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1.
全球平流层下部降温及其对纬向风的影响 总被引：7，自引：0，他引：7
利用NCEP/NCAR再分析资料,结合HALOE的臭氧和甲烷卫星观测资料,分析100~50 hPa的平流层下部温度变率及其与微量气体和平均纬向风的关系。结果表明,全球平流层下部大气温度自1948年至今总体呈下降趋势,而近十几年,全球平流层下部温度下降更加显著。热带和低纬甲烷的增长可能是其降温的一个重要原因。此外,由于平流层下部温度变率的经向不均匀性,同时还会引起该地区平均纬向风的变化。 相似文献
2.
Temperature trends in the upper stratosphere are investigated using satellite measurements from Stratospheric Sounding Unit(SSU) outputs and simulations from chemistry–climate models(CCMs) and the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6(CMIP6). Observational evidence shows a lack of cooling in the Antarctic, in contrast to strong cooling at other latitudes, during austral winter over 1979–97. Analysis of CCM simulations for a longer period of1961–97 also shows a significant contrast in the... 相似文献
3.
平流层臭氧季节变化的动力和光化学作用之比较 总被引：1，自引：1，他引：0
1992年到2005年的HALOE资料显示, 在臭氧光化损耗中, ClOx 和NOx 的贡献大小和作用位置有所差异。SOCRATES3模式模拟表明, 两半球夏季高纬极区的臭氧减少, 主要是NOx的化学贡献; 北极春季和南极冬季副极地臭氧的变化, 主要是动力输送引起。南、北极春季臭氧减少的化学机制也有所不同, 南极春季的臭氧耗损包括极区内ClOx 的异相化学作用和副极区NOx的化学作用; 北极春季的臭氧耗损主要以NOx 和ClOx 的气相化学作用为主, 其中NOx 的作用更大。动力和光化学在臭氧变化中的贡献表明, 整个中低平流层及低纬平流层高层的动力输送贡献可达到45%, 而高纬平流层中上层, 化学作用贡献在65%以上。 相似文献
4.
青藏高原东北侧臭氧垂直分布与平流层-对流层物质交换 总被引：3，自引：0，他引：3
利用臭氧和温度探空廓线,结合NCEP/NCAR资料、TOMS臭氧总量卫星观测资料和NOAAHYSPLIT后向轨迹模式资料,通过个例分析探讨了影响青藏高原(下称高原)附近臭氧垂直分布的因子和过程。结果表明,动力过程是影响高原上空臭氧垂直分布的主要因子,特别是中高纬度高臭氧浓度的空气向南入侵会导致高原上空臭氧浓度的升高,影响高原上空臭氧低谷的范围大小和形态;尽管大气化学过程对高原上空的平流层下层臭氧垂直分布的影响并不显著,但是高原上空的平流层臭氧变化与温度变化具有较好的一致性。同时还发现,对流层上层的强反气旋系统,特别是中高纬度阻塞高压的边缘有明显的平流层空气向对流层入侵,从而导致对流层内臭氧浓度的增加。 相似文献
5.
1998年青藏高原臭氧低值中心异常及其背景环流场的分析 总被引：4，自引：1，他引：3
采用TOMS和SAGE II臭氧卫星观测资料,对1998年青藏高原臭氧低值中心异常变化的过程和垂直结构进行了分析。为了探讨1998年这个低值中心出现异常的原因,利用NCEP/NCAR再分析资料,通过1998年高原附近上空位势场和位温的变化,分析了1998年臭氧低值中心异常期间高原上空对流层上层到平流层下层的流场和垂直运动的变化特征。结果表明,1998年11月,青藏高原上空对流顶比正常年份高,无论是对流层上层还是平流层下层,上升运动都比正常年份强。同时高原上空南亚高压也比正常年份强,于是使得1998年高原上空的强臭氧低值中心一直维持到11月。 相似文献
6.
