热带海洋海温变率预报及可预报性研究
发布时间：2022-10-11 19:54
热带海洋是大尺度海气相互作用的关键区域,对全球气候变化有重要影响。厄尔尼诺与南方涛动（ENSO）及热带大西洋变率（TAV）分别是热带太平洋及热带大西洋最显著的气候变率。对热带海洋海表温度（SST）的预报是预报ENSO和TAV的关键要素,对全球气候、生态环境及许多国家的防灾减灾、经济发展有非常重要的意义。 本文利用一个中等复杂程度的海-气耦合模式,对1980-2000年热带太平洋和大西洋SST变率进行回顾性预报,并研究分析其可预报性的影响因素。耦合模式的大气部分为全球大气环流模式CCM3,海洋部分为Zebiak-Cane类型的约化重力模式。并创新性地在耦合模式中加入大气噪声过滤器,检验天气噪声对预报的影响。初始时间设为四个不同季节,预报时长为12个月。 第一部分工作为ENSO预报。本文改进了初始化方案,并使用噪声过滤器减少天气噪声对耦合过程的影响。预报结果表明,改进的模式显著提高了ENSO预报技能。Nino3指数提前6个月的预报相关系数为0.71,提前12个月的预报相关系数为0.43;Nino3.4指数提前6个月的预报相关系数为0.75,提前12个月的预报相关系数为0.4...
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 研究意义
1.2 研究背景
1.2.1 ENSO 机制、可预报性及预报进展
1.2.2 TAV 机制、可预报性及预报进展
1.3 研究目的和主要内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 内容结构
第二章 模式与方法
2.1 海－气耦合模式简介
2.1.1 模式组成和设置
2.1.2 模式验证
2.2 大气噪声过滤器
2.2.1 简介
2.2.2 原理
2.2.3 应用与效果检验
2.3 预报的基本策略
2.3.1 初始化方案
2.3.2 预报方案
第三章 ENSO 预报结果
3.1 预报试验设计
3.2 确定性技巧评估
3.2.1 热带太平洋SST 预报的相关技巧
3.2.2 ENSO 预报的相关技巧及均方根误差
3.3 概率性技巧评估
3.3.1 相对工作特征（ROC）分析方法
3.3.2 ENSO 预报的ROC 技巧
3.4 强ENSO 事件中赤道太平洋冷舌的模拟
3.5 ENSO 预报技巧的季节性差异
3.6 小结与讨论
3.5.1 本章主要结论
3.5.2 讨论
3.5.3 与其他预报模式的比较
第四章 天气噪声和初始条件对ENSO 预报的影响
4.1 过滤天气噪声在ENSO 预报中的作用
4.1.1 部分滤噪试验
4.1.2 热收支试验
4.2 初始化方案对ENSO 预报的影响
4.3 小结与讨论
4.3.1 本章主要结论
4.3.2 讨论
第五章 模式偏差对ENSO 预报的影响及初步改进
5.1 “理想温跃层”试验
5.1.1 试验设计
5.1.2 试验结果
5.1.3 实际温跃层模拟中的问题
5.2 大气模式偏差的影响
5.3 大气模式偏差校正的初步尝试
5.3.1 模式输出统计（MOS）校正方法
5.3.2 初步结果
5.4 小结与讨论
5.4.1 本章主要结论
5.4.2 关于春季可预报性障碍的讨论
第六章 热带大西洋海温变率的预报
6.1 预报结果
6.1.1 预报试验设计
6.1.2 SST 预报技巧
6.1.3 SST 预报的季节性差异
6.1.4 降雨量预报
6.2 天气噪声对预报的影响
6.2.1 试验设计
6.2.2 试验结果
6.3 海洋动力过程在预报中的作用
6.4 小结与讨论
6.4.1 本章主要结论
6.4.2 各TAV 有关区域可预报性的讨论
第七章 结论
7.1 主要结论及创新点
7.1.1 关于ENSO 预报
7.1.2 关于热带大西洋预报
7.2 讨论
7.3 存在的问题及工作展望
参考文献
