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姜允迪访问美国国家海洋大气局气候预测中心(CPC/NOAA)总结
日期:2007-08-28
    
2006年3月15日-2007年6月15日,按照中美双边合作协议下的“气候及气候变化”项目,姜允迪博士在美国国家海洋大气局气候预测中心进行学术交流,主要针对中美降水、干旱等方面,从观测和模式模拟两个方面进行了分析研究。期间主要研究内容和学术交流活动总结如下:
 
一.对美国降水进行分析
利用CMAP资料研究了美国区域降水变率,相关的物理过程以及利用NCEP的CFS模式模拟结果分析了降水变率和海气相互作用物理过程。针对美国西部,详细研究了观测和模拟降水随时间变化特征,并进行对比分析,进一步比较了高分辨率对于模式模拟结果的改进。
为了便于研究,我们将美国分为六个区(SW, PW, IM, CN, CS, EC)。CFS模式对美国降水的模拟比较好,与CFS T62相比,CFS T126能够更合理准确的模拟美国降水特征,尤其是the Golf Coast, Pacific West (PW), and the Great Lakes等区域。对于美国西南(例如SW),CFS模式对降水的年变化模拟较差,对于其他时间尺度上,模式基本上不能够模拟出降水的变化及相应的物理过程。对于美国西部区域(例如PW),模式能够很好的模拟出降水的年变化特征,对于其他时间尺度上降水的变化以及其物理过程也能够很好的模拟。
对于西南地区,观测降水与SST和大西洋和太平洋的大气环流有着非常显著的联系。然而模式过强的模拟了热带太平洋海气相互作用降水的影响,但是和大西洋环流没有明显的联系。观测的冬季和春季太平洋海表温度和大气环流对于下一年美国西南(SW)降水有着潜在的预测性。但是模式却没有模拟出这一现象。另一方面,对于美国西部(PW)区域,观测和模式均能很好的显示降水与太平洋海表温度及大气环流的一致性,尽管这一区域的北部区域与北太平洋有更密切的联系,而南部降水与热带太平洋有着更密切的联系。观测和模式结果均很好的显示,上一年冬季和春季海表温度和大气环流对于下一年西部(PW)降水有着潜在的可预测性。
另外,还对美国其他区域的降水进行了简单分析。
 
二.对亚洲降水和中国干旱的研究
利用CMAP资料和CFS模式模拟结果,分析了亚洲以及中国区域降水及干旱特征。首先分析亚洲降水的气候特征和变率。CFS模式对亚洲降水的季节性模拟在我国西部和北部表现较差。为了进一步分析降水变率特征,将降水分为4个等级,分别为大于4毫米/天(特大雨),2-4毫米/天(大雨),0.5-2毫米/天(中雨),小于0.5毫米/天(小雨)。从降水百分率结果显示,总的来说,对于冬季,CFS模式模拟特大雨和中雨较好,模拟的小雨偏小,大雨偏大;对于夏季,模式模拟的大雨和中雨偏小,小雨偏大。对于全年来说,大雨的模拟明显偏小,尤其在我国南方地区,而其他雨量的模拟都较好。从降水总量结果显示,冬季对小雨的模拟偏少,中雨和大雨的模拟偏多;夏季对大雨和中雨的模拟略偏少,特大雨略偏多;全年对大雨和小雨的模拟略偏少,而对于中雨的模拟略偏多。
对于中国区域进行EOF分解,结果显示,夏季,模式很好的抓住了我国降水的基本分布形态。因此,分别选取干旱和湿润的两个连续时段,进一步研究不同时段SST和850百帕风场的差值,来分析降水与SST和季风环流等的相互关系。另外,通过计算PDO (for positive and negative time series when MAM-, DJF-, JJA),AO (for MAM-, DJF-, JJA),Nino3.4 (for MAM-, DJF-, JJA)等指数,研究降水的年际变化,分析影响中国主要干旱时段的物理过程。
 
三.文章
1.   Dong, W., and Y. Jiang, 2007: The responses of seasonal length and beginning date in mainland of China to global warming. Climatic Change (accepted).
2.  Jiang, Y., W. Dong, S. Yang, and J. Ma, 2007: Changes in ice-jam flooding of the Yellow River in the last 50 years. J. Climate (accepted).
3.   Jiang, Y., S. Wang, S. Yang, W. Dong, C. Fu, and T. Zhao, 2007: Future (2035-2044) trends of climatic belts and seasons in China. Int. J. Climatol. (submitted).
4. Yang, S., and Y. Jiang, 2007: Variability of Southwest U.S. precipitation and its simulation by NCEP coupled climate forecast model. (under preparation).
5. Yang, S., D. Zheng, Q. Li, Y. Jiang, and Q. Zhang, 2007: Variations of Indo-Pacific SST and their relationships with regional climate simulated by NCEP coupled climate forecast model. J. Climate (under preparation).
 
四.参加会议
n         AMS 87th Annual Meeting, January 14-18, 2007, San Antonio, Texas, USA
n         Jiang, Y., and S. Yang, Temporal-spatial characteristics of observed and CFS precipitation over the U.S. NOAA’s 31st Annual Climate Diagnostics and Prediction Workshop, October 23-27, 2006, Boulder, CO, USA
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