馬永鋒 卞林根

（1國(guó)家海洋局海洋災(zāi)害預(yù)報(bào)技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081；2國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心，北京100081；3中國(guó)氣象科學(xué)研究院，北京100081）

0 引言

大氣再分析資料已被廣泛應(yīng)用于氣候診斷分析、氣象要素長(zhǎng)期變化趨勢(shì)以及作為模式的初始場(chǎng)和側(cè)邊界條件等，但其質(zhì)量和可信度會(huì)直接影響氣候診斷分析結(jié)果、數(shù)值模式的穩(wěn)定性，以及影響模式的模擬與預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。由于不同的再分析資料在模式、數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)以及觀測(cè)資料來(lái)源上存在一定的差異，同時(shí)在再分析過(guò)程中又引入了模式資料，并且觀測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)以及模式在不同時(shí)段也有所不同或改進(jìn)，從而致使各種再分析資料不盡相同，尤其是在中高緯度地區(qū)［1-2］。因此，評(píng)估大氣再分析資料的準(zhǔn)確性顯得非常重要。

目前使用最多的再分析資料有歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）發(fā)布的ERA-15、ERA-40和美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心／國(guó)家大氣研究中心（NCEP／NCAR）發(fā)布的 NCEP-Ⅰ、NCEP-Ⅱ，并且已經(jīng)有大量的工作［3-10］對(duì)這些再分析資料在南極地區(qū)的可信度進(jìn)行了檢驗(yàn)。NCEP和ECMWF的再分析資料已被廣泛應(yīng)用于南極地區(qū)的研究，例如：南極下降風(fēng)［11］、繞極渦旋和南極濤動(dòng)（Antarctic Oscillation，AO）的變化趨勢(shì)［12-13］、地表能量平衡［14］、ENSO（El Nino-Southern Oscillation）遙相關(guān)［15-16］、天氣尺度的氣旋活動(dòng)［17］等方面的研究。另外，已有研究表明ERA40對(duì)南極大氣的代表性?xún)?yōu)于NCEP／NCAR再分析資料［6，18］，成為研究南極氣候非常有價(jià)值的工具，并且其空間分辨率（水平分辨率約為1°，垂直分60層）高于NCEP，因此ERA40是用于強(qiáng)迫有限區(qū)域模式的最有潛力的初始場(chǎng)［19］。

當(dāng)然，由于觀測(cè)資料的匱乏，NCEP和ECMWF再分析資料在南極地區(qū)仍然存在很多不足，其準(zhǔn)確性明顯不如北半球［20］，尤其是40°S以南地區(qū)模式資料同化時(shí)探空觀測(cè)非常有限，其主要依賴(lài)于衛(wèi)星觀測(cè)［10］。Hines等［6］發(fā)現(xiàn) NCEP再分析資料的平均海平面氣壓場(chǎng)在南極地區(qū)存在著隨時(shí)間而減小的很強(qiáng)的正偏差的變化趨勢(shì)，并且這種線性趨勢(shì)不僅僅限于地表氣壓，而一直延伸至500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)。van Lipzig等［21］研究表明，ECMWF再分析資料大大地高估了南極Svea站邊界層中的溫度梯度，并且不能很好地表現(xiàn)出近地層溫度的日變化特征。Genthon等［22］研究指出，ECMWF分析資料在東南極Dome C近地表偏暖3—4℃，溫度的日變化振幅及垂直梯度都略小于觀測(cè)，并且過(guò)高地估計(jì)了相對(duì)濕度的日變化振幅。盡管這些分析／再分析資料在南極地區(qū)仍然存在很多問(wèn)題，但是對(duì)于南極這樣一個(gè)在全球最缺乏現(xiàn)場(chǎng)氣象觀測(cè)的地區(qū)，有著長(zhǎng)時(shí)間序列、高空間分辨率的分析／再分析資料則是用于該地區(qū)氣候變率研究、模式模擬和預(yù)測(cè)等方面不可或缺的資料。只要弄清楚這些分析／再分析資料各氣象要素在南極地區(qū)的誤差，就能夠更好地利用它們來(lái)對(duì)南極的天氣和氣候進(jìn)行研究。

繼NCEP／NCAR提供的全球再分析資料之后，其在2000年又為科研工作者提供了新的可操作全球分析資料FNL［23］，該資料由于比NCEP再分析資料具有更高的時(shí)間、空間分辨率而得到了學(xué)者的更多關(guān)注。NCEP認(rèn)為由于充分同化了盡可能全面的觀測(cè)資料，與其他再分析資料相比較FNL分析資料作為長(zhǎng)期業(yè)務(wù)模式存檔分析資料可能是最好的選擇。ECMWF也繼過(guò)去的FGGE、ERA-15和ERA-40三種主要的再分析資料之后，于2006年開(kāi)發(fā)了另外一種新的、質(zhì)量更優(yōu)的全球再分析資料ERA-Interim（下文簡(jiǎn)稱(chēng) ERAI），旨在替代 ERA-40再分析資料［24-26］。FNL分析資料和ERAI再分析資料均是最新的、質(zhì)量較高的分析／再分析資料，其在南極地區(qū)的準(zhǔn)確性和可信度是否較之前的再分析資料有很大的提高，這很有必要對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)。另外，東南極中山站（ZS）至 Dome A地區(qū)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)向來(lái)缺乏，從2002年后該斷面才逐漸有觀測(cè)資料，因此對(duì)該區(qū)域再分析資料的適用性研究非常重要，其可為我們?cè)谠摰貐^(qū)正確的使用再分析資料提供參考。

本文利用東南極中山站至Dome A考察斷面（下文簡(jiǎn)稱(chēng)ZS-Dome A斷面）上4個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)2008年的地面氣象觀測(cè)資料，對(duì)FNL分析資料和ERAI再分析資料的地面氣壓、氣溫、比濕、風(fēng)速和風(fēng)向在ZS-Dome A斷面上的準(zhǔn)確性與可信度進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)比較這兩套資料的差異，為在南極地區(qū)進(jìn)行天氣、氣候數(shù)值模擬時(shí)為模式選取最優(yōu)的初始場(chǎng)和側(cè)邊界條件提供參考，以提高模式模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 資料與方法

1.1 資料

本文所使用資料為ZS-Dome A斷面4個(gè)觀測(cè)站（ZS、LGB69、Eagle和 Dome A）的 2008年逐 3 h地面觀測(cè)資料（包括地面氣壓、2 m氣溫、4 m風(fēng)速和風(fēng)向、4 m相對(duì)濕度，ZS站風(fēng)速風(fēng)向?yàn)?0 m高度）和2008年FNL分析資料以及ERAI再分析資料（所用變量包括地面氣壓、2 m氣溫、2 m比濕、10 m風(fēng)速和風(fēng)向）。LGB69、Eagle和Dome A在冬季由于風(fēng)速傳感器發(fā)生凍結(jié)，缺測(cè)較為嚴(yán)重，尤其是LGB69。FNL和ERAI的水平均分辨率分別為1°和～50 km，時(shí)間分辨率為6 h。觀測(cè)站點(diǎn)信息見(jiàn)表1，觀測(cè)資料的詳細(xì)說(shuō)明參見(jiàn)文獻(xiàn)［27-29］。

