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2011-张宏芳-气象科学-21个气候模式对东亚夏季环流模拟的评估：气候态第31卷第2期气象科学Vo.l31,No.2 2011年4月Journal of the M eteorol og ical Sciences Apri,l2011张宏芳,陈海山.21个气候模式对东亚夏季环流模拟的评估I:气候态.气象科学,2011,31(2):119-128.ZHANG H ong fang,C HEN H a i shan.Eva l uati on o f su mm er circu l a ti on si m ulati on ove r EastA si a by21c li m ate models.Pa rt I:C li m a-to l ogy.Journal o f the M e teo ro log ical Sciences,2011,31(2):119-128.21个气候模式对东亚夏季环流模拟的评估I:气候态张宏芳1,2陈海山1(1南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室,南京210044;2安康市气象局,陕西安康725000)摘要利用欧洲中期天气预报中心的40a再分析资料(ERA40),评估了参与政府间气候变化专门委员会第四次评估报告(I PCC AR4)的21个全球海气耦合模式对东亚地区夏季大气环流气候态的模拟能力。
结果表明:(1)尽管各模式模拟性能差异较大,但模式对东亚地区海平面气压场(SLP)、850hPa风场及500hPa位势高度场的气候态均有较好模拟;整体来说,500hPa位势高度场模拟效果最好,SLP场模拟相对较差;(2)SLP 在高原上模拟存在明显不足;多数模式能较好模拟850hPa纬向、经向风场的基本特征;500hPa位势高度场各模式模拟偏差一致性的区域性差异不明显;(3)模式对东亚地区夏季两大环流系统模拟整体偏弱,西太平洋副热带高压模拟明显偏弱。
关键词气候模式;大气环流;模式评估分类号P435.2文献标识码AEval uation of su mm er circul ation si m ulation overEastAsia by21cli m ate m odels.Part?:Cli m atologyZHANG H ongfang1,2C HEN H aishan1(1K ey Laboratory of M eteorolog ical D isaster of M inistry of Educati on,N anjing University of Informa tion Science& T echnology,N anjing210044,China;2A nkang M eteorology B ureau,Shaanx i A nkang725000,Ch i na)Abstract Based on European Cen ter forM ed i u m rangeW eather Forecasting(EC MW F)40a rean-alysis data(ERA40),the capabilities o f21Coupled Ocean-A t m osphere General C ircu lation M ode ls (CGC M s)fro m I ntergovernm enta l Panel on C li m ate Change(I PCC)Fourth Assess m ent Report(AR4) to si m ulate the cli m a tology o f su mm er a t m ospheric general circulations in EastA si a have been evaluated.Results sho w tha:t(1)Desp ite lar ge d ifferences a m ong21m odels,the basic spatia l patter ns of the cl-i m ato logy of SLP,U,V w i n d and500hPa geopotential height are w ell si m u l a ted.On the w ho le,t h e si m-u lation o f500hPa po tentia lhe i g h t is the bes,t but the si m ulati o n o fSLP is re lati v e l y poor;(2)The si m-u lated SLP exhi b its evident defic i e ncy.M ost of m odels can si m u late850hPa U,V w ind very w e l,l on the average,the corre lati o n coe fficient of U w ith ERA40is better than that o fV.There are no obv ious differences in t h e si m ulated500hPa geopotential heigh;t(3)On the w ho le,the si m u lated cli m atology of the m ain c ircu lati o n syste m s isw eaker than ERA40,and the si m u l a ted w estern Pac ific sub trop ica l high is syste m atically w eaker than t h e observa ti o n.K ey w ords C li m ate m odels;A