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1.
穿透性对流是导致北半球夏季平流层低层南亚高压内水汽极值形成的重要机制之一,关于副热带东亚季风区穿透性对流是否对平流层低层水汽等物质分布存在影响目前尚不清楚。本文选取2016年的武汉暴雨事件,采用Cloudsat和Aura Microwave Limb Sounder（MLS）卫星数据,分析了东亚季风区的穿透性对流活动对上对流层/下平流层物质分布的影响。利用CloudSat卫星资料云分类产品和Aura MLS卫星数据联合分析武汉暴雨过程中捕捉到1次穿透性对流事件,该事件发生于2016年7月4日05时（协调世界时）的穿透性对流,中心位于海上梅雨带区域。分析表明,这次对流穿透事件对上对流层/下平流层物质分布有显著影响,穿透性对流活动影响到对流层顶以上的物质分布,具体表现是:首先,穿透性对流显著减少了局地对流层顶附近的臭氧含量,较之气候态对流层顶臭氧含量偏少32.53%;其次,穿透性对流能够增加局地对流层顶附近的水汽混合比含量,它通过更多的云冰粒子蒸发来增强局地平流层水汽含量,同时通过更强的垂直水汽输送来直接加湿平流层。此次穿透性对流事件对水汽变化影响较之对臭氧含量变化的影响更为显著,它使得对流层顶水汽混合比增加近乎一倍（98.15%）。因此,副热带东亚季风区的穿透性对流活动对于对流层向平流层的物质输送起着重要的作用。 相似文献
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首先利用臭氧探空资料验证了Aura-MLS卫星反演臭氧产品在青藏高原地区的可信度, 然后基于2005年和2006年夏季的数据产品确定了亚洲季风区夏季对流层向平流层的输送通道。结果表明, 青藏高原及其周边区域上对流层－下平流层（UT/LS）中, 一氧化碳(CO)和臭氧（O3）浓度散点分布大体上呈现出典型的“L”型分布, 夏季季节内变化反相关特征表现最明显的高度位于150 hPa附近。从时间变化上看, 7月份相关系数最大, 说明该月份对流层－平流层物质交换最为强烈。100 hPa高度位于对流层顶高度以上, 具有对流层特性的大气主要分布在青藏高原东南侧、 孟加拉湾、 印度半岛、 阿拉伯海以及阿拉伯半岛等区域上空, 说明该区域可能是亚洲季风区夏季对流层向平流层物质输送的一个主要通道。 相似文献
3.
深对流能够向上对流层—下平流层（UTLS）输送大量水汽和污染物,对对流层顶的辐射平衡、平流层的臭氧恢复以及全球气候变化都有着重要的影响。近年来,一系列重要的观测事实发现,青藏高原和亚洲季风区是对流层向平流层物质输送（TST）的重要窗口。本文介绍了近年来取得的一些主要进展和成果,包括:（1）通过卫星观测在青藏高原—亚洲季风区上空发现水汽、气溶胶的极大值区和臭氧的极小值区;（2）深对流活动的主要观测途径和通过卫星观测识别深对流的方法;（3）青藏高原深对流向平流层物质输送的物理过程;（4）青藏高原深对流与亚洲季风区、热带海洋地区深对流的结构差异以及不同环境场对深对流物质输送过程的影响。 相似文献
4.
我国东部夏季一次强对流活动过程中对流层上部大气成分变化的分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用星载微波临边遥感探测结果,对2006年6月28～29日江淮地区的一次强对流天气过程中对流层上部一氧化碳 (CO) 、臭氧 (O3) 、水汽 (H2O) 和冰水含量 (IWC) 的分布特点进行了研究.强对流天气过程前后的对比分析表明,CO混合比增大,在200 hPa处增加了0.12 ppm (1 ppm=10-6);O3混合比减小,在70 hPa处减少了0.30 ppm;H2O混合比在250 hPa处增加了400 ppm;IWC在强降水发生之前有大幅增长,在200 hPa处最大含量可达0.03 g/m3.CO和O3含量与垂直运动速度两者的相关变化表明,对流垂直输送作用可能是造成对流层上层和平流层低层大气成分变化的机制之一.而H2O和IWC含量的增加主要局限于对流层顶以下,这表明对流层上部水物质的质量和形态是由垂直输送作用和对流系统内部的微物理过程共同决定的. 相似文献
5.