表1 FNL和ERAI再分析資料與各觀測(cè)站點(diǎn)距離最近的格點(diǎn)信息Table 1.Information of the nearest grid of FNL analysis and ERAI reanalysis from the observation sites

FNL分析資料來(lái)自于NCEP的全球資料同化系統(tǒng)（Global Data Assimilation System，GDAS）［23］，該系統(tǒng)同樣使用高分辨率（T254L64）的GFS譜模式，但其在GFS初始化后1 h或更晚才準(zhǔn)備FNL資料，這樣可以獲取使用更多的觀測(cè)資料。GDAS系統(tǒng)同化了地面觀測(cè)、無(wú)線電探空、探空氣球、飛機(jī)及衛(wèi)星觀測(cè)資料，其后處理模塊將其輸出結(jié)果轉(zhuǎn)化為全球1°×1°，6 h間隔，27個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣壓層（包括地面），以供用戶(hù)免費(fèi)下載使用（http：／／dss.ucar.edu／datasets／ds083.2／）。該資料有效時(shí)間范圍為1999年7月30日到現(xiàn)在。

ERAI是ECMWF目前最新的全球再分析產(chǎn)品，它是在ERA-40的基礎(chǔ)上進(jìn)行了很大的改進(jìn)，目的在于構(gòu)建新的大氣再分析資料來(lái)替代ERA-40［24，26］。該資料從 1979年開(kāi)始到現(xiàn)在，并且在不斷更新。ERAI與ERA-40有很大的不同，主要區(qū)分于數(shù)據(jù)同化方面和觀測(cè)資料的使用。在數(shù)據(jù)同化方面，ERAI先進(jìn)之處在于它使用了12 h四維變分同化（4DVAR）技術(shù)、T255水平高分辨率（約50 km）、優(yōu)化的背景誤差限制、新的濕度分析、模式使用新的物理參數(shù)化過(guò)程、采用ERA-40和JRA-25數(shù)據(jù)質(zhì)量控制經(jīng)驗(yàn)、對(duì)衛(wèi)星輻射資料進(jìn)行變分偏差修正，并改進(jìn)了偏差處理方案、更廣泛地使用輻射資料以及運(yùn)用改進(jìn)后的快速輻射傳輸模式［24，26］。在觀測(cè)資料的使用方面，ERAI幾乎使用了ERA-40所用的所有觀測(cè)資料，并且還用了近些年ECMWF獲取的其他觀測(cè)資料，更值得關(guān)注的是ERAI利用了波高高度計(jì)資料和一套新的ERS高度計(jì)波高數(shù)據(jù)集，其質(zhì)量較ERA-40所使用的數(shù)據(jù)明顯提升；另外，其還使用了 EUMETSAT（European Organization for the Exploitation of Meteorological Satellites）重新處理的Meteosat-2風(fēng)和晴空輻射觀測(cè)資料、盧瑟福阿普頓實(shí)驗(yàn)室（Rutherford Appleton Laboratory）提供的新的GOME（Global Ozone Monitoring Experiment）臭氧廓線數(shù)據(jù)集（從1995年開(kāi)始）、2006年開(kāi)始的CHAMP（Challenging Minisatellite Payload）、GRACE（Gravity Recovery and Climate Experiment）和 COSMIC（Constellation Observing System for Meteorology，Ionosphere and Climate）的GPS無(wú)線電掩星（GPSRadio Occultation）觀測(cè)數(shù)據(jù)集（詳見(jiàn)：http：／／www.ecmwf.int／research／era／do／get／era-interim 和 http：／／dss.ucar.edu／datasets／ds627.0）。

1.2 方法

在對(duì)FNL分析資料和ERAI再分析資料進(jìn)行對(duì)比分析之前，將這兩套資料中與ZS-Dome A各觀測(cè)站相應(yīng)的格點(diǎn)上的氣象要素提取出來(lái)，并對(duì)其地面氣壓和2 m氣溫進(jìn)行訂正，將其修正到相應(yīng)觀測(cè)站點(diǎn)的海拔高度上，并將逐6 h的再分析／分析資料插值成3 h時(shí)間序列。

地面氣壓訂正是根據(jù)流體靜力學(xué)方程（即壓高

其中P1是FNL／ERAI的地面氣壓；P2為訂正后的地面氣壓；Z1是FNL／ERAI的地面高度；Z2是觀測(cè)站點(diǎn)的海拔高度；T假定為常溫，并且假定為每個(gè)觀測(cè)時(shí)刻相對(duì)應(yīng)的再分析資料的氣溫；g為重力加速度，在極區(qū)約為 9.83 m／s2；R為干空氣氣體常數(shù)（287.05 J／kg／K）。

2 m氣溫是通過(guò)溫度遞減率來(lái)進(jìn)行訂正，方法如下：

其中T1為FNL／ERAI的 2 m氣溫；T2為訂正后的2 m氣溫；γ為溫度遞減率。根據(jù)2005—2008年ZSDome A斷面的氣溫觀測(cè)結(jié)果，此處γ取為1.235℃／100 m［27］。氣溫訂正量取決于模式地形高度與站點(diǎn)高度的差（表1），所有站點(diǎn)氣溫的訂正量絕對(duì)值范圍在0—6.5℃之間，地面氣壓的訂正量絕對(duì)值范圍在0—92 hPa，通過(guò)對(duì)比顯示訂正后的氣溫、氣壓與觀測(cè)結(jié)果更為接近。然而，溫度的地形遞減率在南極不同區(qū)域、不同時(shí)間是變化的，其不僅與地表坡度有關(guān)，還受局地風(fēng)速的影響，因此訂正后的溫度只能在一定程度上減小由海拔高度差引起的誤差，而不能完全消除。但是，這種訂正還是非常必要。因?yàn)槟蠘O大陸上的溫度遞減率一般為干絕熱值或超絕熱值（≥1℃／100 m），甚至?xí)^(guò)2倍的干絕熱值，當(dāng)高度差為100 m時(shí)，其溫差往往將會(huì)＞1℃。

另外，文中沒(méi)有將 LGB69、Eagle和 Dome A AWS觀測(cè)的4 m比濕訂正到2 m高度，也沒(méi)有將4 m風(fēng)速和風(fēng)向訂正到10m高度。主要是因?yàn)槟蠘O大陸溫度極低，大氣攜帶水汽的能力很弱，致使空氣比濕很小，一般較中緯度地區(qū)小1—2個(gè)量級(jí)，其在近地表隨高度變化相對(duì)也較小，因此可認(rèn)為4 m和2 m的比濕差異可以忽略。對(duì)于風(fēng)速而言，AWS觀測(cè)的3層風(fēng)速（1 m、2 m和4 m）中只有4 m的觀測(cè)質(zhì)量較好，其他兩層風(fēng)速?lài)?yán)重缺測(cè)，并且南極大陸近地表大氣常處于穩(wěn)定或強(qiáng)穩(wěn)定層結(jié)，所以不能利用簡(jiǎn)單的線性插值或是中性條件下的對(duì)數(shù)風(fēng)廓線法進(jìn)行訂正。因此，LGB69、Eagle和Dome A的觀測(cè)風(fēng)速很可能比實(shí)際10 m風(fēng)速偏小。ZS-Dome A斷面大部分地區(qū)受下降風(fēng)影響，近地表風(fēng)向比較穩(wěn)定，因此可以認(rèn)為4 m風(fēng)向與10 m風(fēng)向相同。

