最新科研进展
2011年气象与环境预测及灾害评估理论和方法重要进展及成果
1. 组织大气所短期气候预测会商，代表大气所参加国家气候预测会商
（1） 组织大气所短期气候预测会商会，并在总结全体成员的预测意见的基础上撰写综合预测意见。2010年度举行的会商会分别为3月份的汛期气候预测、6月份的汛期补充会商会以及10月份的2010/2011年度全国气候趋势预测会商会。
（2） 代表大气所参加气候中心举办的会商会，并发表预测意见，包括：汛期气候预测会商会（3月）、南海夏季风爆发预测会商会（5月）、入梅预测会商会（6月）、盛夏气候预测会商会（6月）和年度全国气候趋势预测会商会（10月）。并参加了4月在国家气候中心举办的“第7届亚洲区域气候监测、预测和影响评估论坛”。
（3） 代表大气所参加黄委会-海委会联合举办的黄、海河长期预报会商会（6月），并发表预测意见。
（4） 将大气所的短期气候预测意见整理成书面材料，通过所办上报院办和国办。包括3月汛期预测意见、6月的补充预测意见、10月年度气候预测意见和12月《中科院专家关于今冬我国气候趋势的预测、可能造成的影响及应对建议》。其中，12月《中科院专家关于今冬我国气候趋势的预测、可能造成的影响及应对建议》为中央办公厅约稿。并对大气所的短期气候预测意见进行整理，形成8期短期气候预测通讯。
2. 实时数值气候预测
（1） 2011年夏季异常气候的跨季度实时预测、补充预测及检验
利用IAP大气环流模式开展了夏季旱涝的跨季度实时预测，预测及检验结果表明，IAP短期气候预测系统可较好地预报出2011年夏季我国西南、长江中上游的少雨，沿渤海湾和高原中部的多雨，但江淮、长江中下游的多雨区没有预测出来；系统也较好地预报出2011年夏季我国气温以偏高为主、江淮偏低的观测事实；2011年预测东亚夏季风指数为0.04，属正常，实际观测指数为0.12，与预测基本相符，属正常略偏强。
（2） 利用IAP年度预测系统进行今冬至明年夏季的跨年度预测
对2011年冬季的气候趋势，系统预测东亚冬季风偏强，北方气温偏高、南方偏低，华南、西南地区降水偏多；东北、华北、高原西部降水偏少；综合今冬和明春的模式预测结果来看，2012年春季北方沙尘气候正常略偏弱；对2012年夏季气候，系统预测东亚夏季风正常略偏强，西太副高略偏南，黄淮、江南、高原降水较常年略偏多，长江下游、西南地区、东北、华北北部、新疆东北部降水略偏少，全国气温基本略偏高。
3. 东亚气候变率及其机理分析
（1） 我国冬季大范围持续性低温事件的关键影响系统
提出了我国冬季大范围持续性低温事件的定义，在此基础上界定了52个此类灾害性气象事件。这对此类灾害性气象事件的监测及预测提供了基础。相关界定方法及结果已提供给了国家气候中心的极端事件数据库。揭示了我国冬季大范围持续性低温事件的关键影响系统：大型斜脊斜槽系统是引发我国冬季大范围持续性低温事件的关键影响系统。这是在前辈科学家的相关工作基础上获得的重要成果。通过监测和预测大型斜脊斜槽系统，给国家业务防灾减灾部门及气象部门提供重要的科学依据。同时对春运等关键时段的交通完全部门的防范等工作提供了依据。
（2） 我国华南地区降水异常的成因分析
建立了南亚地区槽指数，和北半球冬季阻塞高压指数，并分析了MJO与这两个指数的关系。结果表明在MJO第1、2、3、8位相前期北太平洋或者鄂霍次克海附近阻塞高压频次明显增加，而后期该地区阻塞高压频次明显减少。导致MJO华南地区降水偏多；在MJO第4、5、6位相前期北太平洋或者鄂霍次克海阻塞高压频次减少，而后期该地区阻塞高压频次明显增加。华南地区偏少；MJO与阻高共同作用可能是造成我国东部尤其是华南地区降水异常的原因。
（3） 东亚高空西风急流不同时间尺度变化及其与我国东部地区夏季降水的关系
a. 夏季东亚高空西风急流年代际变化：20世纪80年代以来，夏季我国东部地区“南涝北旱”降水型的出现与东亚高空西风急流1980年前、后发生了显著的年代际变化及其东亚35oN以南（北）地区上升运动加强（减弱）、Q1和Q2呈现为正（负）距平年代际变化有关。20世纪80年代以来，盛夏(7月)东亚高空急流位置处于年代际偏南阶段与北太平洋热带海温偏高有关。
b. 东亚高空西风急流年际变化：6月东亚高空急流位置异常偏南（北）与东-西向传播的Rossby波列有关，造成6月华南降水偏多（少）；7、8月东亚高空急流位置偏南（北）与南-北向Rossby波波列传播有关，东亚低纬至高纬呈现正-负-正（负-正-负）异常，造成江淮降水偏多（偏少）。6月东亚高空急流位置急流偏南(北)主要受春季(3～4月)北大西洋中纬度海温偏冷(暖)影响；7月东亚高空急流位置偏南(北)与春季（4～6月）西太平洋热带海温偏冷(暖)有关；8月东亚高空急流位置偏南(北)与5月热带印度洋海温异常偏高(低)有关。