南亚高压的东西偏向对亚洲季风区对流层顶附近水汽分布的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
基于1958~2002年欧洲中期数值预报中心（ECMWF）提供的ERA-40再分析资料和美国气象环境预报中心/美国国家大气研究中心提供的NCEP/NCAR再分析资料研究了夏季南亚高压的东西偏向与亚洲季风区对流层顶附近水汽输送之间的关系。结果表明:（1）南亚高压的东西偏向对上对流层200 hPa水汽高值中心的位置影响较小,主要影响其强度,对100 hPa水汽高值中心的位置和强度有着较强的影响,而对平流层下部70 hPa的水汽分布几乎没有影响。（2）南亚高压偏东年,高原上空和高原南部的垂直上升运动较强,在西风急流的共同作用下可将低层丰富的水汽向上输送,使200 hPa和100 hPa的水汽高值中心位于高原上空,而100 hPa南亚高压范围内偏北风和偏东风增强,在水平输送的作用下使高值中心周围水汽的分布形态与高压中心的分布形态一致。（3）南亚高压偏西年,沿着高原西部的地形抬升作用比高原上空的对流上升运动更强,西风急流北移,对流层顶附近在60°E~80°E范围内形成气旋式环流,因此水汽高值中心向西偏移到伊朗高原。（4）南亚高压范围内200 hPa的温度异常分布与水汽的异常分布一致,暖中心有利于高水汽的生成。而100 hPa的温度异常分布与水汽异常分布相反,暖中心对应异常偏低的水汽,说明南亚高压范围内下平流层的水汽分布受环流场和温度场共同作用的影响。该研究对理解南亚高压东西偏向机制及提高亚洲气候预测有一定的参考意义。 相似文献
6.
利用HALOE资料分析中层大气中水汽和甲烷的分布特征 总被引：3，自引：0，他引：3
利用1991年12月至2004年5月的HALOE资料，分析了中层大气中微量气体水汽和甲烷的垂直和水平分布特征。垂直分布特征是:水汽混合比在对流层顶和平流层底达到极小值（此极小值区被称为湿层顶），平流层里水汽混合比随高度增加，在平流层上层和中间层低层混合比出现明显的扰动，在中间层顶再次达到极小值，向上混合比又随高度增加。甲烷混合比从100 hPa附近向上混合比一直减少。经向分布特征主要表现为:平流层中下层水汽混合比低值区在热带地区上拱，水汽混合比自低纬向高纬递增；而该气层甲烷混合比则是高值区在热带地区上拱，甲烷混合比自低纬向高纬递减。在低平流层副热带20°S～30°S（20°N～30°N）附近二者混合比水平梯度相对偏大。平流层中上层二者等值线在北半球夏季变成双峰形势，北半球冬季仍是单峰形势。中间层二者都主要表现为冬、夏季分布形势相反。在北半球夏季30°N，平流层中下层水汽和甲烷混合比纬向梯度很小，对流层上层以及中间层二者混合比纬向梯度明显。 相似文献
7.