Jens-Uwe Grooß Rolf Müller Gaby Becker Daniel S. McKenna Paul J. Crutzen 《Journal of Atmospheric Chemistry》1999,34(2):171-183
On the basis of data obtained by the Halogen Occultation Experiment (HALOE) on the Upper Atmosphere Research Satellite (UARS) box model calculations are performed to investigate the ozone budget in the upper stratosphere. The HALOE data comprise measurements of major source gases and key chemical species involved in the ozone destruction cycles. In comparison to earlier calculations using version 17 of the HALOE data, the calculated ozone destruction rate increases when the updated data version 18 is used. However, as with the previous study using version 17 of the HALOE data, no evidence for a significant model ozone deficit is found. 相似文献
7.
Mauro Dall’Amico Lesley J. Gray Karen H. Rosenlof Adam A. Scaife Keith P. Shine Peter A. Stott 《Climate Dynamics》2010,34(2-3):381-398
In most climate simulations used by the Intergovernmental Panel on Climate Change 2007 fourth assessment report, stratospheric processes are only poorly represented. For example, climatological or simple specifications of time-varying ozone concentrations are imposed and the quasi-biennial oscillation (QBO) of equatorial stratospheric zonal wind is absent. Here we investigate the impact of an improved stratospheric representation using two sets of perturbed simulations with the Hadley Centre coupled ocean atmosphere model HadGEM1 with natural and anthropogenic forcings for the 1979–2003 period. In the first set of simulations, the usual zonal mean ozone climatology with superimposed trends is replaced with a time series of observed zonal mean ozone distributions that includes interannual variability associated with the solar cycle, QBO and volcanic eruptions. In addition to this, the second set of perturbed simulations includes a scheme in which the stratospheric zonal wind in the tropics is relaxed to appropriate zonal mean values obtained from the ERA-40 re-analysis, thus forcing a QBO. Both of these changes are applied strictly to the stratosphere only. The improved ozone field results in an improved simulation of the stepwise temperature transitions observed in the lower stratosphere in the aftermath of the two major recent volcanic eruptions. The contribution of the solar cycle signal in the ozone field to this improved representation of the stepwise cooling is discussed. The improved ozone field and also the QBO result in an improved simulation of observed trends, both globally and at tropical latitudes. The Eulerian upwelling in the lower stratosphere in the equatorial region is enhanced by the improved ozone field and is affected by the QBO relaxation, yet neither induces a significant change in the upwelling trend. 相似文献
8.
热带平流层臭氧准两年周期振荡的特征及数值模拟 总被引：19，自引：1，他引：19
利用HALOE的观测资料、对热带地区平流层臭氧垂直分布的年际变化及其准两年周期振荡（QBO）进行研究，并同赤道上空平均的纬向风场的准两年周期振荡进行了模拟研究。资料分析结果表明，平流层臭氧浓度高值区的位置在南北方向上和垂直方向上的有明显的准两年周期，臭氧浓度高值中心的南北移动和上下移动又引起局地臭氧总量的周期性变化和准两年周期振荡南北半球不对称。而臭氧浓度中心位置的准两年周期变化与赤道上空平均纬向风的准两年周期振荡密切相关。资料分析还表明，赤道上空平流层中臭氧浓度QBO的位相随高度变化多次。模拟试验表明，纬向风QBO引起垂直经圈环流的变化，在平流层有三对余差环流圈。它们对O3在不同纬度和高度的输送是引起O3准两年周期振荡的重要动力原因。其中，余差环流在平流层中层（25－35km)的环流圈起着重要的作用。 相似文献
9.
利用卫星和台站观测的南极臭氧资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了南极臭氧近年来的变化特征和影响因子,探讨了南极臭氧洞期间中山站臭氧突变过程与大气动力的作用。结果显示,平流层氯和溴的卤化物当量（EESC）和平流层温度是影响南极臭氧洞面积的关键因子。臭氧总量与EESC和平流层温度均具有显著相关,表明两站虽然都位于臭氧洞边缘,EESC和平流层温度对臭氧总量的变化仍然可以起决定性的作用,同时也验证了EESC参数在东南极大陆沿岸具有适用性。 EESC的年代际变化与臭氧变化趋势相似,臭氧的年际变化与平流层温度关系密切。回归结果表明,2010年后臭氧洞面积逐渐减小,在2070年左右可能恢复到1980年前的水平,但其结果存在很大的不确定性。 相似文献
10.
