1.简述ENSO现象
赤道太平洋海面水温的变化与全球大气环流尤其是热带大气环流紧密相关。

其中最直接的联系就是日界线以东的东南太平洋与日界线以西的西太平洋—印度洋之间海平面气压的反相关关系，即南方涛动现象（SO）。

在拉尼娜期间，东南太平洋气压明显升高，印度尼西亚和澳大利亚的气压减弱。

厄尔尼诺期间的情况正好相反。

鉴于厄尔尼诺与南方涛动之间的密切关系，气象上把两者合称为ENSO（音“恩索”）。

这种全球尺度的气候振荡被称为ENSO循环。

厄尔尼诺和拉尼娜则是ENSO循环过程中冷暖两种不同位相的异常状态。

因此厄尔尼诺也称ENSO暖事件，拉尼娜也称ENSO冷事件。

2. 气候动力学的任务、特点和方法
气候动力学是以地球流体力学和大气环流动力学为基础，是大气科学与海洋学等地球科学和物理学、数学以及计算机科学相互交叉的一个前沿学科。

它和当代大气环流以及大尺度、长期动力过程理论的发展越来越紧密，在很多方面都已很难严格定义气候动力学、大气环流和大尺度动力学之间的区分和差异，实际上它们是相互联系、相互渗透的大气科学动力学理论中极为重要的部分。

了解异常气候的变化规律和形成机制，并对异常气候作出较为可靠的预测，己成为各国政府做出决策和社会发展所必要的重要条件。

对这些问题的研究和解决是气候动力学的重要任务和目标。

当代气候的主要特点：
1) 经典气候把气候当作静态来研究，因此常用多年“统计平均”来描述气候状态；而当代气候认
为气候是不断变化的，因此，研究某个地区或全球范围的各种时间尺度的气候变化是当代气
候的主要任务之一。

2) 在当代气候中引进了“气候系统”的概念，气候系统的子系统包括大气、海样、冰雪圈、陆地
表面(岩石圈)和生物圈。

因此，气候的形成和变化不仅是大气内部的状态和行为的反映，而
且也是气候系统各子系统相互作用的结果。

3) 在研究方法上经典气候主要采用统汁方法和定性描述方法；而当代气候则要求对气候系统进
行定量观测和综合分析，并对气候形成和变化的动态过程进行理论研究和数值模拟。

当代气候学的研究特点决定了气候动力学研究具有三个方面的主要特征：
1) 应用动力学诊断方法揭露大气中时间尺度为一周以上的各种异常气象现象及其变化。

2) 从气候系统的各子系统之间的相互作用入手研究上述异常气候的产生机制
3) 研究在上述气象异常现象形成中的动力学过程。

3. 就研究方法来讲，气候动力学的研究方法应包括动力学诊断方法、纯理论的研究方法(即寻找描写某
一过程的数学-物理方程组的解析解)和数值模拟方法(利用AGCM和OGCM或CGCM来研究气候异常现象)。

4. 气候系统的定义及其研究途径：
气候系统是由大气、海洋、冰雪圈、岩石圈和生物圈(包括人类)组成，每个分量都具有许多不同的时间尺度和反馈过程，且各分量之间存在相互作用的复杂系统。

1) 研究途径之一：观测分析
认识气候系统的直接途径是观测-统计途径，这种途径主要基于大气和海洋的观测资料。

大气和海洋是气候系统中最容易受影响、也是最容易观测的部分，而陆面过程、冰雪圈和生物圈对气候的影响很难估计
2) 研究途径之二：数值模拟
研究气候的第二条途径是使用大气和海洋环流模式。