夏季青藏高原地区水汽向平流层的等熵绝热和非绝热传输的气候学特征及其与落基山地区的对比 总被引：2，自引：2，他引：0
夏季亚洲季风区是对流层向平流层物质输送的主要通道,其对平流层水汽的变化有重要贡献。以往的研究表明亚洲季风区向平流层的水汽传输主要在青藏高原及周边地区。本文利用多年平均的逐日ERAi、MERRA再分析数据和微波临边观测仪（Microwave Limb Sounder,MLS）数据,首先对比分析夏季青藏高原周边上空水汽的分布特征,再利用再分析资料分析了对流层—平流层水汽传输的特征。结果表明:青藏高原周边特定的等熵面和对流层顶结构分布有利于水汽向平流层的绝热输送;在南亚高压的东北侧,从青藏高原到中太平洋地区,340~360 K层次存在最为显著的水汽向平流层的纬向等熵绝热输送通道,7~8月平均输送强度可达约7×103 kg s-1。此外,在伊朗高原及南亚高压的西部,350~360 K层次也存在一支水汽向平流层的经向等熵绝热输送通道,但强度相对较弱（约2.5×103 kg s-1）。在青藏高原南侧370~380 K层次存在强的水汽向平流层的非绝热输送,主要由深对流和大尺度上升运动引起,7~8月平均输送强度约0.4×103 kg s-1。落基山以东到大西洋西部,350~360 K层次存在水汽向平流层的纬向等熵绝热输送通道,但强度也弱得多（约2.5×103 kg s-1）。 相似文献
8.
《高原气象》2020,(2)
利用欧洲中期数值预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)提供的ERA-Interim再分析资料和Aura卫星上微波临边探测器MLS(Microwave Limb Sounder)提供的大气成分资料,研究了南亚高压的南北位移与亚洲季风区上对流层-下平流层区域水汽、一氧化碳(CO)和臭氧(O_3)分布之间的关系。结果表明:(1)在215 hPa,南亚高压偏北时,水汽和CO在伊朗高原、青藏高原东北部至中国东北地区比偏南时高,仅在孟加拉湾以北和中南半岛北部比偏南时低。在100 hPa,偏北时南亚高压控制范围内水汽比偏南时高,而CO则是偏南时偏高。下平流层68 hPa,南亚高压控制范围内偏北时的CO弱于偏南时。O_3在不同高度的分布与CO相反。(2)南亚高压偏北时,高压西部及北部对流比偏南时强,30°N以北南亚高压强度也较强,将对流层低层空气向上输送,导致上对流层215 hPa的水汽和CO在伊朗高原、青藏高原东北部至中国东北地区比偏南时高,而O_3被稀释成为低值中心。(3)在100 hPa,南亚高压偏南时,反气旋环流南部的位势高度偏高,同时反气旋环流中心垂直上升运动较强,将含丰富的水汽和CO以及低浓度O_3的空气向上输送,导致100 hPa上CO的高值中心浓度比偏北强,O_3的低值中心浓度比偏北低。而偏南时南亚高压控制区内对流层顶温度偏低,在"冷凝脱水"作用下,偏南时的水汽反而比偏北低。(4)100 hPa南亚高压偏南时强度比偏北弱,"围困"作用也弱,在上升运动作用下,将更多的高浓度水汽和CO以及低浓度O_3空气向上输送到68 hPa。 相似文献
9.
亚洲夏季风是低层污染物进入平流层的重要途径 总被引：10，自引：4，他引：6
夏季亚洲季风区是对流层低层水汽和污染物进入全球平流层的一个重要通道, 自然或人为污染物通过该通道进入平流层后对臭氧层的破坏以及全球气候环境的影响, 成为目前国际科学界关注的热点问题。早先观点认为: 夏季青藏高原是对流层低空物质向平流层输送的一个重要渠道。然而, 越来越多的观测表明: 包括青藏高原在内的整个亚洲夏季风通过强对流的快速输送以及大尺度输送过程可以把低层大气物质输送到全球平流层。在地面物质进入平流层的过程中有两个关键过程, 一是垂直快速输送的对流活动, 这对于短寿命化学成分非常重要, 二是缓慢的大尺度反气旋输送和限制作用。但是, 目前对于亚洲季风区不同源区的贡献还有很大的争议。 相似文献
10.