c. 夏季东亚高空西风急流季节内变化：夏季东亚高空急流位置存在显著的7～22天周期变化；东亚高空急流位置7～22天周期振荡与季节内AO强度变化密切相关：当AO指数处于季节内变化的正（负）异常期，急流位置处于季节内振荡的偏南（偏北）期。
（4） 我国南方低温雨雪与1月份副热带中东急流的关系：
1月是我国一年中气温最低的月份,特别是南方,发生的雨雪冰冻天气对交通、生活、生产影响极大，值得认真研究。而1月中东急流（MEJS）的变化对我国南方降水和气温具有显著影响。用NCEP /NCAR再分析资料和中国160站降水和气温资料,研究了冬季1月中东急流与中国气候异常的联系。结果表明中东急流指数与我国南方降水为显著的正相关，与气温为显著的负相关。中东急流指数与500hPa高度的相关分析表明，从里海到中国西部为负相关，东亚沿海到日本地区为正相关，表示中东急流偏强时,500 hPa上从里海到中国西部为高度负距平控制，说明这些地区高空槽的活动频繁，孟加拉湾北部南支槽加深而东亚大槽减弱,西北冷空气频繁向东南方向活动,并一直影响到中国南部。从高原南侧到华南沿海，中东急流指数与850hPa纬向风为正相关；从中南半岛到中国中、东部，中东急流指数与850hPa经向风为正相关；说明中东急流偏强时,850 hPa上中南半岛、华南沿海的西南风距平,有利于孟加拉湾水汽向中国南方地区输送,有利于降水增加。反之亦然。
（5） 我国西南冬季降水异常的成因分析：
西南地区冬季降水偏少时，NAO 或AO为负位相。在西风带，英国附近为高度负距平，从欧洲东部到里海以及青藏高原为正距平，贝加尔湖为负距平。反应在高度场上，欧洲东部长波槽、青藏高原北面的长波脊以及孟加拉湾南支槽都减弱。高层中东副热带西风急流减弱，影响Rossby波的活动，不利于孟加拉湾南支槽的建立，向西南地区输送的水汽减少。而由于青藏高原北面高压脊的减弱，脊前的西北风减小，带来的冷空气减弱；孟加拉湾槽前为偏北风距平，向西南地区输送的水汽减少，容易形成干旱。而西南地区冬季降水偏多时正好相反。西南地区降水偏多（偏少）的冬季对应着ENSO暖（冷）位相；而在南半球海区，对应着南太平洋中纬度海区的海温异常偏高（偏低）。2009/10年冬季全球海表温度异常主要是位于热带中东太平洋和南太平洋中高纬度海区（以40oS为中心）的明显正异常（异常的极值超过3K）。2009/10年冬季海温呈现出与降水偏多一致或者说与降水偏少相反的结果。因此，虽然海温异常可以影响冬季的西南地区降水，但SSTA并不是2009/10年冬季西南地区降水偏少的最重要原因。
（6） 北半球冬季平流层大气温度与我国（东部）夏季降水之间关系：
分析了北半球冬季平流层大气温度与我国（东部）夏季降水之间关系，研究显示1）当极地平流层温度（位势高度）升高而中纬度温度（位势高度）降低，即呈现为AO负位相时，我国西南及华南地区降水偏多，而黄河长江中下游之间降水偏少，同时华北北部及东北南部降水偏多。反之亦然。2）当亚太地区温度降低，北美上空温度升高，同时极涡中心偏向西北太平洋及鄂霍次克海而中纬度地区位势高度增加时，江南地区多雨而华北东北少雨。反之亦然。
（7） 中高纬度动力学研究：
分析了“0801”冰雪凝冻灾害事件的成因，指出斯堪的纳维亚高压的持续及东移导致乌拉尔阻高及欧亚大陆大型斜脊斜槽的形成和维持；开展了东北冷涡活动的研究，指出WP型是东北冷涡活动的背景环流型，并对东北冷涡进行了分类，指出东北4类冷涡的动力学特征及其天气影响存在着显著的区别。上述研究对冷涡的预测及灾害评估具有重要的科学意义。
4. 可预报性及预测方法研究:
（1） IAP9L-AGCM与RegCM3的嵌套及其短期气候预测潜力分析
实现了IAP9L-AGCM与RegCM3的嵌套，并针对我国夏季气候异常进行了集合回报试验，时段为1982－2008年。基于回报试验结果，系统评估了模式系统对我国夏季大尺度环流场及降水和气温场的跨季度预测潜力。结果表明，相对单纯的IAP9L-AGCM，该气候预测系统对某些气候变量的预测优势更为明显一些，尤其是对于500 hPa位势高度场和200 hPa纬向风场。不足的是，预测系统对于夏季降水的预测潜力仍然有待提高。
（2） 适合于季度气候预测的动力-统计相结合预测新方法
针对我国冬季和夏季降水异常以及春季北京沙尘频次异常研究了动力结合统计的预测方法。该预测方法的出发点是有效地结合前期观测信息和同期数值预测信息进行短期气候预测，以期进一步提高目前的实时预测水平。该方法首先利用观测资料确定了目标气候因子的前期和同期关键预测因子，然后分析了后者的数值可预测性。通过兼顾前期预测因子和同期具有数值可预测性的预测因子的数值预测结果，基于多元线性回归建立统计或动力结合统计的预测模型。对该方法预测能力的效果评估发现，采用动力结合统计的预测方法可进一步提高单独基于统计方法或者数值预测方法的预测技巧，值得进一步深入研究。