NCEP/NCAR再分析资料在青藏铁路沿线气候变化研究中的适用性 总被引：24，自引：11，他引：13
通过对青藏铁路沿线8个常规气象站的温度和降水观测资料与NCEP／NCAR再分析资料的对比,详细地考查了再分析资料用于青藏铁路沿线气候变化研究的可行性。统计对比分析表明：再分析资料可较好地反映地面气温及降水的年变化特征,可基本反映其年际变率和年际间的差异。然而,再分析的气温值系统性低于实际观测值,降水量则系统性偏大;再分析资料得出的近40年气温长期变化趋势误差较大,降水的长期趋势特别是年降水有一定的参考价值。总体而言,再分析的气温好于降水,青藏铁路沿线主体好于两端,再分析资料可用于青藏铁路沿线主体段年到年际尺度的短期气候变化研究。 相似文献
11.
To analyze the mechanism by which water vapor increase leads to cooling in the stratosphere, the effects of water-vapor increases on temperature in the stratosphere were simulated using the two-dimensional, interactive chemical dynamical radiative model (SOCRATES) of NCAR. The results indicate that increases in stratospheric water vapor lead to stratospheric cooling, with the extent of cooling increasing with height, and that cooling in the middle stratosphere is stronger in Arctic regions. Analysis of the radiation process showed that infrared radiative cooling by water vapor is a pivotal factor in middle-lower stratospheric cooling. However, in the upper stratosphere (above 45 km), infrared radiation is not a factor in cooling; there, cooling is caused by the decreased solar radiative heating rate resulting from ozone decrease due to increased stratospheric water vapor. Dynamical cooling is important in the middle-upper stratosphere, and dynamical feedback to temperature change is more distinct in the Northern Hemisphere middle-high latitudes than in other regions and signiffcantly affects temperature and ozone in winter over Arctic regions. Increasing stratospheric water vapor will strengthen ozone depletion through the chemical process. However, ozone will increase in the middle stratosphere. The change in ozone due to increasing water vapor has an important effect on the stratospheric temperature change. 相似文献
12.
准两年振荡对大气中微量气体分布的影响 总被引：11，自引：5，他引：6
NCAR的包含化学、辐射、动力相互作用的两维模式（SOCRATES）移植回国后进行了初步的模拟试验,用以研究某些对环境问题重要的微量气体的化学、辐射、动力传输过程。在不考虑极地平流层云和气溶胶表面非均相化学等情况下,模式积分多年,计算结果稳定,模拟的风场、温度场显示出正常的季节变化,模拟的微量气体分布与卫星实测资料对照,结果也比较一致。为了探讨热带平流层风场的准两年周期振荡（QBO）对平流层微量气体分布的影响,我们做了QBO强迫的数值试验,即在模式中加入QBO强迫,并与不考虑QBO强迫的模拟结果对比。结果表明,QBO与其相关的次级环流所引起动力输送的变化,使平流层微量气体分布发生变化。 相似文献
13.
Increasing greenhouse gases and likely ozone recovery will be the two most important factors influencing changes in stratospheric temperatures in the 21st century. The radiative effect of increasing greenhouse gases will cause cooling in the stratosphere, while ozone recovery will lead to stratospheric warming. To investigate how stratospheric temperatures change under the two opposite forcings in the 21st century, we use observed ozone and reanalysis data as well as simulation results from four coupled oceanic and atmo- spheric general circulation models （GISS-ER, GFDL-CM20, NCAR-CCSM3, and UKMO-HadCM3） used in the IPCC （Intergovernment Panel for Climate Change） Fourth Assessment Report （AR4）. Observational analysis shows that total column ozone and lower stratospheric temperatures all show increasing in the past 10 years, while middle stratospheric temperatures demonstrate cooling. IPCC AR4 simulations show that greenhouse forcing alone will lead to stratospheric cooling. However, with forcing of both increasing greenhouse gases and ozone recovery, the middle stratosphere will be cooled, while the lower stratosphere will be warmed. Warming magnitudes vary from one model to another. UKMO-HadCM3 generates relatively strong warming for all three greenhouse scenarios, and warming extends to 40 hPa. GFDL-CM20 and NCAR-CCSM3 produce weak warming, and warming mainly exists at lower levels, below about 60 hPa. In addition, we also discuss the effect of temperature changes on ozone recovery. 相似文献
14.
