短期气候预测基础课件（第6章-第二部分）.ppt

产品平台 海洋资料同化产品 时间尺度：逐月 变量:海洋温度和盐度 时段： 1982年1月至今， 每月更新 空间分辨率： 194lon×92lat×30lev 动力延伸预报： 变量：500hPa 高度场、降水距平百分率、2m气温、700hPa风场、SLP 区域：亚洲（15?S-65?N, 40?E-175?E）、东北半球、北半球、全球 时效：未来40天，每5天滚动更新 海气耦合模式预报： 要素：海温距平、地面温度距平、500hPa 高度场、850hPa 温度场、降水距平百分率 范围：亚洲、东北半球、北半球、全球、太平洋、印度洋 时效：未来1-11个月，每月滚动更新 产品平台：资料下载服务 基于全球大气环流模式CAM与区域气候模式RegCM嵌套的我国夏季降水预测系统 （引自 邓伟涛 2008 ） 观测 模拟 2006年夏季降水预测 p ps ACC SS1 SS2 TS 53.13 79.05 0.081 0.043 0.148 0.227 气候敏感性试验的基本思路是什么？如何设计气候敏感性试验，并举例说明？ 请简述短期气候数值预测的思路及其常用的两种方法？ 什么是集合预报？构建集合预报方法有哪些？ 思考题 * * * * NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE TECHNOLOGY * 《短期气候预测基础》课程 6.1 气候模式 6.2 当代气候模拟 6.3 气候敏感性试验 6.4 短期气候的数值预测 第6章 气候模式及其在短期气候预测中的应用 主讲: 邓伟涛 6.3 气候敏感性试验 A.气候敏感性试验：问题 利用气候数值模式，通过设计不同的数值模拟或数值试验，来研究各种物理因子的异常变化影响气候形成和演变的物理过程和物理机制，通常被称为气候的敏感性试验。 通过气候敏感性试验，可以揭示某些外部条件(如地球大气所接受的太阳辐射等)和内部参数(如大气中CO2浓度等)的变化所引起的气候变化，加深人们对气候形成和气候变化的物理过程和物理机制的认识。当然，通过与模式过程、内部参数有关的敏感性试验，则可以为模式的改进提供很好的物理依据。 气候敏感性试验是认识气候形成和演变规律最重要的手段之一。 6.4.1 气候敏感性试验：问题和方法 B.气候敏感性试验：方法 试验一： 控制试验 （Control Experiments） 试验二： 异常试验 ( Perturbed Experiments) （1）试验的设计： （2）结果的分析： 异常试验模式结果－控制试验模式结果＝》异常气候状态 =揭示不同因子异常产生的气候效应及其物理过程。 表1 不同类型的气候敏感性试验 气候变化的物理过程、物理机制研究估计外强迫的影响 模式过程、内部参数引起的气候变化、模式改进 敏感性试验的目的 ? 试 ? ? ? 验 辐射过程 云 对流 陆面过程 模式分辨率 水平扩散 数值计算方案 地形 太阳辐射 地球旋转 大气成分 气溶胶 火山爆发 海表温度（SST） 海冰 积雪 陆面性质（土壤湿度、土壤温度…） 植被分布 …… Example 1:太阳辐射强迫的敏感性试验 6.3.2 气候敏感性试验的例子 全球温度变化（异常试验减控制试验） （单位：°C）。 太阳常数增加2％异常试验：（a）为地面气温变化；（b）为月—纬度图；（c）为纬度—高度图 模式采用的SSTA异常强迫 ( Shukla 等 1983) 大气响应 热带SSTA的影响 Example 2: 海洋异常的敏感性试验 Example 3: 陆面状况异常影响的敏感性试验 北非地区地面反照率增加所造成的气象要素异常的数值模拟试验结果 （a）3km高度上的垂直风速异常（mm/s），（b）降水率异常 （mm/d）； （c） 地面温度异常（ ℃ ）； （d）土壤湿度异常（cm）（ Chervin， 1979） 地表反照率异常 Example 4: 海冰异常的敏感性试验 模式模拟的北极极小海冰覆盖与极大海冰覆盖情况下的海平面气压差（单位hPa）（a）和海面气压的绝对值与海平面气压标准差之比（b） （引自 Herman 和 Johnson 1978） 6.4 短期气候的数值预测 气候模拟和敏感性试验研究，其最终目标是为了建立类似于目前中期数值天气预报模式那样的气候预报模式，对气候进行预测。近年来短期气候预测的研究，尤其是在利用数值模式进行的短期气候预测（又称为数值预测、动力预测）方面，取得了鼓舞人心的进展。 气候预测有两类基本方法： （1）统计学预测方法； （2）数值预测方法（也称动力学预测方法） 数值预测方法主要利用各种数值模式来对预测季节到年际尺度的气候异常状