本文主要對(duì)FNL和ERAI距觀測(cè)站點(diǎn)最近格點(diǎn)公式）來(lái)進(jìn)行修正，具體公式如下：結(jié)果及觀測(cè)站點(diǎn)周?chē)?個(gè)格點(diǎn)的平均結(jié)果與東南極ZS-Dome A斷面多個(gè)站點(diǎn)的近地面觀測(cè)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對(duì)比分析，從年、季節(jié)和月等時(shí)間尺度上對(duì)這兩套較新的分析／再分析資料在東南極地區(qū)的適用性進(jìn)行了詳細(xì)評(píng)估。表1給出了FNL和ERAI距各個(gè)站點(diǎn)最近的格點(diǎn)的信息以及其在站點(diǎn)周?chē)?個(gè)格點(diǎn)平均海拔高度。

2 結(jié)果分析

2.1 地面氣壓

在 ZS、LGB69、Eagle和 Dome A，ERAI地面氣壓與觀測(cè)的年平均 Bias分別為 －19.70、3.76、－2.60和0.92 hPa，相應(yīng)的 RMSE分別為 19.73、3.88、2.72和1.41 hPa，R在 0.992—0.996之間；FNL地面氣壓與觀測(cè)的年平均 Bias分別為 －0.51、0.38、－0.08和 0.18 hPa，相應(yīng)的 RMSE分別為 0.93、1.28、1.45和 1.22 hPa，R在 0.990—0.996之間，其表現(xiàn)明顯優(yōu)于 ERAI。從季節(jié)平均來(lái)看，ERAI和FNL均能夠很好地表現(xiàn)出各站點(diǎn)地面氣壓的季節(jié)平均及其變化趨勢(shì)，尤其是FNL表現(xiàn)最好，其在各站點(diǎn)各季節(jié)平均絕對(duì)Bias均＜0.8 hPa，相應(yīng)的RMSE＜1.6 hPa，R＞0.99，與觀測(cè)非常一致。ERAI地面氣壓Bias在LGB69、Eagle和Dome A較FNL偏大約1—2 hPa，但在沿岸區(qū)卻存在高達(dá)19 hPa左右的系統(tǒng)性偏差，這主要是因?yàn)镋RAI距沿岸ZS站最近的2個(gè)格點(diǎn)（在陸地上）的海拔均比ZS高482 m所致，其與觀測(cè)的Bias明顯大于海洋上兩個(gè)格點(diǎn)氣壓與觀測(cè)的Bias（6—8 hPa）。由此看來(lái)，盡管我們已經(jīng)考慮了模式地形海拔與實(shí)際的差異，對(duì)氣壓進(jìn)行了相應(yīng)的訂正，但還是不能將地形引起的誤差完全消除。

圖1a給出了FNL、ERAI與觀測(cè)氣壓的逐月平均，以及它們與觀測(cè)的月平均Bias，圖中同時(shí)給出了距觀測(cè)站點(diǎn)最近格點(diǎn)以及站點(diǎn)周?chē)?個(gè)格點(diǎn)上的平均結(jié)果?？梢钥闯觯瑥难匕禯S到內(nèi)陸高原Dome A，F(xiàn)NL和ERAI均能夠準(zhǔn)確的捕獲到地面氣壓的逐月變化趨勢(shì)，其在內(nèi)陸站點(diǎn)的逐月絕對(duì)平均Bias僅在1—3 hPa，相應(yīng)的 RMSE＜3 hPa，且絕大部分 R＞0.98，尤其是 ERAI在沿岸區(qū) ZS、下降風(fēng)區(qū) LGB69和內(nèi)陸Eagle地區(qū)的 R在12個(gè)月均 ＞0.99（如圖1b），精確地再現(xiàn)了沿岸至內(nèi)陸地區(qū)地面氣壓的月際變化及季節(jié)循環(huán)。盡管ERAI較FNL能夠更精確地表現(xiàn)ZS-Dome A斷面地面氣壓的逐月變化特征，但其與觀測(cè)的逐月平均Bias、RMSE在內(nèi)陸站點(diǎn)均較FNL偏大 ～1 hPa，而在沿岸 ZS，ERAI卻與 FNL有很大的差異，其逐月平均值較觀測(cè)系統(tǒng)性偏低20—30 hPa，尤其是距觀測(cè)站最近的格點(diǎn)（海拔較觀測(cè)站點(diǎn)高482 m）的偏差最大，約30 hPa；而FNL更準(zhǔn)確地再現(xiàn)了沿岸的地面氣壓。

圖1 （a）FNL、ERAI和觀測(cè)的月平均地面氣壓，以及兩者與觀測(cè)氣壓的逐月平均偏差（Bias：再分析資料減去觀測(cè)）；（b）相關(guān)系數(shù)（R）和均方根誤差（RMSE）.圖中黑色點(diǎn)線為觀測(cè)；紅色和藍(lán)色實(shí)線分別為距觀測(cè)站最近的FNL和ERAI格點(diǎn)；紫色和天藍(lán)色虛線分別為觀測(cè)站周?chē)?個(gè)FNL和ERAI格點(diǎn)的平均Fig.1.（a）Monthly mean surface pressure of FNL analysis，ERAI reanalyses and observations，as well as the monthly mean biases（Bias，F(xiàn)NL／ERAIminus observations）；（b）Relative coefficient（R）and rootmean square errors（RMSE）between FNL／ERAI and observations.The black dotted lines are observations；red and blue lines respectively are results of the nearestgrid of FNL and ERAI from observation sites；purple and blue dashed lines are the average results of site-surrounding four grids of FNL and ERAI，respectively