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青藏高原地区的总云量——地面观测、卫星反演和同化资料的对比分析 总被引：34，自引：10，他引：34
了解云的气候学特征 ,对于深入研究气候变化问题有重要意义 ,而良好的资料质量是其前提和保障。为了充分了解地面观测总云量、卫星反演总云量和资料同化总云量这三种资料在青藏高原地区的共性和差异 ,本文利用 1984— 1990年的青藏高原地面测站的总云量资料、国际卫星云气候学计划中的ISCCP C2总云量资料和NCEP NCAR再分析总云量资料 ,对比分析了三者在青藏高原地区的时空分布关系。分析结果表明 :ISCCP C2总云量与地面观测总云量有较好的相关关系 ,它们在青藏高原地区的空间分布形势相似、年变化和年际变化趋势大致相同 ,在量值上的差异主要源于探测手段的不同 ;NCEP NCAR再分析总云量在青藏高原地区有其固有的缺陷 ,除夏季之外在高原中部地区始终有一个异常的强高值中心 ,由此导致其对时空分布特征和量值的描述与ISCCP C2和地面观测值相差较大 ,因此在有关青藏高原的研究中不宜直接或单独使用NCEP NCAR再分析总云量资料。 相似文献
16.
利用ERA-Interim和MERRA-2再分析资料,考察1980—2017年青藏高原大气温度变化趋势和规律,年、季、月不同时间尺度分析结果均揭示2008年以来青藏高原春季大气温度变化呈现逆转趋势：高原上空平流层下部150~50 hPa呈现明显的增温趋势（1.0~2.7℃/10a),对流层上部300~175 hPa呈现明显的降温趋势（-3.1~-1.0℃/10a),这与此前的大气温度变化趋势完全相反。利用TOMS和OMI卫星臭氧遥感资料,考察同期青藏高原臭氧总量变化特征,表明2008年以来青藏高原臭氧总量也表现出逆转的增加趋势,与大气温度逆转趋势吻合,从冬末至春季各月均有显著增加趋势,尤以5月臭氧总量增加速率最大,达13.7 DU/10a。青藏高原春季大气温度变化趋势与同期臭氧总量变化特征紧密相关,2008年后臭氧总量的快速恢复可能是引起大气温度逆转趋势的一个重要影响因素。 相似文献
17.
Based on three groups of datasets that include radiosondes, reanalyses, and climate model simulations (e.g., Coupled Model Intercomparison Project, CMIP3) from 1979 to 2008, the interannual variability, global temperature trends, and their uncertainty using ensemble spread among intra-group and inter-group datasets have been discussed. The results show that the interannual temperature variability increased from the troposphere to stratosphere, and the maximum occurs around 50?hPa. The CMIP3 climate models have the largest discrepancy in the stratosphere. The intra-group correlations at 500?hPa generally show high similarity within each data group while the inter-group correlations between reanalyses and the CMIP3 climate model simulations indicate lesser similarity. In contrast, the inter-group correlation at 50?hPa is improved except with the Japanese 25-year Reanalysis Project (JRA-25) dataset, and the Twentieth Century Reanalysis (20CR) reanalysis shows a weak cross correlation. The global temperature trends are highly dependent on the individual data sources. Compared to the radiosondes, the reanalyses show a large ensemble spread of trends in the stratosphere, and the CMIP3 climate model simulations have a large ensemble spread in the height of the crossover point where tropospheric warming changes into stratospheric cooling. The largest ensemble spread among the reanalyses in the stratosphere is mainly from the large discrepancy in the JRA-25 reanalysis after 1998 and a relatively weak anomaly in the 20CR before 1986. The largest ensemble spread among the CMIP3 climate models in the troposphere is related to the influence of both volcanic eruptions and El Ni?o/La Ni?a–Southern Oscillation events. The strong anomalies corresponding to the volcanic eruptions of El Chichon in 1982 and Mt Pinatubo in 1991 are clearly identified in the stratosphere. These volcanic eruptions reduced the warming in the troposphere and strengthened the cooling in the stratosphere during the most recent 30?years. 相似文献
18.