t m ospher i c general c irculati o n;M odel evalua ti o n收稿日期(Recei ved):2010-11-06;修改稿日期(Revised):2010-12-09基金项目:国家自然科学基金项目(41075082);江苏省/333高层次人才培养工程0资助项目通讯作者(Corres pond i ng author):陈海山(CH EN H ais han)******************.cn引言自I PCC第三次评估报告以来,全球气候系统模式得到了迅速发展,I PCC第四次评估报告(the Fourth Assess m ent Report of the Intergover nm ental Pane l on C li m ate Change,简称I PCC AR4)集中了23个复杂全球气候系统模式9种不同排放情景下的预估结果,引起了各国学者对有关最新全球模式的模拟和预估能力的关注[1-3]。
《第三章大气的运动》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有16小题，每小题3分，共48分）1、以下关于大气运动的描述，正确的是：A. 大气运动主要受地球自转和太阳辐射的影响B. 大气运动主要受地球公转和太阳辐射的影响C. 大气运动主要受地球形状和海陆分布的影响D. 大气运动主要受地球磁场和太阳风的影响2、以下关于气压带和风带的说法，不正确的是：A. 副热带高压带位于赤道附近B. 副极地低压带位于副热带高压带附近C. 北半球的风带比南半球的风带宽D. 风带的位置会随季节变化而移动3、下列关于大气运动的说法，正确的是（）A、大气的运动仅受太阳辐射的影响B、大气的运动只存在水平运动C、大气的运动受多种因素影响，包括太阳辐射、地转偏向力、摩擦力等D、大气的运动不受地形影响4、在北半球，水平气流受地转偏向力的影响，会出现以下哪种运动特征？（）A、气流向北偏转B、气流向南偏转C、气流向西偏转D、气流向东偏转5、在北半球，以下哪项描述符合气压带的形成原因？A. 地球自转偏向力导致的风向压强差异B. 热力环流由赤道高压带北移至副热带高压带C. 地面热量赤道地区高，两极地区低，形成热力差异D. 山地阻挡冷空气，形成局部性高压6、以下哪项不属于大气水平运动的主要形式？A. 热力环流B. 地转偏向力C. 大气潮汐D. 风带7、题干：下列关于大气运动成因的描述，正确的是（）A. 地面冷热不均导致大气垂直运动B. 地球自转导致大气水平运动C. 大气垂直运动和水平运动共同导致大气环流D. 地球自转和太阳辐射共同导致大气运动8、题干：以下哪种大气运动形式与气压带、风带的分布有关？（）A. 地面风B. 高空急流C. 地转偏向力D. 地面热力环流9、下列关于大气运动的说法，正确的是（）。
A、大气的水平运动主要受到摩擦力的影响B、气压梯度力总是与等压线平行10、在北半球，地转偏向力导致运动的物体向右偏转，那么在南半球会怎样？（）A、向右偏B、向左偏C、没有偏转D、无法确定11、下列关于季风的影响，说法错误的是：A. 季风对农业生产具有明显促进作用B. 季风导致水位季节性变化，影响沿岸渔业C. 季风活动减弱，可能引发干旱现象D. 季风对城市气候具有调节作用12、下列哪个因素对大气运动的水平气压梯度力产生直接影响：A. 空气密度B. 地球自转C. 气压差D. 平均海拔13、下列关于高空槽和地面槽的说法，正确的是（）A. 高空槽总是冷空气堆积处，地面槽总是暖空气堆积处B. 高空槽是风场大范围的空间梯度，地面槽则是气压场的局部减小C. 高空槽和地面槽总是同时存在且位置一致D. 高空槽和地面槽的形成原理完全不同，没有直接关系14、假设有一股冷高压中心向南移动，导致温度降低气压升高，随着冷高压中心的经过，该地区将会出现何种天气变化？A. 温度升高，湿度增大，可能产生暴雨B. 温度下降，湿度减小，可能出现晴朗天气C. 温度升高，湿度减小，出现多云天气D. 温度下降，湿度增大，可能出现大雾15、大气运动的主要驱动力是什么？A. 地表温度差异B. 大气压力差异C. 重力D. 地球自转16、在北半球，盛行西风带和盛行东风带的风向有什么特点？A. 均东西方向B. 均南北方向C. 西风带自西向东，东风带自东向西D. 西风带自东向西，东风带自西向东二、非选择题（本大题有3小题，每小题18分，共52分）第一题阅读以下材料，回答问题。
气象与气候学模拟习题（含参考答案）一、单选题（共41题，每题1分，共41分）1.南半球赤道信风的方向是（）A、NWB、NEC、SED、SW正确答案：C2.土壤、植被、人工铺彻的道路等等都能借辐射作用吸热和放热,从而调节空气层和下垫面表层的温度,这种表面称为( )A、活动面B、调节面C、辐射面D、吸热面正确答案：A3.我国南海附近海面，冬季盛行。
A、东南风B、东北风C、西北风D、西南风正确答案：B4.南半球海冰面积以9月为最大,___月最小。
A、3B、2C、4D、1正确答案：B5.北半球夏季副高的强度比冬季( ).A、一样B、大C、不一定D、小正确答案：B6.当江淮流域进入梅雨季节时,副高脊线位于( )°NA、20-25B、25C、20D、30正确答案：A7.在气流辐合区中气压（），气流辐散区中气压（）A、降低、升高B、降低、降低C、升高、升高D、升高、降低正确答案：A8.北半球冷气团南下变性时，不仅使所经之地降温，同时冷气团逐步升温，气温直减率，气层趋于。
A、减小、稳定B、减小、不稳定C、增大、不稳定D、增大、稳定正确答案：C9.通过大气到达地面的太阳辐射量为（）％A、55B、45C、50D、40正确答案：C10.对太阳辐射平均反射率最大的圈层物质是( )A、海洋B、岩石C、森林D、冰雪正确答案：D11.引起大气环流和大洋环流输送热量的根本原因是( )A、气压带风带季节移动B、海陆热力性质差异C、海陆分布和地球运动D、太阳辐射和地球运动正确答案：D12.我国太阳辐射年总量最高地区是（）A、黄河流域B、青海C、新疆D、西藏正确答案：D13.地面温度的升或降主要决定于（）A、太阳高度B、太阳辐射C、有效辐射D、辐射差额正确答案：D14.（）槽位于140°E附近，强度最大。