附录Ⅰ预报试验方案索引与汇总
附录Ⅱ文献中的ENSO 预报模式技巧对比
附录Ⅲ强ENSO 事件中赤道太平洋冷舌的演变
附录Ⅳ发表论文目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]ENSO机理及其预测研究[J]. 李崇银,穆穆,周广庆,杨辉. 大气科学. 2008(04)
[2]东亚冬季风-暖池状况-ENSO循环的关系[J]. 李崇银,穆明权. 科学通报. 2000(07)
本文编号：3691193
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 研究意义
1.2 研究背景
1.2.1 ENSO 机制、可预报性及预报进展
1.2.2 TAV 机制、可预报性及预报进展
1.3 研究目的和主要内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 内容结构
第二章 模式与方法
2.1 海－气耦合模式简介
2.1.1 模式组成和设置
2.1.2 模式验证
2.2 大气噪声过滤器
2.2.1 简介
2.2.2 原理
2.2.3 应用与效果检验
2.3 预报的基本策略
2.3.1 初始化方案
2.3.2 预报方案
第三章 ENSO 预报结果
3.1 预报试验设计
3.2 确定性技巧评估
3.2.1 热带太平洋SST 预报的相关技巧
3.2.2 ENSO 预报的相关技巧及均方根误差
3.3 概率性技巧评估
3.3.1 相对工作特征（ROC）分析方法
3.3.2 ENSO 预报的ROC 技巧
3.4 强ENSO 事件中赤道太平洋冷舌的模拟
3.5 ENSO 预报技巧的季节性差异
3.6 小结与讨论
3.5.1 本章主要结论
3.5.2 讨论
3.5.3 与其他预报模式的比较
第四章 天气噪声和初始条件对ENSO 预报的影响
4.1 过滤天气噪声在ENSO 预报中的作用
4.1.1 部分滤噪试验
4.1.2 热收支试验
4.2 初始化方案对ENSO 预报的影响
4.3 小结与讨论
4.3.1 本章主要结论
4.3.2 讨论
第五章 模式偏差对ENSO 预报的影响及初步改进
5.1 “理想温跃层”试验
5.1.1 试验设计
5.1.2 试验结果
5.1.3 实际温跃层模拟中的问题
5.2 大气模式偏差的影响
5.3 大气模式偏差校正的初步尝试
5.3.1 模式输出统计（MOS）校正方法
5.3.2 初步结果
5.4 小结与讨论
5.4.1 本章主要结论
5.4.2 关于春季可预报性障碍的讨论
第六章 热带大西洋海温变率的预报
6.1 预报结果
6.1.1 预报试验设计
6.1.2 SST 预报技巧
6.1.3 SST 预报的季节性差异
6.1.4 降雨量预报
6.2 天气噪声对预报的影响
6.2.1 试验设计
6.2.2 试验结果
6.3 海洋动力过程在预报中的作用
6.4 小结与讨论
6.4.1 本章主要结论
6.4.2 各TAV 有关区域可预报性的讨论
第七章 结论
7.1 主要结论及创新点
7.1.1 关于ENSO 预报
7.1.2 关于热带大西洋预报
7.2 讨论
7.3 存在的问题及工作展望
参考文献
附录Ⅰ预报试验方案索引与汇总
附录Ⅱ文献中的ENSO 预报模式技巧对比
附录Ⅲ强ENSO 事件中赤道太平洋冷舌的演变
附录Ⅳ发表论文目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]ENSO机理及其预测研究[J]. 李崇银,穆穆,周广庆,杨辉. 大气科学. 2008(04)
[2]东亚冬季风-暖池状况-ENSO循环的关系[J]. 李崇银,穆明权. 科学通报. 2000(07)
本文编号：3691193
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3691193.html
