中文摘要：

为IAP新的全球耦合模式中的大气模块建立一个三维变分资料同化系统，通过长时间的大气同化将长时间的大气信息储存于记忆力长的陆面变量，生成含有长时间信息的陆-气相协调的短期气候预测的初始场；另一方面，通过平滑等方法，剔除对短期气候预测而言的高频噪音信息，生成新的初始场。由以上的初始场出发，分别在气候态的海温和实际观测海温的强迫下进行集合回报试验，比较试验结果，为研究短期气候预测可预报性问题提供一些有价值的参考。国家计划、农业、水利和防灾减灾等部门都需要准确的短期气候预测。而对于具有强迫耗散的非线性混沌系统的地球气候系统，初值信息非常重要。在模式和外强迫相同的情况下，准确的初始场将会增加预测的确定性，从而来保证人们生命财产安全、减小由气象灾害给各行各业带来的巨大经济损失。

结论摘要：

本项目研究了大气初始场对短期气候数值预测的作用。首先分别从实际观测海温、海冰的外强迫和气候态海温、海冰的外强迫出发，利用大气所的大气环流模式，进行了两组集合回报试验，每组包含3 个试验，分别将实时NCEP-Ⅱ资料和对NCEP-Ⅱ资料经5 d 平滑、11 d 平滑后的资料作为大气初始场，进行17年回报试验。结果表明，两组试验中，即使外强迫相同只有大气初始场不同,但它们在热带地区相关系数差别均很小，而在热带外的中高纬度地区差别很大；另一方面,第二组试验在热带地区的可预测性远远小于第一组对应试验的可预测性,这说明热带地区的可预报性主要来源于海温、海冰的外强迫,与大气初始场关系较小；而热带外地区的可预报性不再主要来源于外强迫,此时大气初始场的作用非常重要。通过分析500hPa位势高度（H500）的相关系数，数值上反映了大气初始场对中高纬度短期气候预测影响很大。同时通过比较发现，NCEP-Ⅱ资料经5 d 平滑后生成的大气初始场对应回报试验结果相对最好。其次，建立了一个简化的三维变分资料同化系统，分别从目前实时预测所采用的初始场、同化后产生的初始场、对同化后的值进行5天平滑生成的初始场出发，各自进行了17年的集合回报试验，表明后两组试验对东亚地区在高、中、低层的环流场都有不同程度地改进。但对海平面气压（SLP）而言，三组试验在中国地区的空间相关系数均值都为负值，这说明SLP预测具有相当难度，且除了考虑大气初始场的重要影响外,它们同外强迫之间的配置及相互作用也不可轻视。为了考察外强迫海表温度对我国短期气候预测的影响，这里先讨论了南太平洋海温的年际变率, 利用观测资料和CFSv2模式结果讨论了南太平洋偶极子模态的可预测性及其产生的机制。结果表明除了厄尔尼诺-南方涛动 (ENSO)的高可预测性外，热带外海洋在季节到年际尺度上，南太平洋的海温的可预测技巧最高。在南太平洋偶极子型的暖位相，南太平洋中部正的海表面温度异常开始于南半球春季减弱的西风异常，这一方面减小了海表面蒸发，使得热量的损失减小；另一方面减小了混合层的深度，两方面的共同作用使海平面温度出现正异常。在其北部，起始于加强的西风异常，出现了海表面温度的负异常。从而形成了南太平洋海温异常的偶极子型。考虑到陆面的重要性，这里也做了一些陆面影响大气的诊断分析，为下一步改进同化方案做准备。