短期气候预测

短期气候预测本课程的主要内容：气候系统及其预测的基本概念（第1章）；分析：第一章（孙）主要是名词解释和简答（简答为主）。短期气候变化及其预测基础理论（第2—5章）；分析：重点考察部分，名词解释、简答和论述题均会涉及，着重掌握论述题。第二章（孙）（大气环流）是论述题考查的重点；第三章（李）重点考察名词解释；第四章（李）考察重点在ENSO等相关内容；第五章（邓）名词解释或简答，无论述题。短期气候预测的基本方法（第6—9章）；第六章（邓）考察可能性不大，名词解释或简答，无论述题；第七章只考察名词解释和简答，分值不多；第八章重在论述，掌握影响夏季降水的因子（东西南北中）；第九章实在不知道该怎么考，那就认为不考吧，考到认栽。短期气候变化的年代际背景（第10章）。第十章没东西可考。本课程的目标：掌握短期气候变化及其预测的基本概念，基础理论和预测的基本方法，具有制作业务短期气候预测和进行研究工作的能力。一、名词解释1.现代气候：指气候系统在较长时间内的平均状态及其变化和变率，一般可用气候系统的平均值和高阶矩统计量（例如：方差，协方差等）来表示。2.短期气候预测：目前，我国和世界上一些国家和地区把月、季和年的气候变化和预测称为短期气候变化和预测。3.大气环流：指大范围（水平尺度几千公里以上）长时间（几天以上）的大气运动的基本状况。（考察可能性较小）4.平流层爆发性增温：大约每隔1年，北半球平流层具有西风的极地冷涡出现中断，仅仅几天时间，冷涡就出现变形而崩溃，与此同时，极地平流层大尺度增暖很快地使得经向温度梯度转换成相反方向，并建立一支绕极的东风急流。在500hPa上有时候几天之内增温能达到40k。这种现象就称为平流层爆发性增温。5.南亚高压：中心位置冬季位于我国南海上空，夏季北移至青藏高原及伊朗高原上空，并发展成为一个西起大西洋，横跨亚非大陆，东至太平洋的巨大高压系统。6.大气低频变化：大气中10天以上时间尺度的变化称为大气低频变化。7.SIO(MJO)：MJO是热带ISO（大气中的季节内振荡）：是指大气中时间尺度为30-60天的准周期变化，因此也称为大气中的30~60天振荡；MJO：热带大气中的季节内振荡，指热带大气中时间尺度为30-60天的准周期变化，也称大气中的30~60天振荡。8.QBO（TBO）：对流层中大气环流及地面气象要素的变化中几乎普遍存在着准两年振荡（QBO）现象。人们通常把季风环流、降水和海温等具有2~3年周期的年际变化称之为对流层准两年振荡（TBO）。9.大气遥相关：指相隔一定时间和空间的气象变量或天气气候过程之间稳定相关的地理分布型。10.厄尔尼诺（拉尼娜）：赤道中东太平洋每隔几年（3-7年）发生一次、持续时间长达半年以上的大范围的海表温度异常增暖（变冷）现象。厄尔尼诺和南方涛动其实是自然界中同一物理现象在两个方面的表现，体现在海洋中即为厄尔尼诺现象，反映在大气中即为南方涛动现象。ENSO是二者（厄尔尼诺和南方涛动）的综合。11.南方涛动指数（SOI）：塔希提与达尔文港标准海平面气压差。当南方涛动指数为正时，东太平洋气压高于印度洋气压；当南方涛动指数为负时，东太平洋气压低于印度洋气压。12.陆面过程：陆面过程（也称陆-气相互作用）是指发生在陆地表面的热力、动力、水文以及生物物理、生物化学等一系列复杂过程，以及这些过程与大气的相互作用。13.气候数值模式：气候数值模式就是通过数值计算的方法对支配大气、海洋等不同气候系统分量或整个气候系统的基本方程组进行求解。再现过去、现在和将来的气候状态及其各种变化特征，从而揭示气候的形成与变化规律，对未来可能发生的气候变化做出估计。