优秀群体－模式团队总结

优 秀 群 体 - 模 式 团 队 总 结
吴 国 雄
2006 年 12 月 18 日 , 北 京 香 山

…… 发 表 论 文 3-5 篇 , 包 括 SCI 论 文 1-2 篇 。
模 式 团 队 05-06 年 总 结
主 要 研 究 内 容
1. 检 验 FGOALS-SR42L9 和 R42L26 模 拟 东
亚 季 风 气 候 和 热 带 海 气 相 互 作 用 的 能 力 。
2. 利 用 ERA40 和 NCEP/NCAR 再 分 析 资 料 认
识 中 国 区 域 气 候 特 征 及 变 化 规 律 。
3. 开 展 青 藏 高 原 和 南 亚 次 大 陆 分 布 的 敏 感 试 验
, 为 改 进 中 国 区 域 气 候 模 拟 提 供 改 进 思 路 。
目 标

一 、 两 年 来 的 研 究 进 展 和 成 果
1. 欧 亚 地 形 对 不 同 季 节 大 气 环 流 的 影 响 的 数 值 模 拟 研 究
2. 青 藏 高 原 加 热 如 何 影 响 亚 洲 夏 季 的 气 候 格 局
3. 青 藏 高 原 对 于 亚 洲 夏 季 风 的 爆 发 地 点 的 锚 定 作 用
4. 热 带 非 洲 和 南 亚 次 大 陆 在 亚 洲 季 风 形 成 中 的 作 用
5. GOALS 模 式 中 大 气 能 量 循 环 的 诊 断 分 析
6. LASG/IAP 大 气 环 流 谱 模 式 对 陆 面 过 程 的 敏 感 性 试 验
7. 大 气 环 流 谱 模 式 (SAMIL) 耦 合 前 后 性 能 的 比 较

二 、 发 表 论 文 情 况 : 论 文 12 篇 , 内 SCI4 篇
青 藏 高 原 加 热 如 何 影 响 亚 洲 夏 季 的 气 候 格 局
The role of land-sea distribution in the formation of the
Asian summer monsoon
吴 国 雄 、 刘 屹 岷 、 刘 新 、 段 安 民
、 梁 潇 云
Xiaoyun Liang, Yimin Liu, and
Guoxiong Wu
大 气 科 学 2005,29(1):47-56
CSCD
Geoph. Res. Lett. 2005, 32: 10.1029/2004GL021587
SCI
Heating Status of the Tibetan Plateau from April to June
and rainfall and atmospheric circulation anomaly over
East Asia in midsummer
Role of the Tibetan Plateau thermal forcing in the
summer climate patterns over subtropical Asia
Duan Anmin, Liu Yimin and Wu
Guoxiong
Science in China (D) 2005, 48 (2): 250-257
SCI
Duan Anmin and Wu Guoxiong★ Climate Dynamics 2005, 24: 793-807
SCI
欧 亚 地 形 对 不 同 季 节 大 气 环 流 影 响 的 数 值 模 拟 研 究 吴 国 雄 , 王 军 , 刘 新 , 刘 屹 岷 气 象 学 报 2005,63(5): 603-612
CSCD
青 藏 高 原 对 亚 洲 夏 季 风 爆 发 位 置 及 强 度 的 影 响 梁 潇 云 , 刘 屹 岷 , 吴 国 雄 气 象 学 报 2005,63(5): 799-805
CSCD
基 于 LASG/IAP 大 气 环 流 谱 模 式 的 气 候 系 统 模 式
GOALS 模 式 中 大 气 能 量 循 环 的 诊 断 分 析 与 不 同 版 本 计 算
结 果 的 比 较 研 究 。
周 天 军 , 王 在 志 , 宇 如 聪 , 俞 永
强 , 刘 屹 岷 , 刘 海 龙 , 包 庆 , 王
鹏 飞 , 李 薇 , 吴 国 雄
气 象 学 报 2005,63(5): 702-715
CSCD
张 韬 , 吴 国 雄 , 郭 裕 福 , 大 气 科 学 2006:30(1),38-55
CSCD
LASG/IAP 大 气 环 流 谱 模 式 对 陆 面 过 程 的 敏 感 性 试 验 。
A comparison between two versons of the GOALS model
in an atmospheric energy cycle diagnosis.
The Influence of the Mechanical and Thermal Forcing of
the
Tibetan Plateau on the Asian Climate
大 气 环 流 谱 模 式 (SAMIL) 耦 合 前 后 性 能 的 比 较
包 庆 , 刘 屹 岷 , 周 天 军 , 王 在 志
, 吴 国 雄 , 王 鹏 飞
Zhang Tao, Wu Guoxiong, Guo
Yufu, and Su Lin
Guoxiong Wu, Yimin Liu,
Tongmei Wang, Rijin Wan, …
王 在 志 , 宇 如 聪 , 包 庆 , 周 天
军 , 吴 国 雄 , 刘 屹 岷 , 王 鹏 飞
大 气 科 学 2006:30(6),1077-1090
CSCD
Chinese J. Atmos.
Sci.,
2006: 30(2), 195-216.
J. Hydrometeorology Accepted
SCI
大 气 科 学 待 发 表
CSCD

