热带加热异常影响冬季平流层极涡强度的数值模拟_饶建.pdf

第38 卷第6 期 大 气 科 学 Vol. 38 No. 6 2014 年 11 月 Chinese Journal of Atmospheric Sciences Nov. 2014 饶建，任荣彩，杨扬. 2014. 热带加热异常影响冬季平流层极涡强度的数值模拟 [J]. 大气科学, 38 (6): 1159−1171, doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1404. 13268. Rao Jian, Ren Rongcai, Yang Yang. 2014. Numerical simulations of the impacts of tropical convective heating on the intensity of the northern winter stratospheric polar vortex [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 38 (6): 1159−1171. 热带加热异常影响冬季平流层极涡强度的数值模拟 1, 2 1 1, 2 饶建 任荣彩 杨扬 1 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室，北京100029 2 中国科学院大学，北京100049 摘 要 本文利用大气环流模式SAMIL/LASG，通过选择两种对流参数化方案，研究了热带加热异常对热带外平 流层模拟的影响。结果表明，因不同对流参数化方案引起的热带对流加热状况的差异，可显著影响模式对北半球 冬季平流层极涡强度的模拟偏差。与采用Manabe 对流参数化方案相比，采用Tiedtke 参数化方案可以显著改善对 平流层极涡强度的模拟，使平流层极涡“过强”及极区“过冷”的模拟偏差得到明显改善。研究其中的影响过程 发现，由于Manabe 方案最大凝结潜热加热高度过低，在对流层中低层；而Tiedtke 方案的最大凝结潜热加热位置 在对流层中上层，因而Tiedtke （Manabe ）方案时热带大气温度在对流层中上层较为偏暖（偏冷），在平流层低层 较为偏冷（偏暖）。自秋季开始，与热带对流层高层温度的暖偏差相联系，热带外对流层高层以及热带平流层低 层出现伴随的温度冷偏差；与之对应，平流层中纬度从秋季开始也出现持续的温度暖偏差。另外，随着秋冬季节 平流层行星波活动的出现，Tiedtke 方案时热带外地区行星波 1 波的强度也明显强于Manabe 方案，使得秋冬季节 涡动引起的向极热通量在Tiedtke 方案时明显偏强，从而造成了冬季平流层极区温度偏暖、极涡强度偏弱。 关键词 SAMIL/LASG 模式 对流参数化方案 热带对流加热 平流层极涡 文章编号 1006–9895(2014)06–1159–13 中图分类号 P435 文献标识码 A doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1404.13268 Numerical Simulations of the Impacts of Tropical Convective Heating on the Intensity of the Northern Winter Stratospheric Polar Vortex 1, 2 1