A、北美大槽B、贝加尔浅槽C、东亚大槽D、欧洲浅槽正确答案：C15.由于海陆分布等影响，实际大气环流模式中常形成所谓的大气活动中心，其中夏季活跃于北半球大洋上的活动A、极地高压B、冷高压C、热低压D、副热带高压正确答案：B16.我国横断山区“一山有四季,十里不同天”的主要成因是( )A、迎风坡降水多的缘故B、植被对气候的影响C、洋流对气候的影响D、地形地势对气候的影响正确答案：D17.中央气象台规定,寒潮来临时,长江中下游及其以北地区,48小时,内降温>( )℃.A、9B、11C、10D、8正确答案：C18.平均而言，气温日较差最大的地区是A、热带B、极地附近C、副极地D、温带正确答案：A19.辐射逆温常形成于（）A、大风多云的傍晚B、晴朗、微风的夜间C、晴朗的早晨D、晴朗、大风的夜晚正确答案：B20.当天空出现青蓝色时，说明大气中的粒子直径（）A、小于λB、>λC、=λD、与λ无关正确答案：A21.印度的乞拉朋齐降水类型是()A、锋面雨B、对流雨C、台风雨D、地形雨正确答案：D22.反厄尔尼诺现象又叫( )A、拉尼娜现象B、沃克环流C、哈德莱环流D、南方涛动正确答案：A23.对流层中大气热量的主要直接来源是（）。
封○答第三章大气的运动全卷满分100分考试用时75分钟一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
)下图是北半球某地近地面等压线(单位:百帕)分布示意图。
读图,完成下面两题。
1.①处的风向不可能为( )A.偏南风B.偏西风C.西南风D.东北风2.关于图中①②两处天气的描述,正确的是( )A.②处的风速比①处大B.①处有雨雪天气,②处有晴暖天气C.①处的气压值高于②处D.①处受冷气团控制,②处受暖气团控制下图为世界中纬度某区域近地面某时刻天气形势图。
据此完成下面两题。
3.近地面从a到b,气温、气压变化状况为( )4.“锋前增温”指冷空气来临之前,气温短暂升高的现象。
此刻最有可能发生“锋前增温”的是( )A.甲地B.丙地C.乙地D.丁地读太阳直射点与全球部分气压带、风带分布示意图,完成下面两题。
5.图示北半球的季节是( )A.春季B.夏季订 ○ 线 密 内 不 C.秋季 D.冬季6.图中的气压带、风带有( ) A.赤道低压带、东北信风带 B.副极地低压带、极地东风带 C.极地高压带、东南信风带 D.副热带高压带、极地东风带2020年6月7—8日,珠江三角洲北部出现了一次强降水过程。
甲图示意珠江三角洲北部局部地形及3个气象站位置,乙图示意在此期间3个气象站的逐时降水量。
据此完成下面两题。
7.此次强降水过程中,雨团的移动方向为( )A.自南向北B.自西北向东南C.自东向西D.自西南向东北 8.此次降水强度较大的原因可能有( ) ①强冷空气活动频繁 ②地形迫使气流抬升 ③北上热带气旋过境 ④偏南暖湿气流活跃 A.①② B.①③ C.②④ D.③④中国雨带的推移受副热带高压带的影响,下图为某时刻副热带高压带位置图。
据此完成下面两题。
9.此时最可能下雨的地区是( )A.华北平原B.东北平原C.华南地区D.长江中下游平原 10.此时,最可能的月份是( )A.1月B.6月C.4月D.10月姓名 班级 ○ 装 ○ ○ 订 ○ 线 题 下图为北半球中纬度沿海四地1月和7月气候相对海洋性、大陆性比较示意图。
三种动力框架对全球气候及东亚夏季风模拟的影响探究本文检验了美国国家大气研究中心(NCAR)的第三代通用大气模式CAM3.1模拟的全球气候和东亚夏季风对模式中使用的三种不同的动力框架版本—欧拉(EUL),半拉格朗日(SLD)和有限体积(FV)的敏感性。
结果表明,模式动力框架的改变会对模拟的结果产生显著的影响,差异不仅表现在主要由动力过程决定的变量场,如风场,还表现在物理过程为主的变量,如降水。
利用月平均环流和降水资料分析不同动力框架的CAM3.1模式对1979-2008年平均的冬夏季气候特征的模拟,发现动力框架对模拟有显著的影响。
不同动力框架最主要的模拟差异在于对流层顶和平流层低层的温度；热带太平洋地区的降水；两半球副热带高压,冰岛低压,冬季大陆上空的冷高压以及阿留申低压的强度：两半球西风急流以及热带东风的强度。
总体来说,SLD在多数方面的模拟优于其他两种动力框架。
模式动力框架也会对东亚夏季风的模拟产生显著的影响。
总体来说,半拉格朗日的CAM3.1在模拟东亚气候的主要特征和年际变率方面要优于CAM3.1默认的欧拉核以及可选的有限体积核。
在模拟东亚夏季降水的气候特征方面,CAM3.1模式具有很大的缺陷,这在SLD版本中得到部分改善。
模拟的西太平洋副热带高压(WPSH)的强度和位置,以及。
副高强度和位置的模拟误差分别在FV和SLD中相对较小,副高脊线的特征在SLD中更符合实际观测情况,这也影响到副高南侧的东南风和副热带雨带区域的整个对流层垂直运动。
高空东西风急流以及低层三支季风气流的强度和位置在三种动力框架的模拟中差别不大,但SLD相对减小了平均纬向和径向风的模拟误差。
对于东亚夏季风的季节内变率,三种动力框架的模拟均存在很大的系统误差。
但对于其年际变率,SLD合理地再现了东亚降水和850hPa风场联合分布的主要分布型,以及李-曾东亚夏季风指数表现出的2.5年和10年的周期。
这些结果表明除了物理参数化之外,动力框架对东亚夏季风模拟也具有重要的影响。
大气科学技术基础知识单选题100道及答案解析1. 大气的主要成分中，哪种气体所占比例最高？（）A. 氧气B. 氮气C. 二氧化碳D. 氩气答案：B解析：大气的主要成分中，氮气约占78%，所占比例最高。
2. 以下哪种气象要素对大气环流的形成起着重要作用？（）A. 气温B. 气压C. 风速D. 湿度答案：B解析：气压的差异是形成大气环流的直接原因。
3. 大气中的臭氧层主要位于（）。
A. 对流层B. 平流层C. 中间层D. 热层答案：B解析：臭氧层主要分布在平流层。