大 气 环 流 谱 模 式 (SAMIL) 耦 合 前 后 性 能 的 比 较
• 形 成 了 可 插 拔 的 海 - 陆 - 气 - 冰 “ 非 通 量 调 整 ” 的 直 接 耦 合 的
气 候 模 式 系 统 (FGOALS-s)
• 表 明 : 耦 合 前 、 后 大 气 环 流 的 基 本 特 征 相 似 , 都 能 成 功 地 模
拟 出 主 要 的 环 流 系 统 分 布 及 季 节 变 化
• 海 温 和 海 冰 的 模 拟 存 在 系 统 性 的 偏 差 - 除 与 海 洋 模 式 中 经 向
热 输 送 偏 弱 、 海 冰 模 式 中 海 冰 处 理 等 有 关 外 , 也 与 大 气 模 式
中 总 云 量 模 拟 偏 低 有 关
• 大 气 模 式 本 身 的 误 差 , 特 别 是 云 、 辐 射 过 程 带 来 的 误 差 , 对
耦 合 结 果 具 有 极 为 重 要 的 影 响
• 在 亚 洲 季 风 区 , 耦 合 后 季 风 环 流 及 降 水 等 的 分 布 都 比 耦 合 前
单 独 大 气 模 式 的 结 果 合 理

a
b

优 秀 群 体 06 年 总 结
主 要 研 究 内 容
研 究 青 藏 高 原 及 亚 洲 南 部 海 陆 分 布 对 亚 洲 季 风 爆 发 进 程 的
影 响 , 为 改 进 季 风 爆 发 的 气 候 预 测 提 供 理 论 依 据 ;
2006 年
拟 利 用 Ertel 位 涡 方 程 、Hynes and MacIntyre 的 位 涡 理 论 ,
结 合 热 力 适 应 理 论 和 Gill 型 的 非 对 称 Rossby 流 型 的 分 析 , 通 过
历 史 资 料 诊 断 分 析 、 理 论 研 究 和 数 值 试 验 去 研 究 青 藏 高 原 上 空
加 热 的 季 节 变 化 所 激 发 的 位 涡 制 造 及 其 对 气 候 的 影 响

二 、 优 秀 群 体 发 表 论 文 情 况
黄 河 流 域 中 上 游 水 分 收 支
以 及 再 分 析 资 料 可 用 性 分
析
热 带 海 陆 分 布 和 青 藏 高 原
在 亚 洲 夏 季 风 形 成 中 的 作
用
赵 瑞 霞 , 吴 国 雄 自 然 科 学 进 展 2006:6(3):316-324 CSCD
梁 潇 云 , 刘 屹 岷 , 吴 国 雄 , 地 球 物 理 学 报 2006: SCIE
A comparison between two
versons of the GOALS
model in an atmospheric
energy cycle diagnosis.
The Influence of the
Mechanical and Thermal
Forcing of the
Tibetan Plateau on the
Asian Climate
大 气 环 流 谱 模 式 (SAMIL
) 耦 合 前 后 性 能 的 比 较
Zhang Tao, Wu Guoxiong,
Guo Yufu, and Su Lin
Guoxiong Wu, Yimin Liu,
Tongmei Wang, Rijin Wan,
Xin Liu, Weiping Li, Zaizhi
Wang, Qiong Zhang,
Anmin Duan and Xiaoyun
Liang
王 在 志 , 宇 如 聪 , 包 庆 ,
周 天 军 , 吴 国 雄 , 刘 屹 岷
, 王 鹏 飞
Chinese J.
Atmos. Sci.,
J.
Hydrometeorolo
gy
2006: 30(2), 195-216.
Accepted
SCI
大 气 科 学 待 发 表 CSCD