14.气候敏感性试验：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。15.预测时效：指发布预测（预报）结果与预测（预报）起报点之间的时间间隔。16.气候漂移：由于模式误差的存在，模式长期积分会趋向于模式内在的统计平衡状态（即模式气候），这种与实际气候的偏差被称为系统性误差或气候漂移。17.集成预报：将两个以上模型的预测结果以统计方法集成为单一预测结果。18.纬偏图：用给定时段的平均图减去同时段的纬圈平均值所得的差值图。纬圈上每一点的值减去所在纬圈的平均值。二、简答题1.气候系统的性质：（不稳定的均匀开放多尺度反馈）a.全球性的开放系统（非孤立系统）；b.非均匀的热力—动力系统；c.多时间尺度变化系统（内部系统和外部系统）；d.不稳定的高度耗散系统;e.系统内存在着许多反馈过程。2.气候系统及五大圈层：气候系统是由大气圈、水圈、岩石圈、生物圈和冰雪圈五大圈层组成的综合系统，五个圈层相互作用相互联系。气候系统既包括了大气和海洋等子系统内部的各种过程，也反映了各子系统间的相互作用。3.气候变化的特征气候变化趋势与不同步性气候变化区域的同步性趋势突变变率突变均值突变突变型持续性：冰期间冰期变性气候变化的持续性与突周期性气候变化的周期性与非随机性气候变化的随机性与非空间类时间：气候变化时空多尺度性气候基本稳定性64.气候变化的原因大陆漂移地表变化人类活动火山爆发地文强迫地球旋转速率地球轨道太阳辐射天文强迫外因（强迫变化）内因（自由变化）5.短期气候预测预报评价：打分预报结果：定性等级；取样分析或档案分析使用资料：常规；试验预报因子：外部和内部预报对象：均值、距平后处理技术降尺度技术预报结果再统计外结合新的方程内结合统计相结合动力动力数值（确定论）物理统计数学统计统计预报方法：预报时效：月、季和年MOSPP-6.统计预测的基本步骤：确定预报对象分析预报因子建立预测模型后报试验（历史数据）独立预报试验（实时数据）业务试运行改进提高7.控制大气环流的基本因子线性相互作用大气内部动力过程和非准水平性大气自身的特殊尺度：地形作用海陆差异地球表面不均匀性地面摩擦作用：角动量地球自转太阳辐射8.海洋的基本特性海水热源的时空尺度大海水的流动性巨大的热惯性辐射特性巨大的面积与质量，海水是一种巨大的热惯性系统，是对大气进行非绝热加热的主要热源。9.陆面过程研究中需要考虑哪几类过程？陆面生态过程陆面生物化学过程物质交换过程水文过程动量（摩擦）过程热力过程陆面物理过程10.请列举对短期气候具有重要影响的陆面因子？简单描述其影响大气环流和气候的过程？常雪盖异常引起的大气异积雪水分效应反照率效应积雪潜热蒸腾动量地表粗糙度水文地表径流感热反照率植被辐射通量土壤温度：感热通量，潜热土壤湿度：地表蒸发，陆面因子11.简述陆面过程在气候预测中的重要性。表粗糙度等反照率、土壤湿度、地气候系统敏感性：地表下边界条件：源、汇项、物质及辐射陆气交换：动量、热量12.气候模式是如何分类的？列举常用的几类气候模式？区域气候模式海气耦合模式陆面模式海冰模式海洋环流模式大气环流模式三维环流模式理论气候模式13.什么是集合预报？构建集合预报方法有哪些？集合预报（EPS）可考名词解释：以概率的形式来认识大气预报状态，而对所有可能的预报状态及这些预报状态的概率分布进行预报。由略微不同的初值或不同模式作出个别预报（预报成员）的集合。集合平均代表EPS确定性的预报结果，各成员对集合平均的散布或标准差代表EPS的不确定性。方法物理过程扰动模式扰动法初值扰动法14.