4. 云滴增长为雨滴的过程主要有两种方式，分别是（）。
A. 凝结增长和碰撞合并B. 蒸发增长和升华增长C. 凝华增长和升华增长D. 融化增长和蒸发增长答案：A解析：云滴增长为雨滴主要通过凝结增长和碰撞合并。
5. 大气稳定度的判断依据是（）。
A. 气温垂直递减率B. 干绝热递减率C. 湿绝热递减率D. 饱和绝热递减率答案：A解析：根据气温垂直递减率与干绝热递减率的对比来判断大气稳定度。
6. 以下哪种天气系统通常带来连续性降水？（）A. 冷锋B. 暖锋C. 静止锋D. 锢囚锋答案：C解析：静止锋常带来连续性降水。
7. 副热带高压属于（）。
A. 深厚的暖性高压B. 浅薄的暖性高压C. 深厚的冷性高压D. 浅薄的冷性高压答案：A解析：副热带高压是深厚的暖性高压。
8. 大气对太阳辐射的削弱作用主要包括（）。
A. 吸收、散射和反射B. 折射、散射和反射C. 吸收、折射和反射D. 吸收、折射和散射答案：A解析：大气对太阳辐射的削弱作用有吸收、散射和反射。
9. 地面和大气之间热量交换的主要方式是（）。
A. 辐射B. 对流C. 传导D. 潜热交换答案：A解析：地面和大气之间热量交换的主要方式是辐射。
10. 台风属于（）。
A. 温带气旋B. 热带气旋C. 副热带气旋D. 极地气旋答案：B解析：台风是发生在热带海洋上的强烈热带气旋。
11. 大气中的水汽主要来源于（）。
第三章测评(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共25小题,每小题2分,共50分)读图,完成1~3题。
1.若此图为南半球对流层热力环流示意图(a在西、b在东),③地风向为( )A.东南风B.西南风C.东北风D.西北风2.若此图为三圈环流中的高纬环流侧视图,则③代表的是( )A.极地东风带B.副极地低气压带C.中纬西风带D.低纬信风带3.若此图为北半球三圈环流中的中纬环流侧视图,则③代表的盛行风向为( )A.东北风B.西南风C.东南风D.西北风1题,依据题意,该图为热力环流图,则a处为高压,b处为低压,a在西,b在东,则风由a吹向b,即自西向东。
受地转偏向力的影响,南半球风向向左偏转,则③为西南风,B正确。
第2题,高纬环流是纬度60°~90°的大气环流,a是高压,为极地高气压带,b是低压,为副极地低气压带,则③是极地东风带。
A正确。
第3题,若题图为北半球三圈环流的中纬环流侧视图,a是高压,应为副热带高气压带,b是低压,应为副极地低气压带,则③风带是中纬西风带,北半球中纬西风带盛行西南风,B 正确。
2.A3.B下图为某日北半球部分气压带和风带分布示意图,阴影部分代表气压带,空白部分代表风带。
读图,完成4~5题。
4.该日,北半球处于( )A.春季B.夏季C.秋季D.冬季5.①气压带大气的运动特点和对气候的影响是( )A.盛行下沉气流,燥热干燥B.气流由高纬流向低纬,寒冷干燥C.盛行上升气流,高温多雨D.气流由低纬流向高纬,温柔多雨4题,读图可知,气压带均位于三条纬线的北侧,说明气压带、风带北移,太阳直射点位于北半球,此时应为北半球夏季。
B正确。
第5题,①位于赤道旁边,应为赤道低气压带。
其形成的缘由是赤道地区终年燥热,近地面空气受热膨胀上升,形成高温多雨的气候。
C正确。
5.C读太阳直射点位置与某个气压带位置关系示意图,完成6~8题。
6.图示该气压带( )A.滞留北半球时间小于三个月B.在南半球纬度范围变幅较小C.与太阳直射点位置完全一样D.徘徊的纬度范围小于20°7.推想该气压带是( )A.副热带高气压带B.副极地低气压带C.赤道低气压带D.极地高气压带8.受该气压带全年限制而形成的气候类型的特征是( )A.有明显的干、湿季B.全年高温多雨C.冬季寒冷干燥D.夏季高温少雨6题,该气压带滞留北半球时间超过三个月,A错误;在南半球纬度范围变幅较小,B正确;比太阳直射点移动范围小,C错误;徘徊的纬度范围从16°N到5°S左右,大于20°,D错误。
航海气象学知识点大气的组成一、干洁空气（Dry Air）对气温有影响的成分：二氧化碳（CO2）――吸收和放射长波辐射，产生温室效应臭氧（O3）――――－吸收紫外线二、水汽（Vapour）1、垂直分布：低空多于高空，随高度升高水汽含量迅速减少2、特点：1) 在自然条件下，水汽是大气中唯一能发生相态变化的气体，是天气演变的主角。
2) 具有吸收和放射长波辐射的性能，加上在水相变化中伴有凝结潜热的吸收或释放，对气温产生影响。
三、杂质作为水汽凝结的凝结核城市污染监测的主要成分：总悬浮颗粒物，二氧化硫、氮氧化物大气的垂直结构一、大气的垂直范围和垂直分层1、垂直分层：1) 分层：自地面向高空，大气分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层2) 平流层：空气以水平运动为主，且水汽极少，类似对流层中的云很难生成3) 热层：又称电离层，对远程无线电通讯具有重要意义二、对流层（Troposphere）的主要特征1、对流层的厚度：平均10km；在赤道最厚，向两极减小；夏季厚，冬季薄2、三个主要特点：1) 气温随高度的升高而降低，每升高100m，气温平均下降0.65℃2) 有强烈的对流和乱流运动3) 气象要素（如温度、湿度等）在水平方向上分布不均匀3、对流层的垂直分层：自由大气：下界距地面1km（摩擦层顶），上界——对流层顶，摩擦作用小，可忽略不计。
在自由大气中，空气运动规律清楚，常用距地面5500m(500hPa)高处的空气运动表征整个对流层大气的运动趋势。
4、对流层顶：厚度约为1～2km的同温甚至逆温层，对发展旺盛的积雨云顶有阻挡作用，是云顶平衍成砧状。
1) 气温、气压相同时，干空气的密度大于湿空气的密度2) 气压相同时，干冷空气的密度比暖湿空气大得多气温一、气温的定义和单位1、气温（Air Temperature）：表示空气冷热程度的物理量2）三种温标的换算关系已知X℃，则对应的华氏温标Y（℉）＝9?C/5＋32绝对温标Z（K）＝273＋C二、太阳、地面、大气辐射太阳辐射：一种短波辐射地面辐射：一种长波辐射结论：太阳辐射是地球表面和大气唯一的能量来源，但大气受热的主要直接热源是地球表面的长波辐射。
