单位】南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气象灾害教育部重点实验室,南京210044;南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气象灾害教育部重点实验室,南京210044;高原大气与环境四川省重点实验室,成都610225;南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气象灾害教育部重点实验室,南京210044【正文语种】中文利用1979—2005年OAFlux(Objectively Analyzed air-sea Fluxes)观测资料以及CMIP5的15个耦合模式的模拟结果，评估了BCC_CSM1.1(m)模式对热带太平洋年平均潜热通量气候态和变化趋势的模拟能力，并分析造成趋势偏差的可能原因。

基于BCC_CSM模式的山西省盛夏降水降尺度预测

基于BCC_CSM模式的山西省盛夏降水降尺度预测张冬峰;王永光;张国宏【摘要】降尺度方法是目前弥补气候系统模式预测结果不足的重要手段,为获得具有较高预测技巧的山西盛夏降水客观化预测产品,本文选取1990-2017年6月起报的BCC_ CSM气候系统模式输出盛夏结果和同期NCEP/NCAR再分析资料同时与山西盛夏降水异常典型模态具有统计显著的因子,利用逐步回归方法建立了山西盛夏降水降尺度模型.进一步研究发现,降尺度模型的预测能力与BCC_CSM对影响山西盛夏降水关键区海温的预测技巧密切相关.检验回报与观测的时间和空间距平相关系数(TCC和ACC)、回报与观测的距平符号一致率(PC)以及趋势异常综合评分(PS),表明降尺度模型对山西盛夏降水的预测技巧较BCC_CSM输出有明显改进,BCC_CSM模拟降水TCC在山西全区没有通过95％信度检验,降尺度模型回报TCC在山西大部分地区通过95％信度检验,中南部通过99％信度检验;相应的ACC 由-0.02提高到0.35,PC由53.3％提高到66.8％,PS由65.6％提高到78.9％.2018年盛夏业务试运行,ACC为0.42,PS为70.8％.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2019(047)004【总页数】9页(P622-630)【关键词】降尺度预测;盛夏降水;BCC_CSM【作者】张冬峰;王永光;张国宏【作者单位】山西省气候中心,太原030006;中国气象局国家气候中心,北京100081;山西省气候中心,太原030006【正文语种】中文【中图分类】P456.7引言全球气候系统模式是获得客观定量短期气候预测结果的重要工具，欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、美国国家环境预报中心(NCEP)、英国气象局(UKMO)和中国科学院大气物理研究所、国家气候中心等主要气候业务预测机构均已实现使用耦合气候系统模式进行短期气候预测[1-6]。

全球气候系统模式对大尺度环流具有较高的预测技巧，但是受模式动力框架、物理过程描述以及初值条件、分辨率等的限制，目前对气温、降水等气候要素的预测结果存在明显误差，特别是在具有复杂地形和气候系统的东亚季风区，不能满足业务和服务的需要。

BCC_CSM1.1全球模式中极端气温变化的归因分析

的可能影响。
子和利用气候模式进行敏感性试验分析。随着气候
１资料与方法
１．１模式与试验
模式的发展及计算机技术的不断进步，气候模式成
气温的变化。事实上伴随着平均气候的变化，极端
气候也在经历着湿著的变化。而且极端气候事件往往会带来更加严重的社会和经济影响。分析不同外强迫因子对极端气候变化的影响，对理解
ＢＣＣ
—
ＣＳＭ１．１全球模式中极端气温变化的归因分析
翟薇，李肖霞
（１．中国气象局工程咨询中心，北京１０００８１；２．中国气象局气象探测中心，北京１０００８１）
பைடு நூலகம்
摘要：利用ｌ。×１。的ＥＲＡ — Ｉｎｔｅｒｉｍ再分析资料和气候系统模式ＢＣＣ — ＣＳＭ１．１历史模拟（Ｈｉｓｔｏｒｉｃａ１）试验及气
第３７卷第４期
２０１４年１１月
气象与环境科学
ＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ
Ｖｏ１．３７ＮＯ．４
ＮＯＶ．２Ｏｌ４
体因素时，模式可以成功再现２０世纪全球气温的变化。在模式中，只考虑温室气体因素时，２０世纪末