2.2 氣溫

ERAI、FNL與觀測(cè)氣溫的年平均Bias均在沿岸ZS最小，分別約為0.37℃和1.89℃（相應(yīng)的 RMSE分別為 2.14℃和6.33℃，R為 0.97和 0.93），在內(nèi)陸Eagle最大，分別約 1.59℃和 6.03℃（其 RMSE分別為 3.35℃和 7.69℃，R為 0.97和 0.95）。在ZS-Dome A斷面上，ERAI年平均氣溫除了在內(nèi)陸高原Dome A較觀測(cè)偏冷0.8℃外，在其他站點(diǎn)均較觀測(cè)偏暖，在 ZS、LGB69和 Eagle分別偏暖 0.4℃、1.0℃和1.6℃；FNL在所有站點(diǎn)也都較觀測(cè)偏暖，約1.9—6.0℃，其在內(nèi)陸Eagle地區(qū)偏暖尤為顯著，約6.0℃。FNL逐3 h氣溫與各站點(diǎn)觀測(cè)氣溫的相關(guān)系數(shù)均 ＞0.93，明顯高于謝愛(ài)紅［30］根據(jù) 2005—2006年ZS-Dome A斷面各站點(diǎn)氣溫與NCEP再分析資料的對(duì)比分析給出的結(jié)果（NCEP再分析逐日平均氣溫在ZS、LGB69、Eagle和Dome A與觀測(cè)的相關(guān)系數(shù)分別為 0.624、0.648、0.744、0.705）；另外，F(xiàn)NL氣溫與觀測(cè)的年平均 Bias在內(nèi)陸地區(qū)LGB69、Eagle和 Dome A分別為 2.5℃、6.0℃和3.0℃，也明顯小于謝愛(ài)紅［30］得出的結(jié)論（NCEP再分析氣溫在LGB69、Eagle和Dome A年平均分別偏高6.0℃、8.1℃和 3.7℃）。這一方面可能是因?yàn)镕NL分析氣溫在南極地區(qū)優(yōu)于NCEP再分析氣溫；另一方面是因?yàn)橹x愛(ài)紅［30］使用了各站點(diǎn)周?chē)?個(gè)格點(diǎn)進(jìn)行插值，并且沒(méi)有進(jìn)行海拔高度訂正，然而站點(diǎn)周?chē)鷰装俟飪?nèi)地形變化差異較大，因此所選取的格點(diǎn)已失去了代表性，其結(jié)論只能在評(píng)估區(qū)域溫度時(shí)做參考，而不能代表站點(diǎn)溫度。該結(jié)果反映了NCEP分析／再分析氣溫在南極內(nèi)陸高原較觀測(cè)明顯偏暖，不能直接用來(lái)表示內(nèi)陸地區(qū)的實(shí)際氣溫。這與Bromwich等［4］給出的NCEP可操作全球譜模式預(yù)報(bào)結(jié)果在南極South Pole站氣溫年平均偏高7℃結(jié)果相一致。

從季節(jié)平均來(lái)看，ERAI和FNL的氣溫與觀測(cè)偏差在夏季最小，冬春季最大。ERAI氣溫除了在內(nèi)陸高原Dome A的秋季、冬季和春季較觀測(cè)偏冷1.2—1.7℃外，在其他站點(diǎn)的所有季節(jié)中均為偏暖，并且冬季在Eagle偏暖最強(qiáng)，約2.1℃；FNL氣溫在ZS-Dome A斷面上所有站點(diǎn)各個(gè)季節(jié)都較觀測(cè)偏暖（除了夏季在Dome A偏冷～0.5℃外），并且在冬季和春季偏暖最強(qiáng)，尤其是冬季在內(nèi)陸Eagle偏暖高達(dá)9.2℃。ERAI在各站點(diǎn)各個(gè)季節(jié)的Bias均明顯小于FNL，且RMSE較小，R較大，其表現(xiàn)明顯優(yōu)于FNL；而FNL在內(nèi)陸地區(qū)表現(xiàn)較差（除了夏季），雖然其與觀測(cè)的相關(guān)系數(shù)在Eagle各季節(jié)都＞0.85，但其秋季和冬季的 Bias卻高達(dá)8.3—9.2℃，RMSE約8.9—9.8℃，并且其冬季在 Dome A的 R僅為0.45，遠(yuǎn)低于其他季節(jié)，可見(jiàn)FNL對(duì)內(nèi)陸高原近地表氣溫的表現(xiàn)較差，遠(yuǎn)不如ERAI。

由圖2a和圖2b可看出，F(xiàn)NL和ERAI均準(zhǔn)確地再現(xiàn)了ZS-Dome A斷面各站點(diǎn)2m氣溫的季節(jié)變化趨勢(shì)，以及南極大陸上典型的冬季“無(wú)心”特征，即：冬季溫度沒(méi)有明顯的最小值，且其變化跡線比較平坦，并且均體現(xiàn)出了冬半年4月和8月份的兩個(gè)極小值（Eagle為6月和8月）。但是，在不同站點(diǎn)FNL與ERAI氣溫的表現(xiàn)差異卻很大。在沿岸ZS站，ERAI氣溫與觀測(cè)非常相近，逐月平均 Bias＜1℃，且沒(méi)有明顯的年變化，逐月相關(guān)系數(shù)大于0.9，RMSE＜2℃；而FNL在沿岸ZS的表現(xiàn)較ERAI略差，4個(gè)格點(diǎn)平均值與觀測(cè)逐月平均Bias在冬半年（4—9月）最大，約2℃，但其距ZS最近格點(diǎn)的逐月平均值較觀測(cè)明顯偏冷，在夏季偏冷2—4℃，冬半年偏冷4—6℃，并且R明顯小于ERAI，表現(xiàn)為冬季高夏季低，其在夏季1月和12月僅為0.6左右，且RMSE在冬半年高達(dá)6—8℃。另外，ERAI距站點(diǎn)最近格點(diǎn)和4個(gè)格點(diǎn)平均值均能用來(lái)代表ZS站逐月平均氣溫，而FNL只能用其海洋上的格點(diǎn)來(lái)表示，而距站點(diǎn)最近的陸地上格點(diǎn)卻明顯偏冷。

在陡坡區(qū)LGB69，ERAI氣溫表現(xiàn)同在沿岸地區(qū)一樣優(yōu)秀，其與觀測(cè)的逐月平均絕對(duì)Bias在0.2—1℃之間，相應(yīng)的 R均 ＞0.92，RMSE約2℃，且Bias、R和RMSE均沒(méi)有明顯的年變化，表明其對(duì)氣溫的表現(xiàn)受大尺度環(huán)流季節(jié)變率的影響較??；而FNL表現(xiàn)較ERAI略差，其逐月 R＞0.8，RMSE約2—5℃，平均Bias為0—5℃，且 Bias、RMSE和 R均由夏季向冬季明顯增大，說(shuō)明其對(duì)氣溫的表現(xiàn)明顯受大尺度環(huán)流季節(jié)變率的影響。

圖2 FNL、ERAI和觀測(cè)的月平均2 m氣溫，以及兩者與觀測(cè)氣溫的逐月平均Bias（a）、R和RMSE（b）.說(shuō)明同圖1Fig.2.Same as Fig.1，but for the air temperature（2 m）

在內(nèi)陸高原Eagle，ERAI與觀測(cè)氣溫的逐月平均Bias同樣沒(méi)有明顯的年變化，約2℃，逐月R在0.72—0.95之間，且在4—6月和9月明顯小于其他月份，由0.9減小為0.7左右，RMSE約2—4℃，且在冬半年較大；而FNL明顯偏暖，其月平均Bias由1月的－0.2℃快速增大到4月的9.5℃，到8月一直維持在9℃左右，沒(méi)有大的變化，然后由9月的～10℃快速減小為12月的－0.3℃，其RMSE也具有同樣的年變化，在4—8月維持在10—11℃，并且逐月R在1、5和9月小于0.8。