基于大气环流模式SAMIL的海-气界面湍流通量算法研究的开题报告一、研究背景与意义随着全球气候变化的日益严重，海洋与大气之间的相互作用越来越受到人们的重视。
海-气界面上的湍流通量是海洋与大气间热、水、质量交换的重要通道，对于研究气候变化、生态环境变化具有重要的意义。
因此，对于该领域的研究具有非常重要的理论和应用价值。
二、研究内容和目标本研究将基于大气环流模式SAMIL，研究海-气界面湍流通量算法，并利用模式模拟实验计算海-气界面湍流通量的变化规律，并对其影响因素进行分析。
最终实现通过模式模拟研究海-气界面湍流通量的科学目标。
三、研究方法和流程1. 研究方法本研究将采用大气环流模式SAMIL，结合理论分析和实验模拟等方法，对海-气界面湍流通量进行研究。
2. 研究流程（1）海-气界面湍流通量算法的研究对海-气界面上的湍流通量进行理论分析，建立海-气界面湍流通量的数学模型，为模拟实验提供基础和理论依据。
（2）模型模拟实验将建立的海-气界面湍流通量数学模型应用于大气环流模式SAMIL中，并进行模拟实验。
（3）结果分析和评估对模拟实验的结果进行分析和评估，探究海-气界面湍流通量的变化规律和影响因素等科学问题。
四、预期研究成果本研究的预期成果包括：1. 建立基于大气环流模式SAMIL的海-气界面湍流通量算法。
2. 模型模拟实验，获取海-气界面湍流通量的变化规律和影响因素等科学信息。
3. 针对研究结果，提出相应的应对措施，并为应对气候变化、生态环境保护和海洋资源利用提供科学依据。
五、研究的难点和问题1. 如何建立适合大气环流模式SAMIL的海-气界面湍流通量算法。
2. 如何进行模拟实验，获取准确可靠的数据，并探究海-气界面湍流通量的变化规律和影响因素。
3. 如何准确评估研究结果，并提出相应的应对措施。
六、论文结构安排本论文将分为以下几个部分：1. 绪论：包括研究背景、意义、目的和意义等。
2. 文献综述：对前人在海-气界面湍流通量方面的研究进行综述，为研究提供参考和支撑。
专题03地球上的大气（2024·广东）下图为珠穆朗玛峰南坡某冰川区暖季上、下气流运动状况示意图。
据此完成下面小题。
1．（热力环流及的应用）若暖季上、下行气流常在图中P地附近交汇，则该地（）A．大气下沉气流增强B．冰面的流水作用减弱C．局地降水概率增加D．下行风焚风效应减弱2．（影响降水和气温的因素）近30年来，该地区暖季午间下行气流势力呈现增强趋势，由此可引起P地附近（）A．年均气温趋于降低B．冰川消融加快C．年降水量趋于增加D．湖泊效应增强【答案】1．C2．A【解析】1．由材料“若暖季上、下行气流常在图中P地附近交汇”可知，暖季时高海拔地区的冷空气吹向下方，与低海拔地区暖湿气流在图中P地附近交汇，冷暖气流交汇，暖气流上升，气流在上升过程中，海拔升高，气温降低，水汽易凝结形成降水，致使局地降水概率增加，C正确；由题干关键词“若暖季”可知，暖季时气温相对较高，大气下沉气流减弱，上升气流增强，A错误；该地位于珠穆朗玛峰南坡，是阳坡，暖季时气温较高，冰川融化导致冰面的流水作用增强，B错误；下行风指空气从上向下流动，焚风效应是气流在背风坡下沉过程中温度升高，湿度降低形成的干热风，综上，下行风会导致焚风效应增强，D错误。
故选C。
2．由题干“近30年来，该地区暖季午间下行气流势力呈现增强趋势”可知，更强的下降风将高海拔地区的冷空气吹向下方，由此可能引起P地附近年均气温趋于降低，这种区域降温可能在一定程度上阻止了冰川的融化，导致冰川消融减慢，A正确，B错误；更强的下降风也降低了区域风辐合的高度，从而减少了P 地附近的降水量，导致P地附近年降水量趋于减少，C错误；湖泊效应指水库(人造湖泊)对气候的作用，由于水体巨大的热容量和水分供应，可使水库附近的平均气温升高，气温日较差和年较差变小，更强的下降风引起的区域降温会导致湖泊效应减弱，D错误。
故选A。
（2024·广东）有效辐射为下垫面向上长波辐射与大气逆辐射的差值。
《第三章大气的运动》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有16小题，每小题3分，共48分）1、关于大气运动的基本原理，下列说法正确的是：A. 地球表面各处温度差异导致空气密度不同，进而形成风。
B. 风总是从高压区流向低压区，但不受地球自转影响。
C. 海陆风是由海陆热力性质差异引起的，夜晚陆地温度低于海洋。
D. 极地东风是从极地向赤道方向吹动的冷风。
2、在理想条件下，当空气沿等压面移动时，哪一项不是决定其最终风向的因素？A. 水平气压梯度力B. 地转偏向力C. 地面摩擦力D. 重力3、大气运动的基本原因是由于地球表面受热不均，以下哪种现象最能说明大气运动的原因？A. 水平气压梯度力B. 地球自转产生的科里奥利力C. 地球表面温度分布不均D. 高空风带的形成4、以下关于大气运动的描述，哪一项是错误的？A. 高压区空气向低压区运动B. 地球自转使得北半球风向向右偏转，南半球风向向左偏转C. 高压带控制下的地区，天气晴朗D. 低压带控制下的地区，天气多阴雨5、在北半球，气旋的水平气流方向为：A、顺时针向内旋转B、逆时针向外旋转C、顺时针向外旋转D、逆时针向内旋转6、热带气旋和温带气旋，它们的基本区别在于：A、形成的原因B、影响的地区C、最高风力等级D、控制的天气系统7、下列关于高层大气环流特点的描述，正确的是（）A、随纬度越高，风向顺时针偏转越大B、气压梯度力在地转偏向力的作用下，使风向由赤道向两极递增C、风向主要受到地表性质的影响D、正午太阳高度越大，高压系统较为显著8、下列关于大气垂直运动的描述，错误的是（）A、上升气流会导致附近地区气温下降，气压下降B、下沉气流会导致附近地区气温上升，气压上升C、垂直运动是大气运动的主要形式D、地球自转的科里奥利力是引起垂直运动的主要原因9、关于大气热力环流的说法正确的是：A. 