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‘』已弓海气耦合环流模式的研制及其敏感性
张向东陈隆勋弓。
中国气象科学研究院,北京,
摘要文章介绍了近年来海气耦合模式的进展以及这些模式在气候敏感性试验中的应用
关键词海气耦合模式敏感性试验气候漂移
根据已有的结果,海气耦合模式的发展
前盲
主要在美国地球物理流体力学实验室
近些年来海气耦合模式取得了很大的发、美国国家大气研究中心、
展和改进,这主要归功于下面三个方面的原加利福尼亚大学洛杉矶分校、俄勒
因:大型计算机的发展极大地提高了计算冈州立大学、德国—气象研
能力,并使数值模式的长期积分成为可能; 究所、英国气象局和澳大利
观测和诊断工作揭示了海气耦合系统变亚联邦科学和工业研究组织取。我国
化的事实,并初步了解了其理论机制,如—中科院大气物理研究所和中国气象科学研究
等。最近十余年国际上组织的、院也正在发展海气耦合模式。尽管各耦合模
等大型外场试验进一步揭示了气候式模拟的结果不同,模拟的年际变化性和气
系统的变化特征和动力、热力过程,所有这些候态也不伺,但就目前而言,这些结果可以被
均促进了大气环流模式和海洋环流模式的发作为模式的敏感性试验,从而为完善和改进
展,为耦合模式发展奠定了基础;计算方海气耦合模式提供启示和依据。特别是,由
法的发展,如向量化计算、并行计算等,提高的和所研制的海洋环流模
了数值模式的计算效率。尽管如此,现有的计式在世界范围内被广泛应用,并与各种不同
算条件还不能满足高分辨率的全球大气环流的大气模式相耦合,进行模拟试验,模拟结果
模式和全球海洋环流模式耦合的需要,因此, 的对比对于大气模式、海气耦合方案、海洋物
目前已发展的海气耦合模式主要分为两类: 理过程参数化的改进提供依据另外,德国的
热带海洋环流模式与全球大气环流模式和世界上许多研究组使用研制的

,经过模式物理过程的不断改进形成系
示热带海洋的内波结构,从而较真实地反映列工作,对耦合模式发展也提供了参考。下面
现象。全球海洋环流模式与全球大将详细讨论这方面的工作
气环流模式相耦合。其中全球海
海气耦含方法及通量订正
洋环流模式采用低分辨率模式,主要用于气
候敏感性试验,例如的气候敏感性模拟大气和海洋运动的时空尺度差别很大,
研究。因此大气环流模式与海洋环流模式耦合方案
一一
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的设计是关键的步骤。在海气耦合的界面,海
洋表层的热力学状态为大气提供热通量、水
汽通量,同时大气为海洋提供热通量、淡水通
量和动量通量。海气间通量交换的计算不但

算能力有关。自年和
图‘般同步耦合积分方案
首次给出简单海陆分布情形下海气耦合模式·
的结果以来,海气耦合模式的发展通常采用上的通量计算结果图所示是一个一般的
。
还引入了通量订正的计算方案。尤其是进入在前面我们曾讨论过大气和海洋的响应
,具体而言,海洋上层的响应时
较丰富的计算资源,耦合模式基本上采用同间尺