基于BCC CSM模式的中国东部夏季降水预测检验及订正

基于BCC CSM模式的中国东部夏季降水预测检验及订正郭渠;刘向文;吴统文;程炳岩;李瑞;魏鳞骁【期刊名称】《大气科学》【年(卷),期】2017(041)001【摘要】基于国家气候中心第二代季节预测模式的历史回报试验数据,检验了模式对我国东部夏季降水的预测能力,探讨了预测误差形成的可能原因,并应用降尺度方法提高了模式的降水预测技巧.分析表明:(1)模式能在一定程度上把握我国东部夏季降水时空变率的两个主要模态(偶极子型模态和全区一致型模态),但是不同超前时间的预测在刻画模态方差贡献、异常空间分布特征、时间系数的年际变化等方面存在明显误差;(2)模式能够合理预测大尺度环流和海表温度(SST)的变化特征,但是对中国东部夏季降水的总体预测技巧有限,这与模式不能准确刻画西太平洋副热带高压、大陆高压、中高纬阻塞高压等环流系统以及热带太平洋、印度洋SST变率对中国东部降水模态的影响有关;(3)针对1991～2003年回报试验数据中的500 hPa位势高度、850 hPa纬向风和经向风、SST变量,在全球范围内寻找并定位与中国东部站点降水关系最密切的预报因子,进而建立针对降水预测的单因子线性回归、多因子逐步和多元回归模型.采用2004～2013年回报试验对所建立的降水预测模型进行了独立检验,结果表明:所建立的降尺度预测模型能显著提高中国东部地区夏季降水的预报技巧.以6月1日起报试验为例,预测的第一模态(第二模态)与观测的空间相关系数由原始的0.12 (0.48)提高到了0.58 (0.80),时间相关系数则从0.47 (0.15)提高到0.80 (0.67);其它超前时间的预测试验中,降尺度预测模型的降水预测技巧相比模式原始预测技巧也同样明显提高.%Based on the re-forecast data from the second-generation seasonal prediction model of NationalClimate Center,the model's capability to predict summer rainfall over East China and possible reasons for the forecast errors areinvestigated.Furthermore,the rainfall forecast skill is improved by the application of downscaling approaches.Results indicate that the model is able to capture the two major modes of spatiotemporal variability of summer rainfall over East China to some extent (i.e.the dipole mode and the uniform-distribution mode).However,forecasts at various lead times show obvious errors in variance contributions of these modes and spatial distributions of anomalies and interannual variations of time coefficients,etc.In addition,although the model can reasonably reproduce variations of large-scale circulation and sea surface temperature (SST),it shows limited skills in forecasting summer rainfall over East China.This is partially due to the model's inability to realistically depict the impacts of circulation systems such as the West Pacific subtropical high,the continental high and the middle-high-latitude blocking high.Influences of SST in the tropical Pacific and Indian Ocean on major rainfall modes over East China are also not well described in the model.Furthermore,in terms of the 500-hPa geopotential height,850-hPa zonal and meridional winds,and SST in reforecasts for 1991-2003,predictors with the closest relationship with East China rainfall are identified on global scale and used to establish the single-factor linear regression,multi-factor stepwise regression,and multiple regression downscaling models for rainfall prediction.These downscaling rainfall prediction models are tested independently using reforecasts for 2004-2013,and significantimprovements in the forecast of East China summer rainfall are obtained.For the forecast initialized on June 1,for example,the spatial correlation coefficient between predicted and observed EOF 1 (EOF2) modes increases from 0.12 (0.48) for the original prediction to 0.58 (0.80) for the downscale prediction,and the corresponding temporal correlation coefficient rises from 0.47 (0.15) to 0.80 (0.67).Compared to the original forecasts by the model at other lead times,the downscaling forecast models also significantly enhance the prediction skill of rainfall.【总页数】20页(P71-90)【作者】郭渠;刘向文;吴统文;程炳岩;李瑞;魏鳞骁【作者单位】重庆市气候中心,重庆401147;国家气候中心,北京100081;国家气候中心,北京100081;重庆市气候中心,重庆401147;济南市气象局,济南250002;重庆市气候中心,重庆401147【正文语种】中文【中图分类】P467【相关文献】1.BCC_CSM气候模式对中国区域500 hPa气候要素模拟能力的检验 [J], 石彦军;任余龙;张宇;周甘霖;尚可政;王式功2.基于时间尺度分离的中国东部夏季降水预测 [J], 刘娜;李双林3.边界强迫场订正的区域气候模式对2013年夏季中国东部极端高温预测的改进试验 [J], 董广涛;陈葆德;陈伯民;史军4.RSM模式对中国东部夏季降水模拟能力的检验 [J], 宗培书;周晶5.BCC_CSM1.1m模式对福建前汛期降水预测的误差订正 [J], 池艳珍;梁潇云;何芬;吴伟杰;唐振飞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