地面冷热不均是形成热力环流的根本原因B. 热力环流是大气运动最复杂的形式C. 在热力环流中，气温高的地方近地面形成高压D. 海陆风、山谷风等局部地区的风与热力环流无关 10、下列关于锋面系统的描述，哪一项是正确的？A. 冷锋过境时常伴随连续性降水B. 暖锋过境后气温下降，气压升高C. 锋面两侧的温差和湿度差异不大D. 锋面系统是冷暖气团相遇形成的界面11、下列关于大气运动的说法，正确的是（）A. 地球自转产生的科里奥利力始终指向北极点B. 地球公转产生的气压带风带随季节变化而南北移动C. 热力环流中，气流上升会导致地面气温降低D. 高空风带的移动方向与地面风带一致12、下列关于大气水平运动的描述，不正确的是（）A. 赤道附近由于气压低，空气上升，容易形成对流雨B. 北半球中纬度地区，西风带内的风由西向东吹C. 南半球中纬度地区，西风带内的风由西向东吹D. 地转偏向力使得北半球中纬度地区西风带内的风由南向北吹13、（3分）关于高空槽线和脊线的描述，下列哪一项是正确的？A、高空槽线对应地面低压，脊线对应地面高压。
海气相互作用在模式FGOALS-g3模拟东亚夏季风及其对前冬El Niño响应中的贡献丁天;郭准;周天军;胡帅;陈晓龙;何林强;巫明娜【期刊名称】《大气科学》【年(卷),期】2024(48)2【摘要】本文基于观测、再分析资料和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(LASG)最新版本气候系统模式FGOALS-g3,探究了海气相互作用在模拟东亚夏季风及其对前冬El Niño响应中的贡献。
大气环流模式(AGCM)模拟的气候态夏季风雨带偏东,东亚季风区表现为干偏差,耦合模式(CGCM)虽模拟出了夏季风雨带的位置,但降水仍偏弱。
AGCM由于缺乏海气耦合过程,夏季西北太平洋地区对流模拟过强,使得副热带高压(简称副高)偏东、南中国海季风槽偏东,造成东亚夏季风雨带偏东;东亚陆地区域水汽偏少,也是降水干偏差的一个重要原因,此两项可以解释70%以上的干偏差。
在考虑海气相互作用后,西北太平洋的降水正异常减弱了局地海表温度,因此CGCM显著改进了副高以及南中国海季风槽偏东等偏差,使得夏季风雨带位置得到改进,季风区降水干偏差减小了36%,但由于水汽偏少,水汽纬向输送偏少,东亚季风区仍维持着显著的干偏差。
另一方面,对前冬El Niño的响应,CGCM能够再现El Niño衰减年夏季印度—西太平洋电容器效应(IPOC机制)对西北太平洋异常反气旋(WNPAC)的维持作用及偶极型分布的降水异常。
而AGCM中夏季西北太平洋以及孟加拉湾、印度半岛周围海域对流对于海温的响应过于敏感,一方面西北太平洋局地暖异常造成的对流质量输送一定程度上抑制了WNPAC的建立,另一方面孟加拉湾、印度半岛周围海域过强的上升异常,通过局地环流,抑制了其南侧印度洋的对流异常,导致无法模拟出IPOC机制对衰减年夏季WNPAC的维持作用。
因此,缺乏海气耦合过程是AGCM不能模拟出东亚夏季风对前冬El Niño滞后响应的关键原因。
专题二地球上的大气考点01大气的组成和垂直分层考点02大气受热过程考点03大气热力环流考点04大气的运动和天气系统大气的组成和垂直分层．此次科考架设的自动气象站位于大气中的（）．此次科考对研究气候变暖有重要意义。
下列有利于减缓全球气候变暖的措施是（．发展重化工业．增加煤炭使用量【答案】1．D2．A【解析】1．此次科考架设的自动气象站的海拔8830米，而图中显示，对流层平均高度约为12千米，因此该自动气象站位于大气中的对流层，D符合题意，排除BC；电离层位于高层大气，高度在远高于该自动气象站的海拔，排除A。
故选D。
2．使用清洁能源，可以减少温室气体的排放，从而减缓全球气候变暖，A符合题意；发展重化工业和增加煤炭使用量，会增加温室气候的排放量，从而加剧全球变暖的趋势，排除BD；砍伐原始森林，会减少植被对二氧化碳等温室气体的吸收固定，从而增加大气中温室气体的含量，加剧全球变暖，排除C。
故选A。
【点睛】全球变暖的治理措施：开发新能源，优化能源结构；节约能源，提高能源利用率；保护和恢复植被，植树造林；加强全球合作，统一行动；加强环保教育，倡导“低碳”生活；加强环保法规建设和执法力度。
（2023·湖南）2022年12月4日，神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。
我国三名航天员从中国空间站（距地约400千米）安全返回。
图1为中国空间站在轨运行实景图，图2为大气垂直分层示意图。
完成下面小题。
3．中国空间站在轨运行中，主要利用的能源是（）A．核能B．太阳能C．风能D．生物能4．在轨运行的中国空间站位于（）A．对流层B．平流层C．臭氧层D．高层大气5．返回舱返回过程中，穿越的地球外部圈层主要是（）A．水圈B．生物圈C．大气圈D．岩石圈【答案】3．B4．D5．C【解析】3．中国空间站有太阳能板，太阳辐射在太空中获取方便且较稳定，因此中国空间站在轨运行中，主要利用的能源是太阳能，B正确；太空中核能利用不方便，风能、生物能等能源来源于地球，不可能供给太空站正常运行，ACD错误。
高等大气环流复习题一、简述下列概念1、平均经圈环流：指在南北向的垂直剖面上，由风速的南北分量和垂直分量共同组成的平均环流圈。
北半球有 3 个环流圈：即低纬度的哈得莱环流圈；中纬度的费雷尔环流圈；高纬度的极地环流圈。
2、定常波：设任一大气变量 A 的时间平均为：A1t 2Adt t 2t1t1t1 到 t2是平均时段，则A'A A 代表对时间平均的偏差，又称瞬变扰动。
变量 A 的纬向平均为：12*A[ A] 为对纬向平均的偏差。
A 的定常扰动可定义为时[ A]Ad，则 A20A*[ A] 。
定常波的振幅不随时间变化，它是气候平均环流和间平均值的纬向偏差，即A纬向对称环流的偏差。
3、风暴轴：既是指2.5-6天天气尺度瞬变波最强烈的区域，又代表天气尺度瞬变波本身，位于中纬度太平洋地区和大西洋地区急流下游偏北地区。