利用NCEP/NCAR再分析资料、GPCP降水资料以及我国160个台站的降水资料, 研究了青藏高原臭氧低值中心偏强年和偏弱年的气候差异。结果表明，5～7月平均的青藏高原臭氧总量变化与我国当年夏季、冬季以及第二年春季的气温和降水等有明显的相关关系:在臭氧低值中心偏强年夏季, 中国绝大部分地区地面气温比多年平均偏高, 长江以南地区降水偏多, 长江以北大部分地区降水偏少, 尤其是长江中下游和黄河中下游之间的地面降水偏少特别明显。在臭氧低值中心偏强年冬季和次年春季, 中国大部分地区冬季风比多年平均弱, 使得绝大部分地区地面气温偏高。臭氧低值中心偏弱年的情况基本上与偏强年相反。因此, 青藏高原上空臭氧低值中心的变化在气候预测中是一个值得重视的因子。 相似文献
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青藏高原气温变化趋势与同纬度带其他地区的差异以及臭氧的可能作用 总被引：4，自引：2，他引：2
利用台站探空观测资料和卫星观测资料,分析了1979—2002年青藏高原上空温度的变化趋势。结果表明:高原地区上空平流层低层和对流层上层的温度与对流层中低层具有反相变化趋势。平流层低层和对流层上层降温,温度出现降低趋势,降温幅度无论是年平均还是季节平均都比全球平均降温幅度更大。高原上空对流层中低层增温,温度显示出增加的趋势,并且比同纬度中国东部非高原地区有更强的增温趋势。对1979—2002年卫星臭氧资料的分析表明,青藏高原上空臭氧总量在每个季节都呈现出明显的下降趋势,并且比同纬度带其他地区下降得更快。由于青藏高原上空臭氧有更大幅度的减少,造成高原平流层对太阳紫外辐射吸收比其他地区更少,使进入对流层的辐射更多,从而导致高原上空平流层低层和对流层上层降温比其他地区更强,而对流层中低层增温更大。因此,高原上空比其他地区更大幅度的臭氧总量减少可能是造成青藏高原上空与同纬度其他地区温度变化趋势差异的一个重要原因。 相似文献
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采用UARS卫星1993—2004年卤素掩星试验的观测资料(HALOE),分析了青藏高原(下称高原)上空大气中H2O和CH4的分布和季节变化,也与同纬度其它地区作对比,找出它们的差异,并分析了H2O和CH4的多年变化趋势。结果表明:高原上空H2O混合比在对流层上层随高度迅速减少,在对流层顶和平流层底达到极小值,平流层里水汽混合比随高度增加。高原上空CH4混合比从140 hPa直至1 hPa随高度递减。在对流层上部和平流层下部H2O和CH4混合比季节差异最明显。高原上空H2O和CH4混合比与同纬度带其它地区相比有不少差异,这种差异在对流层上部和平流层下部更明显。分析还表明:高原上空对流层上部和平流层下部H2O和CH4的分布明显受到高原热力作用引起的垂直运动的影响,高原区域是平流层和对流层交换的活跃区。平流层中上层H2O和CH4的关系很密切,其原因主要是在平流层中上层CH4很容易被氧化成H2O。趋势分析表明,在对流层顶附近,水汽在1993—2004年呈下降趋势,而CH4在1998年以前和2001年以后也呈下降趋势;平流层中层1993—2000年H2O混合比呈增加趋势,CH4呈下降趋势,2000—2004年H2O混合比呈下降趋势,而CH4呈增加趋势。 相似文献