青藏高原地区上对流层—下平流层区域水汽分布和变化特征 总被引：2，自引：0，他引：2
利用2005-2008年青藏高原(下称高原)地区微波临边探测器MLS(Microwave Limb Sounder)、高光谱分辨率大气红外探测仪AIRS(Atmosphere Infrared Sounder)、ECMWF的ERA-Interim资料,以及NCEP/NCAR再分析数据和NOAA HYSPLIT(Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model)轨迹模式资料,讨论了高原上空对流层顶附近的水汽分布和变化特征及高原上空平流层与对流层之间的物质交换。结果表明,3-4月高原南侧对流层顶附近100 hPa存在一个水汽低值带,而7-8月和9-10月此处存在一个明显的水汽高值区。3-4月夏季风未发展之前,受高原大地形抬升和西风气流的影响,高原以南地区存在对流层与平流层的物质交换,而215 hPa的高原中部地区(80°E-90°E)则由于空气的下沉运动将上层的干空气向下输送而出现一个水汽低值中心。7-8月,受印度夏季风和高原上空反气旋式环流的影响,高原上空有明显的水汽穿过对流层顶向平流层输送,反气旋环流中心的水汽经过2~4天的上升过程可以从对流层进入平流层。高原及其以东、以西地区的水汽在对流层顶附近的季节变化基本一致,100 hPa三个不同区域的水汽在3月达到最低。 相似文献
11.
The Aura-MLS observations of eight years from 2004 to 2011 have been utilized to understand the hydration and the dehydration mechanism over the northern and the southern hemispheric monsoon (NH and SH) regions. The monsoon regions considered are the Asian Summer Monsoon, East Asian Summer Monsoon, Arizona Monsoon (AM), North African Monsoon, South American Monsoon and the Australian Monsoon. The annual cycle of water vapor as expected shows maxima over the NH during June–August and during December–February over the SH. The time taken by the air parcels over the NH monsoon regions is found to be different compared to that over the SH monsoon regions. The analysis shows the concentration of water vapor in the upper troposphere and the lower stratosphere (UTLS) has not changed over these eight years in both the hemispheres during their respective monsoon seasons. The present analysis show different processes viz., direct overshooting convection, horizontal advection, temperature and cirrus clouds in influencing the distribution of water vapor to the UTLS over these different monsoon regions. Analysis of the UTLS water vapor with temperature and ice water content shows that the AM is hydrating the stratosphere compared to all the other monsoon regions where the water vapor is getting dehydrated. Thus it is envisaged that the present results will have important implications in understanding the exchange processes across the tropopause over the different monsoon regions and its role in stratosphere chemistry. 相似文献
12.
夏季南亚高压与邻近上对流层下平流层区水汽变化的联系 总被引：1，自引：0，他引：1
利用1979-2015年ERA-interim月平均再分析资料,分析了夏季南亚高压（SAH）与邻近上对流层下平流层（UTLS）区水汽空间分布特征,讨论了二者的相关关系和因果联系。结果表明:（1）在对流层上层,水汽大值区位于南亚高压的东南侧,并随高度升高向西北倾斜到100 hPa,水汽大值中心基本位于南亚高压中心附近。（2）南亚高压偏强（弱）时,南亚高压东部UTLS区水汽显著偏多（少）,而南亚高压西北部水汽异常不显著。（3）南亚高压偏强（弱）时南亚高压中部UTLS区水汽偏多（少）可能与南亚高压对水汽的抽吸和对水汽输送屏障有关。（4）而南亚高压东南侧UTLS区水汽偏多（少）时南亚高压偏强（弱）可能与深对流输送的水汽潜热释放有关。 相似文献
13.
