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《海气耦合环流模式及耦合技术的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第23卷第3期南京气象学院学报Vol.23No.32000年9月JournalofNanjingInstituteofMeteorologySep.2000文章编号:1000-2022(2000)03-0449-10海气耦合环流模式及耦合技术的研究122闵锦忠,孙照渤,朱伟军(南京气象学院1.气象灾害和环境变化开放研究实验室;2.大气科学系,南京210044)摘要:介绍了近年来国内外海气耦合环流模式的研究、发展趋势,对不同模式的耦合技术及其预报试验进行了综合分析,从ENSO预测与耦合环流模式的组成分类、模式的气候漂移及其处理技术(耦合方案)的特点、模式的季节、年际、年代际
2、预报能力等方面评述了当前海气耦合环流模式的研究进展和影响耦合模式预报能力的有关问题,指出目前发展海气耦合模式的难点所在,并就我国现状提出了进行针对性研究的具体想法。关键词:海气耦合模式,气候漂移,耦合技术,季预报,年际预报,年代际预报中图分类号:P732.6文献标识码:A[1]自Manabe等构造第一个全球耦合的海洋-大气模式之后,各种类型的海气耦合环流模式相继问世。近年来,气象工作者在海气相互作用领域进行了大量创造性工作,海气耦合环流模式也得到了蓬勃的发展,尤以用模式对ENSO事件进行预测研究的工作最多。目前,海气耦合环流模式的研究主要集中在美国国家大气研究中心(NCA
3、R)、美国地球物理流体力学实验室(GFDL)、加利福尼亚大学洛衫矶分校(UCLA)、俄勒冈州立大学(OSU)、英国气象局(UKMO)、德国Max-Planck气象研究所(MPI)和澳大利亚联邦科学和工业研究组织(CSIRO)等。国内中国科学院大气物理研究所、中国气象科学研究院、国家气候中心、南京大学大气科学系和南京气象学院等教学研究机构都在研制各具特色的海气耦合环流模式,其中大气物理研究所和中国气象科学研究院的耦合模式已较成熟。尽管各耦合模式对气候都有一定的模拟能力,有的甚至对某一方面模拟的很好,但一个显著的特点是它们在模式的框架、耦合技术、模式分辨率以及模式的动力和物理
4、过程的处理等方面各有特色,因而对气候模拟的优缺点就不同。为了给完善和改进海气耦合模式提供依据,特别是为发展我国具有重要国际影响的海气耦合环流模式提供参考,我们就各模式的组成、气候漂移、敏感性试验、ENSO预测、耦合技术及季节、年际、年代际预报能力等方面进行了比较,并评述了国内外这方面的最新研究进展。1ENSO预测与海气耦合模式的分类以ENSO为中心的热带海气相互作用已被公认为当代气候研究的一个核心问题,这是因收稿日期:2000-04-27;改回日期:2000-06-05基金项目:“国家重点基础研究发展规划”G1998040901-3项目资助作者简介:闵锦忠,男,1965年
5、9月10日生,博士生,讲师450南京气象学院学报23卷为厄尔尼诺/南方涛动是热带海气相互作用引起的高于气候噪声的数年际气候异常的最强信号,ENSO信号不仅存在于全球热带海温、气压、风和云量以及洋流等要素之中,而且在世界许多地区的大气环流和年际气候变化中也有清楚的体现,因而可以用ENSO事件作为预测未来气候变化的重要线索。世界气候研究计划(WCRP)也明确指出:几年到几十年的气候变化及其预测问题只有在充分了解全球大气和海洋动力学相互作用的基础上才有可能解决。然而,由于ENSO极其复杂加上对其机制的认识还不完全,因此要对其进行准确预报还存在一定的困难。这一方面要加强观测以便进
6、一步揭示新的事实,另一方面要研制能够模拟出与实际相接近的ENSO循环过程的数值模式。在20世纪70～80年代主要用OGCM或AGCM对海洋和大气进行模拟,在给定风应力异常、热量和水汽异常的情况下用OGCM已能模拟出SST等海洋要[2]素的变化;或给定SST异常用AGCM能模拟出ElNino引起的大气环流异常的主要特征:[3,4]SO的反位相、赤道太平洋的信风减弱、雨区东移以及中高纬地区的遥响应等。这两类做法只考虑了海洋对大气强迫的响应;或大气对海洋强迫的响应,并未真正揭示海气耦合相互作用的主要特征。因此80年代中期以后,随着TOGA计划的实施,人们逐渐建立了各种类型的海[
7、5]气耦合模式。特别是Zebiak等研制的简单海气耦合距平模式(ZC模式),经过多年积分,它在没有外强迫条件下,热带太平洋海气耦合系统可以产生主周期为3～4a不规则的年际低频变化,从而说明ENSO循环主要是受热带太平洋海气系统的确定性过程控制的自激振荡现[6]象。Schopf等用两层非线性大气、海洋原始方程模式也成功地模拟了ENSO循环的变化性。这从两方面说明ENSO过程具有可预报性,同时对研制更好、更完善的海气耦合模式提出了挑战。[7]就ENSO预报而言,模式可分为3类:一是纯统计学模式,使用了正交相关分析(CCA)、主振荡
