基于LMDZ模式的长三角城市群下垫面变化气候效应的模拟研究

摘要

本文利用法国动力实验室开发的LMDZ变网格模式,分别使用东亚区域加密的高分辨区域模式和全球大气环流模式对长三角城市群引起的下垫面变化的气候效应进行模拟研究,分析了长三角城市群下垫面变化后带来的局地气候效应,并尝试讨论其大尺度环流响应。
　　主要结论如下:
　　1.利用区域模式部分对长三角下垫面变化之后出现的气候效应进行模拟分析的结果表明:在夏季,长三角地区接受的净辐射明显增加,感热通量上升,潜热通量下降,与此相对应的是当地的地表温度显著上升,最高可达1.5℃,长三角地区处于一个大型的反气旋性水汽通量异常中,月降水量减少10mm以上,而大量的暖湿气流由于南风异常经由长三角西侧输送至渤海湾地区和东北地区,导致这两个地区月降水增加;中国东部为准斜压形势,长三角地区低层为负异常位势高度,高层为正异常位势高度,在整个中国东部高层是北负南正的异常分布形势,导致西太平洋副高西伸北抬,从而控制长三角地区,导致该地区降水异常减少,同时中国东部850hPa南风异常使南方暖湿气流北上引起华北至东北的降水正异常。
　　对于冬季,长三角下垫面变化的局地效应与夏季情形类似,也主要呈现变暖变干的趋势,但是幅度明显变小,地表温度上升最大仅为0.4℃,降水正异常带主要出现在中国东海至南海一带,呈东北西南走势,这也和此地区气旋性水汽通量异常有关;长三角地区冬季整层呈斜压异常结构,但是与夏季不同的是,整个中国东部的高层是呈现北正南负的异常分布形势,而且850hPa风场异常场的东北风异常增强,这样的分布形势导致冬季北方高压强,冬季风加强。
　　2.利用全球大气环流模式对长三角下垫面变化之后出现的气候效应进行模拟分析,表明局地的气候效应与区域模式结果类似,夏季和冬季都是局地变暖变干的趋势,冬季的变化幅度小于夏季。
　　同时发现长三角城市群下垫面变化后,全球大气的主要模态发生了一定改变,南北半球中高纬出现明显的波列结构。长三角城市群下垫面变化这一扰动很可能改变了大气基本模态,进而引起南北半球中高纬异常波列结构的出现。

目录

摘要

Abstract

第一章 引言

1.1 研究目的和意义

1.2 国内外研究进展

1.3 本文工作

第二章 LMDZ模式及其模拟试验方案

2.1 模式和试验方案介绍

2.2 资料介绍

2.3 分析方法介绍

第三章 长三角城市群下垫面变化的局地气候效应

3.1 试验方案及其分析资料

3.2 控制实验模拟能力分析

3.3 长三角下垫面变化的局地效应

3.3.1 夏季情形

3.3.2 冬季情形

3.4 小结

第四章 长三角城市群下垫面变化的可能全球效应及其机理

4.1 控制试验模拟能力分析

4.1.1 气候要素场模拟能力

4.1.2 大气环流的主要模态提取及其模拟能力评估

4.2 长三角下垫面变化的东亚区域气候效应

4.2.1 夏季情形

4.2.2 冬季情形

4.3 对全球模态的可能影响及机理分析

4.3.1 对全球模态的影响

4.3.2 可能机制讨论

第五章 结论与讨论

5.1 主要结论

5.2 不足与展望

参考文献

致谢