利用Aura卫星微波临边观测仪(Microwave Limb Sounder,MLS)数据,评估了ERA-I、MERRA、JRA-55、CFSR和NCEP2等5套再分析资料的水汽数据在青藏高原及周边上对流层-下平流层(Upper Troposphere and Lower Stratosphere,UTLS)的质量,然后选取其中质量较好的两套水汽数据,分析它们对青藏高原及周边UTLS水汽的时空分布和演变的表征能力。结果表明,与MLS数据相比,5套再分析资料中在UTLS普遍偏湿,最大偏湿在上对流层215 hPa,约为165%,而在下平流层,ERA-I和MERRA与MLS的差异相对较小。总的来看,ERA-I和MERRA表征的水汽与MLS更为接近。进一步的对比表明,ERA-I和MERRA中青藏高原及周边水汽含量的时空分布与MLS较为接近,夏季能够表征青藏高原在纬向和经向上的水汽高值区,冬季能够表征对流层顶、西风急流中心附近的水汽梯度带,而且MERRA的结果要好于ERA-I。ERA-I、MERRA和MLS中青藏高原地区的水汽季节演变都表现为冬季1-2月水汽含量低,夏季7-8月水汽含量高,水汽的季节变化在200~300 hPa最大。MLS资料显示,在青藏高原地区对流层顶附近,存在随时间向上向极的水汽传输信号。相较而言,ERA-I对向上水汽传输信号的表征更好,而MERRA对下平流层(100 hPa)向极水汽传输信号的表征更好。 相似文献
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Formation of the Summertime Ozone Valley over the Tibetan Plateau: The Asian Summer Monsoon and Air Column Variations 总被引：3，自引：0，他引：3
The summertime ozone valley over the Tibetan Plateau is formed by two influences,the Asian summer monsoon(ASM) and air column variations.Total ozone over the Tibetan Plateau in summer was ～33 Dobson units(DU) lower than zonal mean values over the ocean at the same latitudes during the study period 2005-2009.Satellite observations of ozone profiles show that ozone concentrations over the ASM region have lower values in the upper troposphere and lower stratosphere(UTLS) than over the non-ASM region.This is caused by frequent convective transport of low-ozone air from the lower troposphere to the UTLS region combined with trapping by the South Asian High.This offset contributes to a ～20-DU deficit in the ozone column over the ASM region.In addition,along the same latitude,total ozone changes identically with variations of the terrain height,showing a high correlation with terrain heights over the ASM region,which includes both the Tibetan and Iranian plateaus.This is confirmed by the fact that the Tibetan and Iranian plateaus have very similar vertical distributions of ozone in the UTLS,but they have different terrain heights and different total-column ozone levels.These two factors(lower UTLS ozone and higher terrain height) imply 40 DU in the lower-ozone column,but the Tibetan Plateau ozone column is only ～33 DU lower than that over the non-ASM region.This fact suggests that the lower troposphere has higher ozone concentrations over the ASM region than elsewhere at the same latitude,contributing ～7 DU of total ozone,which is consistent with ozonesonde and satellite observations. 相似文献
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Impact of intensity variability of the Asian summer monsoon anticyclone on the chemical distribution in the upper troposphere and lower stratosphere 
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下载免费PDF全文 Kecheng Peng Jiali Luo Jiayi Mu Xiaoqun Cao Hongying Tian Lin Shang Yanan Guo 《大气和海洋科学快报》2022,15(3):100144
During the Asian summer monsoon (ASM) season, the process of stratosphere–troposphere exchange significantly affects the concentration and spatial distribution of chemical constituents in the upper troposphere and lower stratosphere (UTLS). However, the effect of the intensity of the Asian summer monsoon anticyclone (ASMA) on the horizontal distribution of chemical species within and around the ASMA, especially on the daily time scale, remains unclear. Here, the authors use the MERRA-2 reanalysis dataset and Aura Microwave Limb Sounder observations to study the impact of ASMA intensity on chemical distributions at 100 hPa during the ASM season. The intraseasonal variation of ASMA is classified into a strong period (SP) and weak period (WP), which refer to the periods when the intensity of ASMA remains strong and weak, respectively. The relatively low ozone (O3) region is found to be larger at 100 hPa during SPs, while its mixing ratio is lower than during WPs in summer. In June, analysis shows that the O3 horizontal distribution is mainly related to the intensity of AMSA, especially during SPs in June, while deep convections also impact the O3 horizontal distribution in July and August. These results indicate that the intraseasonal variation of the ASMA intensity coupled to deep convection can significantly affect the chemical distribution in the UTLS region during the ASM season.摘要亚洲夏季风期, 平流层–对流层物质交换过程能显著影响上对流层下平流层化学成分的浓度变化和空间分布. 然而, 亚洲夏季风反气旋强度的季节内变化对其内部和周围地区化学成分水平分布的影响尚不清楚. 本文将亚洲夏季风反气旋划分为季节内强周期和弱周期, 发现当亚洲夏季风反气旋更强时, 100 hPa O3低值区的面积更大, O3浓度更低. 但是这种影响主要体现在6月份, 7, 8月的O3水平分布还受东南亚地区深对流的影响. 这些结果表明亚洲夏季风反气旋强度和深对流的季节内变化可以显著影响亚洲夏季风期上对流层下平流层的化学分布. 相似文献
