Klimategenskaperna för det årliga medelvärdet för den kinetiska energin (500 hPa, 1948~2011) (Enheten är m2 s-2 1 kg, a~c plottas av tremönstersupplösningsmodellen, medan d~f plottas av NCEP/NCAR-reanalysdata). Kredit:Science China Press
Klimatförändringarna påverkar redan världen i en aldrig tidigare skådad omfattning. Dock, det har saknats ett fullständigt grundläggande teoretiskt system för klimatförutsägelser under lång tid, vilket begränsar exaktheten av klimatförutsägelser i grunden. En nyligen genomförd forskningsutveckling, teorin om tremönstersupplösning av global atmosfärisk cirkulation, introducerar banbrytande forskningsresultat i den grundläggande teorin om klimatförutsägelse.
Uppsatsen med titeln "Teorin om tremönstersupplösning av global atmosfärisk cirkulation", publicerades i SCIENCE KINA:Geovetenskap , som skrevs av Prof. Shujuan Hu från Lanzhou University som första författare och motsvarande författare. Denna artikel presenterade prestationerna av Prof. Shujuan Hus team i den grundläggande teoretiska forskningen om klimatdynamik under åren, och sammanfattade också andras forskningsframsteg i representationen av global atmosfärisk cirkulation, vilket var en systemviktig teori om klimatförutsägelser.
Under den globala uppvärmningens bakgrund, stora naturkatastrofer ökar, orsaka allvarliga ekonomiska förluster och mänskliga offer. På grund av sin speciella geografiska miljö, Kina har varit allvarligt drabbat av meteorologiska katastrofer under lång tid, särskilt torka och översvämningskatastrofer. Som ett resultat, klimatförutsägelse i månad till säsong med prognoser för torka och översvämningar som fokus har alltid varit ett stort krav på nationell utveckling. Dock, noggrannheten i den befintliga klimatprognosmodellen är långt ifrån att uppfylla de faktiska behoven. Den grundläggande orsaken till felaktigheten i klimatförutsägelser ligger i bristen på grundläggande teorier om klimatdynamik.
Klimatologiskt medelvärde av vertikal virvel (d) och dess sönderdelning:(a) vertikal virvel för horisontell cirkulation, (b) vertikal virvling av meridionala och zonala cirkulationer, (c) vertikal virvel av horisontell, meridionala och zonala cirkulationer vid 850 hPa (1979-2013) för DJF. e~h, i~l och m~p samma som a~d, men för 500 hPa, 200 hPa och den vertikala medelytan, respektive. Kredit:Science China Press
(a), (b) De lokala klimategenskaperna (60°E, 140°E) zongenomsnittad meridional cirkulation på vintern (1979~2013); (d), (e) Lokalens klimategenskaper (5°S, 5°N) meridionalt medelvärde för zoncirkulation. Skuggningen och vertikalhastigheten i vindvektorerna för (a) och (d) är de vertikala hastigheterna för den lokala (60°E, 140°E) zonmedelvärde meridional cirkulation och lokal (5°S, 5°N) meridionalt medelvärde för zoncirkulation. Skuggningen och den vertikala hastigheten i vindvektorerna för (b) och (e) är de vertikala hastigheterna för omanalysdata. (c) är den vertikala hastigheten för den lokala (60°E, 140°E) zongenomsnittad zoncirkulation. (f) är den vertikala hastigheten för den lokala (5°S, 5°N) meridionalt medelvärde för meridional cirkulation. Kredit:Science China Press
Shujuan Hu sa att hon har arbetat med dynamiken i den globala atmosfäriska cirkulationen sedan 2001, när hon studerade för sin doktorsexamen med professor Jifan Chou, en berömd kinesisk meteorolog och akademiker vid den kinesiska vetenskapsakademin. Prof. Jifan Chou är en av få forskare inom atmosfärsvetenskap i Kina och utomlands som specialiserar sig på atmosfärsteoretisk forskning och ger viktiga bidrag. Han har ägnat sitt liv åt de grundläggande teorierna och metoderna för långsiktiga numeriska väderprognoser och den relaterade atmosfäriska och oceaniska dynamiken, särskilt icke-linjära dynamikproblem. Under ledning av prof. Jifan Chou, den nya teorin om tremönstersupplösning av global atmosfärisk cirkulation (3P-DGAC) är konstruerad som den systematiska grundläggande teorin om klimatförutsägelser på skalan från månad till säsong.
Fenomenet Rossby-vågor på medelhöga breddgrader och Hadley och Walkers cirkulationer på låga breddgrader utvidgades först till den globala allmänna cirkulationen, och definitionerna av tredimensionell (3D) horisontell, meridional, och zoncirkulationer kvantifierades sedan. Den globala atmosfäriska cirkulationen bröts upp i summan av 3D horisontell cirkulation, meridional cirkulation, och zoncirkulation; Således, 3P-DGAC etablerades. Vidare, kombinerar 3P-DGAC med de primitiva ekvationerna för atmosfärisk rörelse i planetarisk skala, en ny uppsättning dynamiska ekvationer upprättades för att direkt beskriva evolutionsmekanismerna för global storskalig horisontell cirkulation, meridional cirkulation, och zoncirkulation. Ur ett globalt perspektiv, teorin om 3P-DGAC förenar de atmosfäriska rörelserna på de medelhöga breddgraderna med de på de låga breddgraderna, vilket kompenserar för bristen på uppdelningen av atmosfärisk dynamik på medelhög latitud och atmosfärisk dynamik på låg latitud i den aktuella studien.
Guoxiong Wu, en akademiker vid den kinesiska vetenskapsakademin och den berömda kinesiska klimatdynamikern, hade en gång uppmärksammat utvecklingen av 3P-DGAC. Prof. Guoxiong Wu kommenterade:"3P-DGAC tillhandahåller en genomförbar metod för att studera de komplexa interaktionerna mellan atmosfärscirkulationen på medelhög latitud och atmosfärisk cirkulation på låg latitud samt mellan den horisontella cirkulationen och den vertikala cirkulationen, vilket är en originell och innovativ forskningsprestation på internationell nivå."