东北冷涡数值预报系统建立与业务应用

东北冷涡数值预报系统建立与业务应用周晓珊;崔锦;王连仲;陈力强;杨森【期刊名称】《气象与环境学报》【年(卷),期】2012(028)005【摘要】东北冷涡强降水一直是东北地区气象预报的难点和重点。

从提高东北冷涡降水数值预报质量着手,选择模式中可能对东北冷涡强对流有影响的不同辐射方案、边界层方案和积云参数化方案等多种物理过程,对东北冷涡降水预报的性能进行批量试验;利用天气学检验方法,选择预报结果较好的RRTM长波辐射方案、Gayno Seaman边界层方案、Grell积云参数化方案和混合相湿过程显式方案等物理方案,组合建立了东北冷涡数值预报系统。

经检验表明：系统对东北冷涡降水预报的水平较东北区域中尺度数值预报业务系统有所提高。

同时利用天气学检验方法,从降水预报的强度、落区和移速等方面着手,评估东北冷涡数值预报产品对冷涡降水预报的性能和系统误差,得出降水强度易偏强、落区易偏西偏南和范围易偏小等定性结论,可直接应用于预报业务,取得了较好的应用效果。

%Forecast of a heavy rain caused by the Northeast China cold vortex is always difficult but it is important to weather forecasting operation in the northeast China.Based on a number of tests using combination of different physical parameterization schemes,such as radiation,boundary layer and cumulus convection schemes available in numerical weather prediction model,the numerical prediction system for the Northeast China cold vortex has been built.The selection of parameterization is based on synoptic verification score that shows improvement in precipitation forecasting.The systemincludes physical schemes of long wave radiation,Gayno Seaman boundary layer,Grell cumulus parameterization and mixed phase humidity process.The result shows that the forecast accuracy of precipitation caused by the Northeast China cold vortex is higher using this system than using the operational system of meso-scale numerical forecast in the northeast China.At the same time,the influence of forecast products on the forecast capability and systematic error of precipitation caused by the Northeast China cold vortex are evaluated by a synoptic verification method in terms of density,falling areas and moving velocity of precipitation forecast etc..The evaluation indicates that the forecast precipitation intensity is stronger than the real;the forecast falling areas moves to west or south;the forecast scope is smaller than the real.These conclusions have been applied to operational forecast and led to better forecasting results.【总页数】7页(P1-7)【作者】周晓珊;崔锦;王连仲;陈力强;杨森【作者单位】中国气象局沈阳大气环境研究所,辽宁沈阳110016;中国气象局沈阳大气环境研究所,辽宁沈阳110016;中国气象局沈阳大气环境研究所,辽宁沈阳110016;中国气象局沈阳大气环境研究所,辽宁沈阳110016;中国气象局沈阳大气环境研究所,辽宁沈阳110016【正文语种】中文【中图分类】P426.6【相关文献】1.我国极地数值天气预报系统的初步建立与应用 [J], 孙启振;丁卓铭;沈辉;杨清华;张林2.中尺度层状云系数值预报系统及其业务化应用试验 [J], 周毓荃;包绍武;黄毅梅;郝建平3.一个中国沿岸台风风暴潮数值预报系统的建立与应用 [J], 李永平;于润玲;郑运霞4.南海海洋气象数值预报系统(Grapes-MAMS)及其业务应用 [J], 刘春霞;赵中阔;袁金南;温冠环;毕雪岩5.渤海海雾数值预报系统建立及应用 [J], 史得道;吴振玲;高山红;杨悦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

2021年6月东北冷涡暴雨水汽来源和源区贡献分析

2021年6月东北冷涡暴雨水汽来源和源区贡献分析李玥瑶;崔晓鹏;李国平;陈力强【期刊名称】《大气科学》【年(卷),期】2024(48)3【摘要】本文针对2021年6月2~3日发生在东北地区的冷涡暴雨过程,首先利用传统欧拉方法,初步分析了此次初夏东北冷涡暴雨过程的水汽输送与辐合特征,进而利用拉格朗日轨迹追踪模式FLEXPART和水汽来源与源区定量贡献分析方法,揭示出此次暴雨过程的水汽源地和源区定量贡献。

结果表明:此次初夏冷涡暴雨过程期间,副热带高压偏南,东北地区主要受东北冷涡和其下游日本海弱高压脊影响,但对流层低层,副高主体与日本海弱高压脊之间存在气旋性切变流场,促成一支低空急流沿我国沿海地区北上,有利于东北地区南侧水汽向北输送,与东北冷涡后部干冷空气在辽宁和吉林省交汇,触发强降水。