三 、2007 年 计 划
团
队
1. 进 一 步 检 验 SAMIL 和 F-GOALS 的 误 差
2. 改 进 热 带 水 汽 和 降 水 的 模 拟
3. 完 善 云 - 辐 射 方 案 , 引 进 气 溶 胶 直 接 和 半 - 直 接 效 应
4. 深 入 进 行 亚 洲 季 风 模 拟
群
体
1. 青 藏 高 原 - 印 度 洋 - 澳 大 利 亚 热 力 差 异 的 季 节 变 化 对 亚
洲 季 风 的 影 响
2. 南 亚 海 陆 热 力 对 比 的 季 节 变 化 所 激 发 的 位 涡 制 造 及 其 对
季 风 爆 发 的 影 响 , 揭 示 其 相 关 机 制 , 为 改 进 季 风 爆 发 的
气 候 预 测 提 供 理 论 依 据 ;

Impacts of Tibetan Plateau on
Asian monsoon
--The TP Sensible Heat Driving Air-Pump
(TP-SHAP) and Asian Climate
WU Guoxiong, LIU Yimin, LIU Xin, Li Weiping, Duan Anmin,
Liang Xiaoyun, Wan Rijin, Wang Tongmei
State Key Lab of Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid
Dynamics (LASG)
Institute of Atmospheric Physics (IAP)
Chinese Academy of Sciences (CAS)
December 18, 2006, Xianshang/Beijing

LIST
I. Continental heating, TP heating and the
summertime circulation
II. Thermal adatation, Sensible heat driven
air-pump (SHAP) over TP
III. Persistent Rainfall in Early Spring(PRES)
IV. Seasonal transition of circulation and
Asian monsoon onset
V. Concluding remarks

Summertime Subtropical Continental Heating
Summertime subtropical quadruplet heating
And the associated circulation patterns
1. Wu, Guoxiong and Yimin Liu, 2003: Summertime quadruplet heating pattern in the
subtropics and the associated atmospheric circulation. Geophys. Res. Lett., 30(5),
1201, 5_1-4.
2. Yimin Liu, Guoxiong Wu, And Rongcai Ren, 2004: Relationship between the
Subtropical Anticyclone and Diabatic Heating. J. Climate, 2004, 17: 682-698.
3. Wu, Guoxiong, Yimin Liu, Jianyu Mao, Xin Liu and Weiping Li. 2004: Adaptation
of the atmospheric circulation to thermal forcing over the Tibetan Plateau.
Observation, Theory and Modeling of the Atmospheric Variability. Selected Papers
of Nanjing Institute of Meteorology Alumni in Commemoration of Professor JiJia
Zhang, Edited by Xun Zhu etc.World Scientific 92-114.

Thermal Adaptation
Z
A
N
C
E
w ∝ − β ∂
∂
v
z

Mosaics of the summertime
subtropical heating LOSECOD
and the associated circulations

a
PNAA
AAEA
b
PNAA
AAEA
c
LOSECOD
d

a
PSAm ASAf IAU
b
PSAm
ASAf
IAU
c
LOSECOD
d

Summertime Tibetan Plateau LOCAL Heating

a b c
Nov
Nov
Nov
Sep
Sep
Sep
Jul
Jul
Jul
May
May
May
Mar
Mar
Mar
Jan
Jan
Jan
Seasonal evolutions of (a) column integrated total heating (dashed curve with open circles) and surface sensible heating
(solid curve with solid circles) averaged over TP (80-100°E, 27.5-37.5°N); (b) surface sensible heating averaged over 27.5-
37.5°N; and (c) column integrated total heating averaged over 80-100°E calculated from the monthly climatology of
NCEP/NCAR reanalysis for 1980-1997. Unit is W m-2. Contour interval is 30 W m -2 in (b) and 50 W m -2 in (c). Values of
more than 30 W m -2 in (b) and 50 W m -2 in (c) are lightly shaded and in thin-solid contour, while those of negative in (b)
and (c) are bounded by heavy solid curves and indicated by heavy shading and dotted contours.

Tibetan
July
气 压 (hPa)
气 压 (hPa)
Rockies
July
Andes
January

a) Without
mountain
b) With
mountain
b) –a)

a
b
c

Conclusion 1:
TP is located to the central and eastern Eurasian
Continent. The circulations forced by TP local
thermal forcing and by continental scale heating in
summer are in phase. Wet monsoon to the east and
dry climate to the west of the Continent are
therefore intensified by TP.

LIST
I. Continental heating, TP heating and the
summertime circulation
II. Thermal adatation, Sensible heat driving
air-pump (SHAP) over TP
III. Persistent Rainfall in Early Spring(PRES)
IV. Seasonal transition of circulation and
Asian monsoon onset
V. Concluding remarks

Jul.
Jan.

a Jan
b Jul
Distributions of the monthly mean stream field composed of horizontal wind deviations at 10m from
the corresponding annual means of 1979-1998 NCEP/NCAR reanalysis. (a) January; (b) July. Dark
shadings highlight elevations higher than 3000 m. Rectangle indicates the Tibetan Plateau area as
defined in the text.

