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《中国气象科学研究院》 2005年
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新奥尔松短期气候特征及再分析资料在该地区的适用性分析

邓海滨  
【摘要】:本文利用德国Koldwey站1993-2003年逐时的常规地面气象资料和近地面辐射平衡各分量观测资料,对新奥尔松地区短期气候和近地面辐射平衡特征进行了初步分析;与我国两次北极考察浮冰区的观测资料进行比较,了解苔原和冰原不同下垫面气候特征的差异;并与NCEP/NCAR再分析资料和ECMWF再分析资料进行对比,讨论再分析资料在该地区的适用性。主要结论如下: 1) 由于受北大西洋暖流的影响,该地是北极同纬度温度最高的地区之一。岛上气候温暖湿润,即使在隆冬季节,日平均气温都可以升至0℃以上。全年平均风速较小(3.9 m/s),且以SE风居多。该地平均增温速度为0.68℃/10a,是北极增温较快的地区。 2) 新奥尔松地区全年阴天较多,年日照百分率仅为29.2%。极昼期的实际日照占全年的72.4%,是该地区获取太阳辐射能的主要时段。夏季冰雪融化后,下垫面为北极苔原,地表平均反射率只有15%左右;其他季节下垫面为冰雪覆盖时地表平均反射率达79%。全年累计的净辐射为正值。 3) 我国在北冰洋浮冰区的考察资料与同期新奥尔松地面资料的对比分析表明,极地苔原和冰原气候有明显差异。新奥尔松地区由于云量较多,接受的太阳总辐射不是很强,但是由于地表反射率很小,因此地面净辐射较强,相对来说气候条件较好,与同纬度北冰洋浮冰区相比,气温要高5-6℃,空气湿润,风速也小,是我国建立北极科学考察站的合适地点。 4) 相对于NCEP资料和Koldwey台站的实测值,海平面气压的相关性非常出色。但是NCEP的地面气压值(模式输出的结果)比实际值要偏小将近20hPa。这很可能是再分析模式中对台站附近的网格点位置地区的海拔高度考虑过高的原因(Koldwey台站实际海拔高度仅11m)。模式中地形参数有待重新调整。 5) 与Koldwey台站的实测数据相比,NCEP/NCAR的近地面再分析结果基本能反映各要素的变化特征。对于气温和比湿来说,NCEP资料和实测值的变化曲线在冬季基本一致,而在夏季则差异较大。总辐射的实测值比理论上的模式值在夏季低上50W·m~(-2)左右。这很可能是因为新奥尔松夏季低云量较多,影响了太阳辐射,从而导致了气温上的差异。再分析模式中的云参数化方案有待改进。 6) 夏季新奥尔松吸收的太阳辐射迅速增加,地面冰雪融化,露出苔原地表,地面反射率迅速减小。由于夏季实际的下垫面状况发生了变化,各辐射要素的年变化曲线基本都出现了偏峰的现象,NCEP资料没能体现这种变化。总的来说,新奥尔松地区在夏季下垫面特征参数变化很大,模式中地面参数选择欠妥。
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