在冰穹最高點(diǎn)Dome A，ERAI月平均氣溫在夏季（12、1、2月）較觀測(cè)偏暖約 0.2—1℃，其他月份均較觀測(cè)偏冷0.5—4℃，其中5、6月份偏冷最強(qiáng)，約4℃，相應(yīng)的逐月RMSE和R具有明顯的年變化，R在夏半年較大，＞0.8（夏季月份 ＞0.9），冬半年較小，6月份僅為0.6左右；FNL氣溫的表現(xiàn)特征同其在Eagle地區(qū)相似，逐月平均Bias在冬半年維持在6—8℃，明顯偏暖，在夏半年的11、12和1月份則較觀測(cè)偏冷1—3℃，相應(yīng)的逐月RMSE和R也具有明顯的年變化，RMSE冬半年高達(dá)9—11℃，R在冬半年 ＜0.4，尤其在 6月份約為 －0.15，完全不能刻畫(huà)6月份氣溫的變化趨勢(shì)。

由此可見(jiàn)，ERAI能夠準(zhǔn)確地再現(xiàn)ZS-Dome A斷面2 m氣溫的月際變化和季節(jié)變化特征，尤其是在沿岸和下降風(fēng)區(qū)表現(xiàn)最為突出，并且除了在Dome A冬半年偏冷0.5—4℃之外，其在其他站點(diǎn)整體上較觀測(cè)均略微偏暖；而FNL氣溫僅在沿岸和下降風(fēng)區(qū)的表現(xiàn)較好，其在南極內(nèi)陸高原的表現(xiàn)較差，尤其是冬半年逐月平均較觀測(cè)偏暖高達(dá)8—10℃，不能用來(lái)直接表示南極內(nèi)陸高原的真實(shí)氣溫。

2.3 比濕

在沿岸ZS站，F(xiàn)NL比濕的年平均絕對(duì)Bias為0.01 g·kg－1，較 ERAI偏小 0.07 g·kg－1，但其相應(yīng)的 RMSE（0.41 g·kg－1）卻大于 ERAI（0.26 g·kg－1），且 R（0.93）小于 ERAI的 0.96。在陡坡區(qū)LGB69，ERAI比濕的表現(xiàn)卻優(yōu)于FNL，其年平均Bias為 －0.03 g·kg－1，絕對(duì)值較 FNL（0.08 g·kg－1）偏小 0.05 g·kg－1，相應(yīng)的 RMSE為 0.11 g·kg－1，也小于 FNL（0.14 g·kg－1），且 R為 0.95大于 FNL的0.93。在內(nèi)陸高原地區(qū)，ERAI和FNL兩者的年平均相近，其與觀測(cè)的Bias在Eagle和Dome A分別約為 0.07 g·kg－1和 0.03 g·kg－1，相應(yīng)的 RMSE也非常相近，但在Dome A地區(qū)ERAI的R（0.89）卻大于 FNL（0.84）。以上說(shuō)明，ERAI和 FNL都能夠較好地體現(xiàn)ZS-Dome A斷面各站點(diǎn)近地表比濕的年平均值及其年變化，并且兩者在內(nèi)陸高原地區(qū)差異較小。從季節(jié)平均來(lái)看，F(xiàn)NL在沿岸ZS四個(gè)季節(jié)中均優(yōu)于 ERAI，其季節(jié)平均偏差在0.01—0.05 g·kg－1之間，相應(yīng)的 RMSE約為 0.22—0.63 g·kg－1，R為0.68—0.96，并且 Bias在夏季最大，春秋最??；而在內(nèi)陸站點(diǎn)的各個(gè)季節(jié)，ERAI的比濕都較FNL占有明顯的優(yōu)勢(shì)，其季節(jié)平均Bias較小，且R明顯大于FNL，尤其是在內(nèi)陸高原Dome A的秋季和冬季，ERAI的 Bias都約為 0.0 g·kg－1，RMSE約0.01—0.02 g·kg－1，R為 0.6，而 FNL的 R僅為0.16—0.35。ERAI比濕在內(nèi)陸地區(qū)的這種優(yōu)勢(shì)與其氣溫的表現(xiàn)相一致。

由圖3a和3b可看出，F(xiàn)NL和ERAI均能夠準(zhǔn)確地刻畫(huà)出ZS-Dome A斷面近地表比濕的季節(jié)變化特征，最大值出現(xiàn)在夏季12月和1月，最小值出現(xiàn)在冬半年的7—9月。沿岸ZS和下降風(fēng)區(qū)LGB69兩站之間月平均比濕的差值在夏季大冬季小，并且最大月平均比濕相差 1.27 g·kg－1（1月），最小月平均比濕相差 0.36 g·kg－1（7月）。ERAI很準(zhǔn)確地表現(xiàn)出了這一空間變化特征，其在ZS和LGB69的比濕月平均相差最大出現(xiàn)在1月，約1.26 g·kg－1，最小出現(xiàn)在 7月，約 0.55 g·kg－1；FNL也表現(xiàn)出了這一特點(diǎn)，只是其月平均差值小于實(shí)際觀測(cè)，最大月相差 0.82 g·kg－1，最小月相差 0.27 g·kg－1。ERAI和FNL在所有站點(diǎn)均表現(xiàn)為夏季的Bias和 RMSE較大，而冬半年的 Bias和 RMSE較小。

圖3 FNL、ERAI和觀測(cè)的月平均2 m比濕，以及兩者與觀測(cè)比濕的逐月平均Bias（a）、R和RMSE（b）.說(shuō)明同圖1（LGB69、Eagle和Dome A觀測(cè)高度為4 m）Fig.3.Same as Fig.1，but for the 2 m specific humidity（the observation heights at LGB69，Eagle and Dome A are 4 m）

在沿岸ZS，ERAI和FNL海洋上的格點(diǎn)較觀測(cè)偏濕，其在夏季分別偏濕約20%和10%，冬季分別偏濕10%和20%；而內(nèi)陸上的格點(diǎn)則均較觀測(cè)偏干10%左右。從RMSE和R來(lái)看，ERAI均優(yōu)于FNL，尤其是在夏季其 R＞0.8，而 FNL的 R＜0.6，可見(jiàn)ERAI較FNL能夠更好地表現(xiàn)出沿岸比濕的季節(jié)變化趨勢(shì)。因此，在沿岸ZS站，F(xiàn)NL使用4個(gè)格點(diǎn)的平均值、ERAI使用最近格點(diǎn)的結(jié)果都能夠更好地代表沿岸的逐月平均比濕，并且ERAI明顯優(yōu)于FNL。在下降風(fēng)區(qū)LGB69，距站點(diǎn)最近的FNL格點(diǎn)其表現(xiàn)能力僅次于 ERAI，其逐月平均 Bias在0.1 g·kg－1左右，RMSE除了 1月份 ～0.2 g·kg－1外，其在其他月份均 ＜0.1 g·kg－1，絕大部分 R＞0.8。在內(nèi)陸高原Eagle和Dome A，ERAI同樣具有明顯的優(yōu)勢(shì)，除了其在夏季1月和12月的Bias和RMSE明顯大于FNL。但需要注意的是，ERAI和FNL在Dome A地區(qū)的表現(xiàn)明顯不如其他站點(diǎn)，ERAI在夏季較觀測(cè)明顯偏濕，1月和12月偏濕高達(dá)120%，在冬季較觀測(cè)偏干約10%—25%；FNL全年偏濕，夏季較觀測(cè)偏濕30%—60%，冬半年偏濕10%—30%；相應(yīng)的RMSE也具有與Bias同樣的量級(jí)，并且ERAI的R在6月和9月僅為0.1左右，F(xiàn)NL的 R在3、5、7、9、10月份接近于0，而6月份約為－0.2，因此FNL不能刻畫(huà)內(nèi)陸高原近地表比濕的月際變化和季節(jié)變化，尤其是冬半年的變化特征，這與其溫度的表現(xiàn)有關(guān)。