拉格朗日轨迹追踪显示,60%以上的目标气块来自降水区西侧和西北侧的亚欧大陆地区,这些气块初始位置高度较高,途径我国东海、黄海一带时,高度显著降低,并汇入偏南暖湿气流,进而流入目标降水区;还有部分气块来自贝加尔湖及其以东地区以及我国南海和中南部大陆地区,气块初始位置及行进过程中高度均较低。

水汽源区对目标降水区的水汽定量贡献显示,东海—黄海至西北太平洋地区贡献最大(贡献率37.04%),中国大陆中东部紧随其后(贡献率30.05%),显著的水汽摄取和较低的沿途损失,使得上述两区域水汽贡献显著,而降水区局地摄取水汽的贡献排在第三位;此外,贝加尔湖及其以东地区和亚欧大陆中西部亦有一定贡献(尽管亚欧大陆中西部的水汽摄取总量亦较大,但绝大部分水汽在远距离输送过程中损耗),而印度半岛至中国南海地区水汽贡献最小。

相对于传统的欧拉方法,拉格朗日方法可以更清晰地给出暴雨过程主要的水汽源地及其贡献。

【总页数】15页(P1261-1275)【作者】李玥瑶;崔晓鹏;李国平;陈力强【作者单位】成都信息工程大学大气科学学院;中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴重点实验室;中国气象局沈阳大气环境研究所;南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心;中国科学院大学【正文语种】中文【中图分类】P445【相关文献】1.近50a东北冷涡暴雨水汽源地分布及其水汽贡献率分析2.近50年来东北冷涡暴雨过程动力条件诊断和水汽条件分析3.台风“温比亚”影响期间山东极端降水过程水汽来源及源区贡献定量分析4.一次东北冷涡暴雨的水汽输送特征和位涡分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

东北地区夏季旱涝的环流型及动力气候模式解释应用

东北地区夏季旱涝的环流型及动力气候模式解释应用丁婷;陈丽娟【期刊名称】《高原气象》【年(卷),期】2015(0)4【摘要】基于1991 2010年东北地区91站逐月降水资料、NCEP/NCAR再分析资料以及国家气候中心第二代月动力延伸预报模式(BCC_DERF2.0)共20年回报资料,分析了夏季各月影响东北降水的环流型,检验了BCC_DERF2.0对东北各月降水和主要环流系统的预测能力,并建立了东北地区降水的解释应用预测模型。

诊断分析显示,东北地区6月降水异常主要受东北冷涡和鄂霍茨克海阻塞高压的影响,7月主要受西太平洋副热带高压(下称西太副高)的影响,而8月主要受西太副高和东北冷涡的影响;模式性能分析显示,BCC_DERF2.0模式对东北南部的个别站点降水趋势有一定的预测能力,对6月偏南风、7月西太副高、8月西太副高和东北冷涡的预测效果较好。

在此基础上,提取影响我国东北夏季降水异常的关键环流区的高技巧预测信息,建立线性回归模型,交叉检验显示提高了对8月的降水预测技巧,通过了显著性检验。

进一步对比分析发现,BCC_DERF2.0直接输出的20年回报夏季各月东北降水效果好于同期国家气候中心业务发布预报,而利用模式输出的高技巧环流信息建立的东北降水回归预测模型交叉检验效果高于模式直接输出降水预报。

因此,基于诊断分析和BCC_DERF2.0模式超前预报时间为10天的高技巧环流信息解释降水,可以明显提高东北夏季月尺度降水的预测能力。

【总页数】12页(P1119-1130)【作者】丁婷;陈丽娟【作者单位】国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室【正文语种】中文【中图分类】P426.616【相关文献】1.东北地区夏季旱涝、低温冷害评估系统的设计与实现2.正常季风年华南夏季"旱涝并存、旱涝急转"之气候统计特征3.东北地区夏季旱涝指标的确定4.中国东北地区夏季旱涝的大气环流异常特征5.东北地区夏季旱涝的区域特征及水汽异常输送因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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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
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
第３５卷第４期２０１９年８月
气象与环境学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＹＡＮＤＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ
Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．４Ａｕｇｕｓｔ２０１９
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．ＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｅａｒｌｙｓｕｍｍｅｒｃｏｌｄｖｏｒｔｅｘｉｎＮｏｒｔｈｅａｓｔＣｈｉｎａｕｓｉｎｇｔｈｅＢＣＣ＿ＣＳＭ１．１（ｍ）ｍｏｄｅｌ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０１９，３５（４）：５５－６２．
尺度涡旋引起的沈阳地区冰雹天气进行了模拟。综上可见，尽管东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，
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、
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
（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５００ｈＰａ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。
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
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
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：Ａｄｏｉ：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
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）