中国夏季降水的三类雨型区少雨淮河以北及东南沿海地长江流域多雨类（南方型）雨黄河以北、长江以南少黄河至长江多雨类（中间型）江南南部至华南次多雨江淮流域少雨黄河以北多雨类（北方型）IIIIII15.分析太平洋北美型（PNA）的环流形式及对北美冬季天气的可能影响。PNA有四个活动中心：一个在夏威夷附近（20°N，160°W）；第二个在北太平洋海上（45°N,165°W）；第三个在艾伯塔（55°N,125°W）；最后一个活动中心在美国海湾海岸地区（30°N，85°W）。表现为热带和副热带太平洋位势高度与北美西北部位势高度正相关，而与阿留申地区和美国东部的位势高度之间的反相关。PNA正位相：阿留申低压强度较强。PNA能影响北美西部降水，冬季美国西部冷空气爆发等。16.冬季北半球海平面气压有哪些遥相关型？涛动。）在南半球还存在南极极涛动（（南极涛动）：类似北方向的反相关结构。之间存在南北纬度地区的海平面气压极地地区与北半球中高（北极涛动）：北半球反相关结构。之间，存在东西方向的海平面气压部与热带太平洋东部的区从印度洋到太平洋西（南方涛动）：热带地振荡结构。类似于跷跷板现象的的在着一个申低压和太平洋高压存太平洋南北方向上阿留（北太平洋涛动）：北关。的海平面气压存在反相速尔高压附近位于大西洋上空亚附近的冰岛低压和（北大西洋涛动）：AOAAOAOSONPONNNAO306517.冬季北半球500hPa位势高度上有哪些遥相关型？（太平洋西部型）（欧亚型）（大西洋东部型）（西大西洋型）（太平洋北美型）WPEUEAWAPNA三、论述题1.冬夏季海平面气压场的主要差异印度洋高压南大西洋副高南太平洋副高中心洋上终年保持三个高压其北侧副热带的三个大线几乎与纬圈平行以南，无论冬夏，等压南半球中高纬：南半球道辐合带低纬：赤道低压带，赤冰岛低压大西洋副高太平洋副高海洋副高：南亚热低北美热低大陆热低月加拿大高压蒙古高压冰岛低压阿留申低压个大气活动中心月北半球中高纬S407412.冬夏季对流层中部（500hPa）平均环流的主要特征月中心风速的一半风速显著减弱，仅及个纬度，强西风中心的约西风轴线向北推月北半球最大平均地转月偏南。线比月平均最大地转西风轴急流：有一个中心南半球：无论冬夏都只夏季：一个中心冬季：两个中心北半球在南北极极涡：极涡的中心均不附近，夏季北移至于强，冬季副高脊线约位副高：夏季副高比冬季夏季四槽四脊槽脊：冬季三槽三脊120771N30~2515N3.冬夏季平流层底部平均环流的主要特征（考察可能性较小）巨大高压系统东至西南太平洋的西洋，横跨亚非大陆，并发展成为一个西起大原及伊朗高原上空，季向北移到我国青藏高我国南海上空，到了夏其中心位置冬季位于空的反气旋显著增强。南亚高压：夏季南亚上著减小减弱，静止波的振幅显夏季：西风带环流显著波型一般呈波长增长，波数较少，冬季：西风带准静止波大气长波24.平流层与对流层环流季节变化的比较直接平流层：臭氧间接对流层：下垫面的加热变化原因不同平流层：东西风的转换弱对流层：西风加强和减变化方式不同月初月底至月中旬和平流层：月中旬月中旬和对流层：季节突变时间不同9841065.海气相互作用的主要物理过程海洋对大气主要是热力作用：对流、传导、蒸发和热辐射（感热、潜热输送）；大气对海洋主要是动力作用：风应力作用于海水（风场的牵引、洋流的上翻以及对辐射过程的影响）；赤道太平洋是突出表现：赤道太平洋海区热状况变化对大气环流和气候的影响，是大尺度海气相互作用的突出表现。低纬度大气各种尺度的运动都受到海气相互作用过程的影响，热带大尺度运动基本上是对海洋加热的响应，而次表层以