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行业专项成果综述-年代际变化对季节-年际气候预测的影响

发布者:张岳   来源:   发布时间:2019/11/29 15:03:08   标签:   浏览次数:4821

项目编号GYHY201006022

研究周期2010年10月—2013年8月

国拨经费171万元

项目负责人】李双林

项目骨干成员】李跃凤、杨海军、郎咸梅、鞠丽霞、祝亚丽、张颖、钱诚、詹艳玲

项目承担单位】中国科学院大气物理研究所

项目协作单位】国家气候中心、北京大学

主要研究成果

一、建立年际、年代际尺度分离的江淮和华北夏季降水统计降尺度预测模型

基于气象要素的多时间尺度性,把预测量进行时间尺度分离,分别寻找其年际、年代际尺度分量所对应预测因子,再使用统计降尺度方法,分别建立年际、年代际尺度预测分量的预测模型,将二者相累加,得到预测总结果。

就欧洲DEMETERENSEMBLE 项目多模式输出,利用时间尺度分离后再进行统计降尺度得到的预测结果,相比以前不分离时间尺度的统计降尺度及模式直接预测,显著提高了预测技巧。

还就实时发布NCEP CFS 3.0模式输出,建立了时间尺度分离之后的统计降尺度的实时业务预测模型。

二、发现PDOAMO等年代际海温模态及北极海冰减少对东亚夏季降水的影响

利用1900-2010年观测数据,研究了PDO对中国东部夏季降水的影响及物理过程,同时研究了华北干旱的多年代际变率及其对近几十年华北干旱化的贡献以及和PDO的关系。得到以下主要结论:①1900-2010年华北经历了从变湿转为1960后变干的长期变化,其中1960-1990年的干旱化趋势有大约70%来自和PDO有关的多年代际(50-70)变率MDV;②在年代以上尺度上(尤其是50-70年尺度上),华北干旱和PDO反位相,两者在多年代尺度上的关系一直很稳定,对10-30年尺度的年代际预测有很好的指示意义;③多年代际尺度上PDO不同位相影响华北干旱和夏季降水可能机理是:途径1,通过PDO的热带印太海温分支影响东亚沿海的异常经向波列(PJ/EAP型遥相关)PDO正位相时,华北位于异常高压和反气旋控制,导致偏旱;途径2,通过改变东亚的海陆温差,PDO正位相时海陆温差减小。

利用CMIP5历史模拟结果,20世纪和NCEP/NCAR再分析资料,和中国站点降水观测资料,运用滤波、相关分析、EOF、和SVD等分析方法,对北极冬春季变暖对中国夏季降水的影响进行了统计分析和机理解释。结果发现冬春季,特别是春季北半球中高纬度和北极表面一致性增温,与夏季贝加尔湖附近的阻塞高压的加强有密切关系,然后对夏季长江流域降水的年代际增加做出贡献。即贝加尔湖附近的阻塞高压是联系冬春季中高纬和北极增暖和夏季长江流域降水年代际增加的桥梁。

三、发展了区域气候模式与动力季节预测系统的嵌套偶合预测系统

实现了区域气候模式RegCM3与大气所动力短期预测系统IAP9L-AGCM的嵌套,并完成了RegCM3_IAP9L-AGCM多年跨季度预测回报试验。结果表明,利用高分辨率的区域气候模式能有效提高原来单独使用IAP9L-AGCM模式对东亚气候进行预测的水平,尤其是针对地表气温和高层大气环流场的回报,但对降水的预测水平仍不乐观,而且区域性差异较大。为提高对我国夏季降水的预测效果,我们考虑利用统计订正方法来改进模式结果。基于区域模式较全球模式对500-hPa 位势高度场和200-hPa纬向风场的距平回报效果好的前提,建立了我国东部降水和大尺度环流场的统计订正方程,其结果表明这种统计-动力相结合的降尺度预测方法对我国东部部分地区降水预测有明显改进,但仍需进一步完善使用的统计订正方法。模式结果还表明RegCM3_IAP9L-AGCMIAP9L-AGCM能更好抓住我国降水的年际变化特征。

成果应用情况

基于取得的项目成果,我们进行实时应用,制作了2014年夏季我国东部地区降水量和降水距平百分率预测,并提供给国家气候中心气候预测室的业务人员参考.相关的原理、方法及结果成文后刊登在国家气候中心内部刊物2014年《气候预测评论》上。

    国家气候中心对我们的预测结果进行了评估,并认为: 2014年夏季降水预测结果与实况的对比显示,对我国东部雨型分布的预测与实况比较接近,尤其是成功预测了我国华北地区的干旱和长江中下游到江南地区的多雨。”

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