4、大气低频变化：大气中时间尺度在10 天以上的大气运动变化称为大气低频变化，它包括：准双周振荡、指数循环、 30-60 天低频振荡等。
5、气候系统：气候系统是一个包括大气圈、水圈、岩石圈、冰雪圈和生物圈在内的，能够决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理系统。
太阳辐射是这个系统的主要能源。
在太阳辐射的作用下，气候系统内部产生一系列的复杂过程，各个组成部分之间，通过物质交换和能量交换，紧密地联结成一个开放系统。
6、大气环流：大气环流是指大范围( 水平尺度几千公里以上 ) 较长时间尺度的 (几天以上 )大气运动的基本状况。
7、 EP 通量：在准地转理论基础上，定义y、 p 平面上的向量E ( [u * v*], f0[ v* *] /[p])称为 E-P通量，其本身可以看做是波动从某一纬度和某一高度传输到另一个纬度和某一高度的净通量的度量。
8、瞬变波：形式上，任意一变量可以写作：s s( , , p, t ) s( , , p, t s ) s' ( , , p, t s ) ，其中 s表示在样本区间t s上的时间平均，s'表示变量s 的瞬变部分（s'0 ）。
大气环流模式SAMIL模拟的夏季全球加热场和东亚夏季风王军;包庆;刘屹岷;吴国雄;何编;王晓聪【摘要】各国科学家一直致力于从理论和数值模拟上对季风系统进行全面地研究.本文根据“热力适应”理论,从分析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的最新版本大气环流谱模式(SAMIL2.4.7)对全球非绝热加热场的模拟性能出发,分析并解释了SAMIL对东亚夏季风(EASM)子系统的模拟情况.通过与再分析资料Reanalysis-2(NCEP/DOE AMIP-Ⅱ Reanalysis)对比分析发现,SAMIL能很好地模拟出夏半球副热带地区加热场的四叶型分布(LOSECOD),但模拟的各加热场在强度上存在一定的偏差,主要表现在感热加热在大陆上普遍偏高,而潜热加热在印度半岛两侧、西太平洋地区(尤其在南北纬10°)偏高,赤道带、中南半岛、中国南海等地区偏弱.而对EASM子系统的分析发现,SAMIL 能很好地模拟南亚高压；较好地模拟西太平洋副热带高压的主体,但西太平洋(30°N 附近)潜热偏强使得模拟的副高强度偏强、西伸脊点过于偏西;模式也能较好地抓住夏季西风急流的两个中心,但中纬度潜热、感热的模拟偏弱造成急流两中心风速均小于Reanalysis-2资料10 m/s左右.进一步的讨论可知,造成感热和潜热偏差的主要原因是模式中云参数化方案和积云对流参数化方案的不足,改进模式中相关的物理参数化方案将是SAMIL后续发展的首要工作.%The monsoon has great impacts on the regional and global climate to which many scientists dedicate them-selves for better understanding it theoretically and numerically. Based on Thermal Adaptation Theory, the authors evaluate the performances on the global diabatic heating of the newest spectral atmospheric general circulation model (SAMIL, hereafter), developed at the State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciencesand Geophysical Fluid Dynamics, Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences (LASG/IAP), and further make some analyses and explanations on the simulations of the components of the East Asian Summer Monsoon (EASM). The results show that SAMIL has good performances on the quadruplet heating pattern (LOSEC-OD) in the boreal subtropics compared to the NCEP/DOE AMIP-Ⅱ Reanalysis (Reanalysis-2), except for biases in strength. The sensible heating simulated by SAMIL is universally stronger over the continent, and the condensation heating is stronger on the two sides of the Indian peninsula and over the western Pacific (especially at 10°N and 10°S), whereas it is weaker near the equator and over the regions of the Indo-China Peninsula and the South China Sea. The authors further point out that the South Asia high can be well simulated and main features of the subtropical high over the western Pacific can be generally captured. But