文档介绍：项目名称:
我国持续性重大天气异常形成机理与预测理论和方法研究
首席科学家:
翟盘茂中国气象科学研究院
起止年限:
-
依托部门:
中国气象局
一、关键科学问题及研究内容
1、关键科学问题
1)从大气内部的多种尺度天气系统相互作用和低频变化入手,揭示我国持续性重大天气异常形成的机理和条件。
2)从基于外部强迫的复杂下垫面强迫、海陆气相互作用尤其是青藏高原大地形的动力与热力作用的研究,深入剖析影响我国持续性重大天气异常形成的物理过程和根本原因。
3)在研究我国持续性重大天气异常可预报性基础上,建立动力与统计相结合的持续性重大天气异常预报理论和方法。
2、主要研究内容
1)多尺度天气系统的相互作用对我国持续性重大天气异常的影响及其机理研究。研究产生我国夏季持续性强降水,冬季持续性冰冻雨雪天气的持续稳定的多尺度天气系统结构配置的演变特征,揭示其形成的多尺度天气学模型。从半球尺度、大陆尺度、天气尺度和中尺度多尺度天气系统的相互作用入手,研究产生持续性重大天气异常的持续稳定的中高纬与中低纬的多尺度天气波动的演变特征;研究波流相互作用及其对持续性天气异常环流的影响机理;剖析北极涛动(AO)对中高纬度持续性天气异常环流的作用;开展形成我国持续重大天气异常的低频振荡的形成源地、传播特征及其对持续性重大天气异常形成的作用和机理研究;形成我国持续性重大天气异常的物理模型。
2)青藏高原大地形对我国持续性重大天气异常的作用研究。由于青藏高原是位于我国西部上游的特大地形,它对全球和东亚大气环流有着极为重要的影响,研究青藏高原对我国持续性重大天气异常影响具有特别重要的科学意义。为此本申请将探讨高原大地形动力和热力异常激发的准静止行星波对我国持续性重大天气异常的影响;阐明热力动力作用以及高原天气系统群发、频发和持续东移对我国持续性强降水的影响和作用。

3)复杂下垫面强迫和海陆气相互作用对我国持续性重大天气异常影响的物理过程研究。研究海陆气相互作用对持续性大气环流异常与大尺度水分循环的作用和影响,揭示热带印度洋、西太平洋、北大西洋等区域海洋热力异常对持续性稳定的大尺度环流形势形成的作用;探讨稳定大尺度环流形势下,复杂下垫面强迫,特别是局地陆面过程在持续性降水过程中的贡献。在此基础上,研究大地形、复杂下垫面强迫和海陆气相互作用对持续性重大天气异常的环流形势的影响及其热力动力过程,以及持续中高纬阻塞高压和中低纬系统异常稳定的物理过程。
4)我国持续性重大天气异常可预报性及其预报理论和方法。研究确定我国夏季持续性强降水和冬季持续性低温雨雪冰冻天气过程特征,开展其可预报性研究,基于多尺度相互作用对大尺度环流持续影响以及大气对海陆气相互作用和复杂下垫面尤其是青藏高原的动力热力作用的强迫响应的理论,在观测资料和模式预报结果中把握关键环流异常特征,提取与我国持续性重大天气异常有关的强信号,其中包括低频振荡对我国持续性重大天气异常的影响信号,发展我国持续性重大天气异常的物理统计预测模型;发展基于海陆气耦合模式集合预报和区域高分辨模式嵌套的动力持续性强降水的预报理论与方法。建立以统计与动力相结合的我国持续性重大天气异常的预报理论和方法。
5)开展针对青藏高原东移天气系统的加密观测试验。
青藏高原热源和高原天气系统对于研究高原对其下游的持续性强降水天气十分重要。研究确高原东移天气系统关键加密观测区及其下游影响区,在业务观测系统的基础上,适当增加探空频次,在资料奇缺的区域适当增加观测,实施加密观测野外试验,形成上下游观测剖面,为研究青藏高原东移天气系统及其热力异常强迫影响研究提供相关的加密观测资料;建立相关的科学试验数据库,实现数据共享。
二、预期目标
本项目的总体目标:
通过五年对历史上发生的大量案例的综合分析和研究,深刻揭示我国持续性重大天气异常形成机理及其可预报性;发展建立持续性重大天气异常1-2周以上预报理论和方法;培养一支我国持续性重大天气异常研究领域具有创新能力,并以中青年学术骨干为主体的研究队伍,造就一批具有国际影响力的学术带头人。
五年预期目标:
(尤其是夏季持续性强降水和冬季持续性低温雨雪冰冻天气)的异常特征及其形成机理和可预报性;分别提出我国夏季持续性暴雨和冬季持续性低温雨雪冰冻天气的多尺度天气系统相互作用的物理模型,其中包括影响我国持续性重大天气异常的大气低频振荡对我国持续性重大天气异常的可能影响及其物理机制。
,尤其是青藏高原大地形的动力、热力作用的影响;阐明青藏高原天气系统频繁发生、东移发展及其对下游地区持续性强降水的影响和作用。
3. 在建立我国持续性重大天