2.4 近地表風(fēng)速

在沿岸ZS站，ERAI的年平均近地表風(fēng)速與觀測(cè)非常一致，其Bias僅為0.2m·s－1，相應(yīng)的RMSE為3.7 m·s－1，R為 0.63，明顯優(yōu)于 FNL；在內(nèi)陸Eagle，F(xiàn)NL近地表風(fēng)速的年平均 Bias（2.1 m·s－1）小于 ERAI的 2.5m·s－1，相應(yīng)的 RMSE（3.2 m·s－1）也小于 ERAI的 3.6 m·s－1，R（0.36）大于ERAI的 0.32，可見(jiàn)其表現(xiàn)略?xún)?yōu)于 ERAI；在高原Dome A，F(xiàn)NL的 Bias和 RMSE均較 ERAI偏小約1 m·s－1，但其 R（0.38）卻明顯小于 ERAI的 0.49。由此可見(jiàn)，ERAI和FNL對(duì)ZS-Dome A斷面各站點(diǎn)近地表風(fēng)速的年平均表現(xiàn)都很好，其與觀測(cè)的絕對(duì)Bias在沿岸地區(qū)小于1 m·s－1，在內(nèi)陸地區(qū)較觀測(cè)偏大 1.0—2.5 m·s－1。從季節(jié)平均來(lái)看，ERAI在沿岸ZS和陡坡區(qū)LGB69的表現(xiàn)都優(yōu)于FNL，但其在內(nèi)陸高原Eagle和Dome A的年和季節(jié)表現(xiàn)略弱于FNL。另外，兩套資料在所有站點(diǎn)的風(fēng)速Bias都表現(xiàn)為秋季較大，夏季較小，其夏季在強(qiáng)下降風(fēng)區(qū)LGB69僅約0.5 m·s－1，而秋季在內(nèi)陸高原 Eagle和Dome A分別高達(dá)為3—4 m·s－1和2—3 m·s－1。

由圖4a和4b可看出，在沿岸ZS，F(xiàn)NL的近地表風(fēng)速明顯低估了觀測(cè)，其逐月平均較觀測(cè)偏低2—4 m·s－1，逐月 R在 0.2—0.5之間，RMSE高達(dá)4—7 m·s－1沒(méi)能很準(zhǔn)確地體現(xiàn)出沿岸風(fēng)速的季節(jié)變化特征；ERAI（尤其是4個(gè)格點(diǎn)的平均結(jié)果）準(zhǔn)確地刻畫(huà)了ZS站觀測(cè)風(fēng)速的季節(jié)變化以及逐月平均值，其逐月絕對(duì) Bias約 0.2—1.8 m·s－1，相應(yīng)的 R在0.5—0.8之間，RMSE約 3—4 m·s－1，并且ERAI再現(xiàn)了觀測(cè)4、7月份的極大值和5、8月的極小值，其相應(yīng)的月平均 Bias分別約0.5 m·s－1和1 m·s－1，R＞0.6。FNL對(duì)沿岸風(fēng)速的明顯低估，可能是其氣溫在內(nèi)陸偏暖而在沿岸偏冷，從而使得下降風(fēng)較實(shí)際偏弱所致。在強(qiáng)下降風(fēng)區(qū)LGB69夏季1、2月份，ERAI與觀測(cè)基本一致，月平均Bias＜1 m·s－1，R在 0.7—0.8之間，RMSE為 1—1.5 m·s－1；FNL風(fēng)速仍然較觀測(cè)偏小，2月份較觀測(cè)偏低約2 m·s－1。在內(nèi)陸高原Eagle和Dome A的夏半年，ERAI和 FNL均較觀測(cè)逐月高估約1—4 m·s－1，相應(yīng)的逐月 RMSE約2—4m·s－1，其逐月R在Eagle較低，約0.2—0.6，在 Dome A略高，約0.45—0.75。FNL和ERAI風(fēng)速在內(nèi)陸高原的偏高部分原因是與之對(duì)比的AWS觀測(cè)資料是4 m高度，其風(fēng)速應(yīng)該＜10 m高度的實(shí)際風(fēng)速。

2.5 近地表風(fēng)向

在ZS、Eagle和Dome A，F(xiàn)NL風(fēng)向的年平均Bias（分別約為 0.0°、0.7°和 8.9°）均明顯小于 ERAI（分別約為 －9.9°、4.0°和 －11.0°），但相對(duì)應(yīng)的RMSE卻大于 ERAI，尤其是在 Dome A較 ERAI（74.8°）偏大 32.3°，并且 R小于 ERAI，可見(jiàn) ERAI與FNL兩者的近地表風(fēng)向都與觀測(cè)比較一致，均能夠很好地表現(xiàn)出ZS-Dome A斷面近地面實(shí)際風(fēng)向的年平均值，但ERAI較FNL能夠更好地描述各站點(diǎn)風(fēng)向的年變化特征。從季節(jié)平均來(lái)看，ERAI和FNL在夏、秋、冬三季都能夠很好地描述陡坡區(qū)LGB69下降風(fēng)穩(wěn)定的風(fēng)向，其季節(jié)平均絕對(duì)Bias分別僅約為 1.2°—2.4°和 1.7°—3.8°，相應(yīng)的 RMSE分別為 11°—25°和 13°—24°，R分別為 0.53—0.84和0.50—0.80。ERAI和 FNL在沿岸 ZS站 4個(gè)季節(jié)中與觀測(cè)的R均小于其他站點(diǎn)，尤其是在夏季和秋季R均小于0.2，這說(shuō)明ERAI和FNL很難準(zhǔn)確地捕捉到夏季和秋季沿岸地區(qū)下降風(fēng)與海洋性氣團(tuán)相互作用的變化過(guò)程。