the subtropical high has stronger strength and more westward location, which are mainly caused by the stronger latent heating over the western Pacific (near 30°N). It also can exhibit the two centers of the westerly jet which is some 10 m/s smaller than that from Reanalysis-2 resulting from the weaker latent heat, sensible heat, and shortwave radiation. It further points out that the cloud parameterization and cumulus convective parameterization cause the biases in the sensible heating and latent heating. From this point, modifying and updating the physical parameterizations in SAMIL will be the priority in the near future.【期刊名称】《大气科学》【年(卷),期】2012(036)001【总页数】14页(P63-76)【关键词】大气环流模式;东亚夏季风;非绝热加热【作者】王军;包庆;刘屹岷;吴国雄;何编;王晓聪【作者单位】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;中国科学院研究生院,北京100049;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;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;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;南京信息工程大学,南京210044;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【正文语种】中文【中图分类】P435东亚夏季风对我国人民的生命和财产具有重要的影响，其年际及年代际变化直接决定我国的农业生产和生态环境，因此对东亚夏季风的研究具有深远意义，发展一个能够较好地刻画东亚夏季风的气候模式是我们模式领域孜孜追求的目标。
前人对季风的观测和理论研究已经持续了数百年的历史，但是由于影响季风的因素众多，如西太平洋副热带高压（吴国雄等，2003），副热带急流中的Rossby波（陶诗言和卫捷，2006），印度洋、太平洋的海表温度（SST）（Nitta and Hu，1996）及青藏高原（Yanai and Wu，2006）等，其复杂性使得我们到现在对于季风的理解还只是一知半解。
在过去的20年里，科学家们开始达成共识，季风是一个海、陆、气相互耦合的复杂系统（Webster，2006）。
近些年，由于气候模式发展迅速，众多科学家开始使用气候模式来研究季风的本质。
但是由于模式中物理参数化对模式模拟结果具有重要的影响，其中积云对流参数化是主要的不确定性之一，其对热带降水的模拟（张丽霞等，2011）、水汽和云辐射强迫（Wu et al.，2011）、对ENSO响应的大气温度的垂直结构（Zhang et al.，2010）等均具有影响，再加之东亚季风本身的复杂性，东亚季风的模拟将一直是气候模式研究领域的一个难题。
王在志等（2007）指出耦合模式能够较好地刻画东亚夏季风的前两个模态。
吴波等（2009）的研究表明，FGOALS－s可以模拟出亚澳季风的主要气候态特征。
Zhou et al.（2009）指出大气环流模式的多模式集合可以较好地模拟东亚季风的第一模态，但是不能模拟出东亚季风的第二模态。
相比于CAM3.5的模拟结果（Chen et al.，2010），其能较好地模拟东亚夏季风环流的气候态和季节特征，如青藏高压、西太平洋副热带高压等，但是对季风的降水模拟偏差较大，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的大气环流谱模式（SAMIL）的前几个版本（R15L9、R42L9）也能较好地再现真实大气的一些基本分布形态和特征，但是模拟的西太平洋副热带高压和南亚高压较观测偏低（周天军等，2005），那么，最近改进的参加政府间气候变化专门委员会第五次模式评估（IPCC AR5）的最新版本大气环流谱模式（SAMIL 2.4.7）对东亚夏季风气候态和年际变化的模拟性能又是如何？吴国雄和刘屹岷（2000）利用位涡性质，阐明了大气动力过程向外加热强迫适应的原理。
夏季非绝热加热场对环流场起主导的作用（冬季主要受地形的影响），因此夏季风的环流场主要是向非绝热加热场的适应发展过程，在此基础上，本文将从模式对全球各个加热场的模拟性能出发，分析东亚夏季风各组成部分的模拟状况，从而回答上面提出的问题，从中发现大气环流谱模式存在的一定问题，为改进和进一步发展大气环流模式提供理论依据。
本文以下的内容主要安排如下：第2节介绍大气环流谱模式（SAMIL 2.4.7）及所用的数据资料和统计方法；第3节着重分析SAMIL模拟的全球加热场的分布情况；SAMIL对东亚夏季风气候平均态和年际变率的模拟主要在本文第4节讨论；第5、6节是讨论和全文的总结。
大气环流谱模式（简称SAMIL）是中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体国家重点实验室（LASG／IAP）发展的一个谱模式（Wu et al.，1996；Wuet al.，2004；王在志等，2005；包庆等，2006）。