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Tracing the boundary layer sources of carbon monoxide in the Asian summer monsoon anticyclone using WRF-Chem 总被引：1，自引：0，他引：1
The Asian summer monsoon(ASM) anticyclone is a dominant feature of the circulation in the upper troposphere–lower stratosphere(UTLS) during boreal summer, which is found to have persistent maxima in carbon monoxide(CO). This enhancement is due to the upward transport of air with high CO from the planetary boundary layer(PBL), and confinement within the anticyclonic circulation. With rapid urbanization and industrialization, CO surface emissions are relatively high in the ASM region, especially in India and East China. To reveal the transport pathway of CO surface emissions over these two regions, and investigate the contribution of these to the CO distribution within the ASM anticyclone, a source sensitivity experiment was performed using the Weather Research and Forecasting(WRF) with chemistry model(WRFChem). According to the experiment results, the CO within the ASM anticyclone mostly comes from India, while the contribution from East China is insignificant. The result is mainly caused by the different transportation mechanisms. In India,CO transportation is primarily affected by convection. The surface air with high CO over India is directly transported to the upper troposphere, and then confined within the ASM anticyclone, leading to a maximum value in the UTLS region. The CO transportation over East China is affected by deep convection and large-scale circulation, resulting mainly in transportation to Korea, Japan, and the North Pacific Ocean, with little upward transport to the anticyclone, leading to a high CO value at215 h Pa over these regions. 相似文献
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上对流层-下平流层交换过程研究的进展与展望 总被引：29，自引：10，他引：29
上对流层和下平流层(UTLS)区域的高度范围大致为5～20 km.UTLS区域大气成分的分布及变化对于认识气候长期变化也极为重要,因为该区域的臭氧是一种有效的温室气体,其中的水汽、卷云和气溶胶对太阳短波辐射和地球长波辐射有很强的调制作用,因而对于天气和气候变化产生不可忽略的辐射强迫作用; UTLS区域中,还有航空业的飞机排放,强对流云云中与云上闪电产生相当量的NOx,这些都对UTLS区域乃至更高及更低层大气的化学成分与分布产生重大影响.该文介绍上对流层和下平流层区域的交换过程研究的意义和手段,同时介绍有关研究的进展,重点回顾近年来国内一些学者开展的工作.另外,还列举一些研究问题和方向,最后重点展望青藏高原上空上对流层-下平流层区域的研究,因为该地区UTLS交换过程不仅具有显著区域特征,而且在全球平流层-对流层交换中可能有重要贡献. 相似文献
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Stephan Mertes Alfons Schwarzenbck Paolo Laj Wolfram Wobrock Jean-Marc Pichon Giordano Orsi Jost Heintzenberg 《Atmospheric Research》2001,58(4)
A ground-based seeding experiment using carbon dioxide and propane sprayed from pressurized bottles was carried out under supercooled cloud conditions on a small spatial and short time scale. Water vapor deposition on the artificially generated dry ice and propane ice germs as the main ice formation process (nucleation and growth) is consistent with the experimental results. After nucleation, diffusional growth of the ice particles, partly at the expense of evaporating small droplets, was identified during the mixing of the seeding line with the ambient supercooled cloud. Within the seeding plume, ice water contents up to 80% of the total condensed water are observed, although the size of the formed ice particles did not exceed 25 μm. From the changes of the ice and supercooled liquid phase with time under mixed-phase conditions, liquid water content (LWC) evaporation, ice water content (IWC) formation, and ice crystal growth rates are estimated, which are not affected by the artificial nucleation process. Thus, these rates are assessed to be applicable for a growing ice phase of small ice particles in a young mixed-phase cloud, where other growth mechanisms, like riming or aggregation, are negligible. 相似文献