当模式运行充分长的时间(大气模式要运行10年或20年，海洋模式要运行l-2个世纪)时，使用GCM的模拟试验能产生类似于观测的长时间序列。

优点：不论在水平方向或垂直方向都能得到均匀分布的资料，而且可以改变某些参数(例如太阳常数、地面反照率、地形、海陆分布以及大气气体的分布)进行数值试验。

问题：在模式中做了若干假设，其中最基本的一个是次网格尺度的参数化。

3) 研究途径之三：观测和数值模拟结合
使用GCM的模拟结果填满没有观测资料的地区，产生一个更“完整”的资料库，而不采用通常在观测-统计途径中使用的表面拟合、连续迫近或最优内插技术的外推或内插时间-平均统计方法。

优点：（1）受有直接观测资料的格点限制，能避免纯GCM通常所产生的偏离真实结果的气候漂移。

（2）能对来自不同观测系统的资料例如探空资料、卫星资料(风和温度)、飞机报告以及其它特殊的报告进行四维同化处理。

当然，模式和参数化的质量决定了统计结果的好坏，甚至可以产生一些系统性误差。

5.气候系统的物理约束
总质量、围绕地球旋转轴的角动量、能量和水汽的守恒方程在地球气候的诊断中起了重要的作用。

在这些量中，每一个物理量的分析都描述了系统的不同方面，而这些分析加在一起恰恰反映了气候子系统最终是如何相互作用的
6、守恒
1) 角动量守恒：根据风的观测计算得到的全球大气角动量的变化和地球自转速率的变化之间存在
很明显的直接对应关系，但就逐月或逐年尺度来讲，大气和地球的变化相互抵消而达到平衡。

因此，与Newton定律一致，地球角动量从总体看不随时间改变(除了就长时间倾向来讲，由于
地球流体和外层空间的相互作用而发生动量交换)。

2) 水汽守恒：大气通量资料得到的水资源守桓能用来推测全球蒸发减降水(E—P)的分布。

这些分
布反映了海陆水分循环的陆地分支。

在大陆上，它能引起湖和水库贮存水，而过量的水通过河
流又回到海洋。

对于海洋来讲，E—P的分布将影响表面的盐度。

例如在副热带海洋强的蒸发
(E>>P)将引起很高的表面盐度，而在ITCZ，过量的降水(P>>E)将引起赤道地区含盐量相对少
的水，因为它们对海水密度的影响，盐度变化将对全球海洋中的温盐环流翻腾作出贡献。

当然，
有些水的贮存也可以以雪、陆地冰和海冰的形式出现，从而把大气和海洋中的这些过程与冰雪
圈中的过程联系起来。

3) 能量守恒：分析提供了有关驱动大气和海洋环流以及引起在地球上我们所经历的气候的能源和
能汇。

4) 总质量守恒：通常发现在大气和海洋中各自所包含的环流，以及这两种介质之间总质量的最小
交换。

每一个半球都有具有三圈环流的所谓平均质量翻腾，类似的翻腾现象在相应的海洋中也
会出现。

7、太平洋/北美型——PNA
太平洋/北美型有四个活动中心：一个在夏威夷附近(20ºN，160ºW)；第二个在北太平洋海上(45ºN，165ºW)，第三个在艾伯塔(55ºN，125ºW)；最后一个活动中心在美国海湾海岸地区(30ºN，85ºW)。

PNA型指数定义为：
PNA ＝[z*(20ºN，160ºW)−z*(45ºN，165ºW) +z*(55ºN，115ºW)−z*(30ºN，86ºW)]/4
分析表明对应于正的PNA值月份的环流特征是阿留串低压位于500hPa高度负距平区域内，强度铰强，而负的PNA值月份阿留申低压异常地弱。

同时，高度距平之间的对应表明这种型也是一种相当正压结构。

8、产生低频振荡的机制
近年来，提出的在球面上传播的二维Rossby波理论虽然有助于解释某些时间尺度的低频振荡的结构和演变特征(包括传播特征)，但它仅仅描述了低频变化产生以后的动力学过程，并没有给出低频振荡产生的原因，要了解这一问题必须集中于研究产生低频振荡的机制。

近年来的研究表明:大气外部强迫的变异和大气内部的动力过程都可以产生低频振荡，从而影响全球大气环流和短期气候。