(a)
4 8

V and w at σ=0.991

θ 2
θ 1
Pumping
θ 2
θ 1
Pumping
θ 2
θ 1
No Pumping
U, w and θ vertical cross- section

Conclusion 3:
TP Air- Pump is driven by surface sensible heating
(SHAP), which regulates the surrounding
circulation and affects the world circulation

LIST
I. Continental heating, TP heating and the
summertime circulation
II. Thermal adatation, Sensible heat driven
air-pump (SHAP) over TP
III. Persistent Rainfall in Early Spring(PRES)
IV. Seasonal transition of circulation and
Asian monsoon onset
V. Concluding remarks

063-06 JHM 776
a
b
Winter pattern:
Asymmetric Dipole
Summer pattern:
Cyclonic Convergent
Spiral
Distributions at 850 hPa of the potential temperature (unit is K) and of the
stream fields composed of wind deviations from the corresponding zonal
means based on the NCEP/NCAR Reanalysis for 1968-1997. (a) Winter
average between December and February; (b) Summer average between
June and August.

Distribution of mean rainfall in the period of PRES (Pentad 12-26) over China
averaged between 1951 and 2000. Unit is mm d-1. Shading indicates where
the elevation exceeds 600 meters.
063-06 JHM 776

063-06 JHM 776
a
b
Distributions of (a) wind vector at 850hPa and (b) rainfall (unit: mm d-1) in
spring (March and April means) averaged over 10 years as simulated in the
model GOALS-SAMIL. The shaded areas are where elevation exceeds 2,500
m.

a
b
c
d
e
f
Distributions of wind vector and isotach at 850 hPa (left panels, unit is m s-1,
shaded gindicate exceeding 4 m s-1) and rain (right h panels, unit is mm d-1) in
the perpetual spring sensitivity experiments with different TP elevations and
averaged over 30 months. The black shaded in left panels and bold solid curve
in right panels are the main part of TP. The TP maximum elevation is 0 km in (a)
and (b), 2 km in (c) and (d), 4 km in (e) and (f), and 6 km in (g) and (h).

LIST
I. Continental heating, TP heating and the
summertime circulation
II. Thermal adatation, Sensible heat driving
air-pump (SHAP) over TP
III. Persistent Rainfall in Early Spring(PRES)
IV. Seasonal transition of circulation and
Asian monsoon onset
V. Concluding remarks

IV. Seasonal Transition of
circulation and Asian
monsoon onset

du / dz = −λdT
/
dy
Z
Z
E
W
E
W
S
warm
cold
N
S
cold
warm
N
Winter Type
Summer Type

∂ T / ∂y
BOB
SCS
IND
− ∂u/
∂z
BOB
SCS
IND
OLR
SCS
IND
BOB

May
Jun
在 理 想 试 验 中 , 当 亚 洲 季 风 爆 发 时 (5 月 ) 降 水 ( 上 ) 和 850hPa 风 场 ( 下 ) 的 分 布
理 想 试 验 设 计 :
试 验 WTP ( 左 ): 在 理 想 海 陆 分 布 上 添 加 一 个 中 心 位 于 87.5 o E,32.5 o N, 中 心 高 度 为 6000m 的 理 想 高 原 。
试 验 WTP ( 左 ): 在 理 想 海 陆 分 布 上 添 加 一 个 中 心 位 于 60.0 o E,32.5 o N, 中 心 高 度 为 6000m 的 理 想 高 原 。

Conclusion 4:
One of the functions of the TP SHAP is to anchor
the Asian summer monsoon onset over the region
from eastern Bay of Bengal (BOB) to western
Indochina Peninsula.

LIST
I. Continental heating, TP heating and the
summertime circulation
II. Thermal adatation, Sensible heat driving
air-pump (SHAP) over TP
III. Persistent Rainfall in Early Spring(PRES)
IV. Seasonal transition of circulation and
Asian monsoon onset
V. Concluding remarks

4. One of the functions of the TP SHAP is to anchor the Asian
summer monsoon onset over the region from eastern Bay of
Bengal (BOB) to western Indochina Peninsula.
V. Concluding remarks
1. The circulations forced by TP local thermal forcing and by
continental scale heating in summer are in phase. Wet
monsoon to the east and dry climate to the west of the
Continent are therefore intensified by TP.
2. TP Air- Pump is driven by surface sensible heating (SHAP),
which regulates the surrounding climate and affects the world
circulation
3. TP forces an asymmetric dipole in winter and a cyclonic
convergent spiral deviation streamline pattern (PRES)

THE END
THANK YOU!