由圖5a和5b可看出，F(xiàn)NL和ERAI都較好地再現(xiàn)了ZS-Dome A斷面上各站點(diǎn)近地表風(fēng)向的月際變化特征，其在ZS、LGB69、Eagle和Dome A的逐月平均絕對(duì) Bias分別為在10°—30°、5°—10°、10°—20°和 10°—30°范圍之內(nèi)。另外，除了 ERAI在Dome A和FNL在Eagle是距觀測(cè)站最近格點(diǎn)與觀測(cè)更一致之外，其他站點(diǎn)均是ERAI和FNL的4個(gè)格點(diǎn)的平均值與觀測(cè)更為接近。沿岸ZS由于既受海洋性氣團(tuán)控制又受下降風(fēng)的影響，因此分析資料很難精確地捕獲到每個(gè)月內(nèi)風(fēng)向的轉(zhuǎn)變過(guò)程，因此ERAI和FNL風(fēng)向在該站與觀測(cè)的逐月 R僅在0.2—0.4之間，明顯小于其他站點(diǎn)，并且逐月RMSE偏大，高達(dá)50°—100°，明顯大于其他站點(diǎn)。在強(qiáng)下降風(fēng)區(qū)LGB69，ERAI在夏季和秋季的逐月平均絕對(duì)Bias＜5°，RMSE也維持在 10°左右，且 R均大于0.8，明顯高于FNL，但其在冬季的表現(xiàn)略弱于FNL，尤其是 6、7月份的 R偏低，RMSE偏大。然而LGB69周?chē)?個(gè)ERAI格點(diǎn)中有兩個(gè)格點(diǎn)與觀測(cè)的逐月平均Bias在0°—5°之間，RMSE和R沒(méi)有明顯的年變化，分別約為10°和0.8—0.9（圖略），明顯優(yōu)于FNL。在內(nèi)陸高原 Eagle和 Dome A，ERAI和FNL雖然在不同季節(jié)會(huì)出現(xiàn)1—2個(gè)月的相關(guān)系數(shù)明顯低于其他月份，但其表現(xiàn)相差不大，都能夠再現(xiàn)內(nèi)陸高原近地表風(fēng)向的逐月平均，尤其是對(duì)秋季的表現(xiàn)好于夏季。

圖5 FNL、ERAI和觀測(cè)的月平均近地表風(fēng)向，以及兩者與觀測(cè)風(fēng)向的逐月平均Bias（a）、R和RMSE（b），說(shuō)明同圖1（LGB69、Eagle和Dome A風(fēng)向觀測(cè)高度為4 m）Fig.5.Same as Fig.1，but for the near surface wind direction（the observation heights at LGB69，Eagle and Dome A are 4 m）

3 結(jié)論

利用東南極ZS-Dome A斷面上4個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)2008年的近地表氣象要素（地面氣壓、2 m氣溫、2 m比濕、10 m風(fēng)速和風(fēng)向）對(duì)NCEP FNL分析資料和ECMWF ERA-Interim再分析資料在東南極地區(qū)的適用性進(jìn)行了詳細(xì)評(píng)估。結(jié)果表明：

（1）從沿岸到內(nèi)陸，F(xiàn)NL地面氣壓與觀測(cè)值都非常接近，其逐月平均Bias均約1 hPa，且R＞0.99，RMSE＜2 hPa，其較ERAI具有明顯的優(yōu)勢(shì)，尤其是在沿岸地區(qū)；而ERAI在沿岸地區(qū)較觀測(cè)明顯的系統(tǒng)性偏低，但其在內(nèi)陸站點(diǎn)的表現(xiàn)能力僅次于FNL，Bias較FNL偏大1—2 hPa，并且其逐月R一般略大于FNL，能夠更好地表現(xiàn)地面氣壓的時(shí)間變化趨勢(shì)；

（2）ERAI氣溫在ZS-Dome A斷面上的表現(xiàn)優(yōu)于FNL，其與觀測(cè)的年平均Bias在沿岸和下降風(fēng)區(qū)＜1℃，在內(nèi)陸高原 ＜2℃，且 R＞0.94。FNL氣溫在沿岸和下降風(fēng)區(qū)的表現(xiàn)略弱于ERAI，但其在內(nèi)陸高原表現(xiàn)較差，尤其是冬半年較觀測(cè)偏暖高達(dá)8—10℃，且R在Dome A冬季僅為0.4，不能直接用來(lái)表示內(nèi)陸高原冬半年的真實(shí)氣溫；

（3）ERAI與FNL比濕與觀測(cè)的年平均Bias在ZS-Dome A斷面上為 0.01—0.08 g·kg－1，F(xiàn)NL在沿岸地區(qū)與觀測(cè)最為一致，其年平均Bias為0.01 g·kg－1，季節(jié)平均 Bias在 0.01—0.05 g·kg－1之間；而ERAI在內(nèi)陸地區(qū)與觀測(cè)值更為接近，并且其較FNL能夠更好地反映出各站點(diǎn)比濕的月變化和季節(jié)變化趨勢(shì)。但兩者對(duì)內(nèi)陸高原地區(qū)的比濕表現(xiàn)不如在沿岸和下降風(fēng)區(qū)，尤其是FNL在內(nèi)陸高原整體偏濕，并且不能很好地反映出內(nèi)陸高原地表比濕的季節(jié)變化，特別是冬半年的變化特征；

（4）ERAI和FNL近地表風(fēng)速的差異不大，其與觀測(cè)的年平均、季節(jié)平均絕對(duì)Bias在沿岸和下降風(fēng)區(qū) ＜1 m·s－1，在內(nèi)陸高原約為 2—4 m·s－1，且春季最大，約3—4 m·s－1。但ERAI較FNL更能準(zhǔn)確地描述下降風(fēng)風(fēng)速，其能夠更準(zhǔn)確地刻畫(huà)出沿岸與陡坡區(qū)近地表風(fēng)速的月際變化和季節(jié)變化特征，以及其逐月平均值，而FNL卻低估了沿岸的近地表風(fēng)速。另外，除夏季外，F(xiàn)NL在內(nèi)陸地區(qū)較ERAI整體偏低1—1.5 m·s－1；

（5）盡管ERAI和FNL對(duì)ZS-Dome A斷面各站點(diǎn)近地表風(fēng)向的時(shí)間變化趨勢(shì)表現(xiàn)得不如其他要素，但其年、季節(jié)、逐月平均風(fēng)向與觀測(cè)均在同一象限內(nèi)，尤其是在下降風(fēng)區(qū)，其逐月平均絕對(duì)Bias＜10°。另外，在內(nèi)陸高原，F(xiàn)NL和ERAI在不同季節(jié)的表現(xiàn)各有優(yōu)劣，并且秋季的表現(xiàn)好于夏季。

綜上所述，ERAI和FNL均能夠再現(xiàn)ZS-Dome A斷面各站點(diǎn)近地表氣象要素的年、季節(jié)和月時(shí)間尺度的變化特征以及其平均值，其中ERAI氣溫比FNL氣溫更接近觀測(cè)，F(xiàn)NL地面氣壓比ERAI地面氣壓更接近觀測(cè)，而這兩套資料的其他近地表氣象要素在不同地區(qū)的表現(xiàn)各有優(yōu)劣，但兩者之間的差異不是很明顯。本結(jié)論可為運(yùn)行南極區(qū)域模式選取合適的初始場(chǎng)提供參考依據(jù)，但其可靠性有待使用更多的觀測(cè)資料加以驗(yàn)證。

致謝 感謝所有參與中山站至Dome A斷面的考察隊(duì)員為自動(dòng)站的安裝和資料的獲取做出了很大貢獻(xiàn)。NCEP提供了FNL分析資料，ECMWF提供了ERA-Interim再分析資料，德國(guó)極地與海洋研究所的Annette Rinke教授幫助下載高分辨率的ERA-Interim再分析資料，在此一并表示衷心感謝。

1 Inoue T，Matsumoto J.A comparison of summer sea level pressure over East Eurasia between NCEP-NCAR reanalysis and ERA-40 for the period 1960—1999.Journal of the Meteorological Society of Japan，2004，82（3）：951—958.

2 Simmons A J，Jones PD，Da Costa Bechtold V，etal.Comparison of trends and low-frequency variability in CRU，ERA-40，and NCEP／NCAR analyses of surface air temperature.Journal of Geophysical Research：Atmospheres，2004，109（D24），D24115，doi：10.1029／2004JD005306.

3 Cullather R I，Bromwich D H，Grumbine RW.Validation of operational numerical analyses in Antarctic latitudes.Journal of geophysical research：Atmospheres，1997，102（D12）：13761—13784.

4 Bromwich D H，Cullather R I，Grumbine RW.An assessment of the NCEP operational global spectralmodel forecasts and analyses for Antarctica during FROST.Weather and Forecasting，1999，14（6）：835—850.

5 Hines K M，Grumbine RW，Bromwich D H，et al.Surface energy balance of the NCEPMRF and NCEP-NCAR reanalysis in Antarctic latitudes during FROST.Weather and Forecasting，1999，14（6），851—866.

6 Hines K M，Bromwich D H，Marshall G J.Artificial surface pressure trends in the NCEP-NCAR reanalysis over the Southern Ocean and Antarctica.Journal of Climate，2000，13（22）：3940—3952.

7 Pendlebury SF，Adams N D，Hart T L，etal.Numericalweather predictionmodel performance over high southern latitudes.Monthly Weather Review，2003，131（2）：335—353.

8 Bromwich D H，F(xiàn)ogt R L.Strong trends in the skill of the ERA-40 and NCEP-NCAR reanalyses in the high and midlatitudes of the Southern Hemisphere，1958—2001.Journal of Climate，2004，17（23）：4603—4619.

9 Bromwich D H，F(xiàn)ogt R L，Hodges K I，etal.A tropospheric assessmentof the ERA-40，NCEP，and JRA-25 global reanalysis in the polar regions.Journal of Geophysical Research：Atmospheres，2007，112（D10），doi：10.1029／2006JD007859.

10 Parrondo M C，Yela M，GilM，et al.Mid-winter lower stratosphere temperatures in the Antarctic vortex：comparison between observations and ECMWF and NCEP operationalmodels.Atmospheric Chemistry and Physics，2007，7（2）：435—441.

11 Parish T R，Cassano J J.The role of katabatic winds on the Antarctic surface wind regime.Monthly Weather Review，2003，131（2）：317—333.12 Marshall G J.Trends in the Southern Annular Mode from observations and reanalyses.Journal of Climate，2003，16（24）：4134—4143.

13 Thompson DW J，Solomon S.Interpretation of recent Southern Hemisphere climate change.Science，2002，296（5569）：895—899.

14 Renfrew IA，Moore GW K，Guest PS，etal.A comparison of surface layer and surface turbulent flux observations over the Labrador Sea with ECMWF analyses and NCEP reanalyses.Journal of Physical Oceanography，2002，32（2）：383—400.

15 Bromwich D H，Rogers A N，K?llberg P，etal.ECMWF analysesand reanalyses depiction of ENSO signal in Antarctic precipitation.Journal ofClimate，2000，13（8）：1406—1420.

16 Genthon C，Krinner G，SacchettiniM.Interannual Antarctic tropospheric circulation and precipitation variability.Climate Dynamics，2003，21（3-4）：289—307.

17 Simmonds I.Size changes over the life of sea level cyclones in the NCEP reanalysis.MonthlyWeather Review，2000，128（12）：4118—4125.

18 Cullather R I，Bromwich D H，van WoertM L.Spatial and temporal variability of Antarctic precipitation from atmosphericmethods.Journal of Climate，1998，11（3）：334—367.

19 Reijmer CH，Van Meijgaard E，van den Broeke M R.Evaluation of temperature and wind over Antarctica in a Regional Atmospheric Climate Model using 1 year of automatic weather station data and upper air observations.Journal of Geophysical Research：Atmospheres，2005，110（D4），doi：10.1029／2004JD005234.

20 Kistler R，CollinsW，Saha S，etal.The NCEP-NCAR 50-year reanalysis：Monthlymeans CD-ROM and documentation.Bulletin of American Meteorological Society，2001，82（2）：247—267.

21 van Lipzig N PM，van Meijgaard E，Oerlemans J.Evaluation of a regionalatmosphericmodel usingmeasurements of surface heatexchange processes from a site in Antarctica.Monthly Weather Review，1999，127（9）：1994—2011.

22 Genthon C，Town M S，Six D，et al.Meteorological atmospheric boundary layer measurements and ECMWF analyses during summer at Dome C，Antarctica.Journal Geophysical Research：Atmospheres，2010，115（D5），doi：10.1029／2009JD012741.

23 NCAR.Dataset ds083.2：NCEP FNL operationalmodel global tropospheric analyses.Colorado：NCAR-NCEP，1999.http：／／dss.ucar.edu／datasets／ds083.2.

24 Simmons A J，Uppala SM，Dee D，et al.ERA-Interim：New ECMWF reanalysis products from 1989 onwards.ECMWF Newsletter，2007，110：25—35.

25 Berrisford P，Dee D，F(xiàn)ielding K，et al.The ERA-Interim Archive.ERA Report Series.1.Technical Report.European Centre for Medium-Range Weather Forecasts（ECMWF）.Shinfield Park，Reading，UK，2009：16.

26 Dee D P，Uppala SM，Simmons A J，et al.The ERA-Interim reanalysis：configuration and performance of the data assimilation system.Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society，2011，137（656）：553—597.

27 Ma Y F，Bian LG，Xiao CD，et al.Near surface climate of the traverse route from Zhongshan Station to Dome A，East Antarctica.Antarctic Science，2010，22（4）：443—459.

28 效存德，李院生，侯書(shū)貴，等.南極冰蓋最高點(diǎn)滿(mǎn)足鉆取最古老冰芯的必要條件：Dome A最新實(shí)測(cè)結(jié)果.科學(xué)通報(bào)，2007，52（20）：2456—2460.

29 馬永鋒，卞林根，效存德，等.積雪對(duì)南極冰蓋自動(dòng)氣象站氣溫觀測(cè)影響的研究.極地研究，2008，20（4）：299—309.

30 謝愛(ài)紅，效存德，任賈文.NCEP／NCAR再分析氣溫在南極中山站-Dome A考察斷面的適用性研究.冰川凍土，2010，32（5）：898—905.