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平流层-对流层交换研究进展 总被引：19，自引：0，他引：19
平流层与对流层之间的物质输送和混合（STE）是控制自然和人为排放的化学痕量物质对大气成分影响的一个重要过程。STE可以影响温室气体在上对流层和下平流层中的垂直分布，进而影响气候。要预报全球气候变化就必须了解平流层与对流层之间动力、化学及辐射的耦合。从 STE研究的尺度问题，热带和中纬度地区STE研究以及我国STE研究现状进行了评述。STE具有多种尺度和形式，热带外平流层由波强迫驱动的全球尺度环流，可以诊断长时间尺度的STE，它不能充分描述短时间尺度过程。热带外低平流层环流不能简单地描述为纬向平均，要正确描述痕量气体的分布必须包含纬向非对称的天气尺度过程。热带地区的滴漏管理论提供了一个新的诊断 STE框架。目前对中纬度地区对流层顶折叠和切断低压的研究是比较充分的。 相似文献
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大气对流层平流层交换(STE)研究进展 总被引：2，自引：0，他引：2
大气平流层对流层交换(Stratosphere-Troposphere Exchange,STE)包括平流层向对流层的输送(Stratosphere-Troposphere Transport,STT)和对流层向平流层的输送(Troposphere-to-Stratosphere Transport,TST)2个过程,通常统称为STE交换过程.其对大气的辐射平衡、化学成分具有重要影响.研究STE对于大气化学、气候变化、平流层对流层耦合模式的发展等领域意义重大.对国内外不同尺度STE的观测、模拟与诊断做了评述,讨论了各种尺度STE的机制,比较了不同诊断方法和模式的性能和特点.着重指出目前天气尺度STE的研究虽然比较充分,但在STE过程中,中小尺度混合、湍流混合等物理过程的机制、诊断以及模拟方法的研究还有待提高.中小尺度强对流引起的TST对对流层污染物向平流层的输送作用和影响越来越受到关注.在全球快速城市化的背景下,研究城市群高污染区域强对流天气引起的TST过程及其影响具有重要的科学意义. 相似文献
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平流层爆发性增温中平流层环流及化学成分变化过程研究 总被引：3，自引：1，他引：2
利用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）气象分析场、欧洲空间局ENVISAT/MIPAS卫星观测资料以及平/对流层大气化学输送模式MOZART 3综合分析了2003—2004年冬季北半球爆发性增温事件对于平流层大气环流、物质输送以及对流层顶附近臭氧通量等多方面的影响。结果表明：①本次增温过程持续时间长、强度大,平流层极涡从高层向下逐层分裂,增温效应作用到大气较低层,当纬向东风形成并维持后极涡又自上向下逐层恢复;②SSW过程前后行星波活动频繁,有长时间多次的上传,且以1波作用为主,2波对其进行补充;③在θ PVLAT坐标中分析发现SSW扰动过程中平流层中存在一对向极、向下的传播模态,相应的对流层中有一向赤道的传播模态,不同符号的纬向风、温度异常信号沿这两个模态传播,且上、下层传播模态在时间上存在着一定的联系;④增温过程中行星波活动引起的向极输送以及极区垂直运动的变化,共同影响了平流层的物质输送过程,从而导致北半球平流层N2O、O3、CH4、H2O等微量气体成分的垂直、水平分布发生显著变化;⑤增温过程中活跃的行星波可以造成平流层Brewer Dobson环流增强,同时导致高纬度地区（60~90°N）穿越对流层顶的臭氧通量（Cross Tropopause Ozone Flux, CTOF）显著增强,与行星波相联系的等熵物质运动引起“middleworld”区域内向赤道的臭氧通量也有所增强。 相似文献
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臭氧是地球大气中最重要的痕量气体之一,在气候变化和生态环境中均扮演着至关重要的角色。对流层臭氧作为光化学烟雾的重要成分之一,其浓度变化与人类活动息息相关。基于卫星遥感技术监测对流层臭氧浓度可以帮助我们更好地发现和定量解释对流层臭氧在不同季节、不同时刻以及不同区域的变化特征,探讨臭氧在对流层中的成因机制。随着卫星遥感技术的全面发展,臭氧遥感产品（例如臭氧总量、廓线等）无论在产品精度或是时空分辨率方面均取得了显著进步,然而,由于受较弱卫星信号与复杂下垫面的影响,对流层臭氧遥感产品精度仍无法满足目前对流层大气成分的精细化科学应用研究。主要围绕对流层臭氧卫星遥感,回顾和分析了臭氧卫星遥感载荷的发展历程和现状,结果表明国内外已基于不同谱段（紫外—可见光、热红外和太赫兹）实现了全球及区域臭氧的时空分布探测;讨论了基于不同技术遥感反演算法（直接与间接反演、多波段联合反演、天底—临边协同反演、基于机器学习技术的创新算法等）的特点及适用性,分析表明算法精度的提升包括从复杂大气背景下的辐射传输模拟、基于地面观测的先验信息优化以及仪器定标与信噪比等多方面的工作;展望了卫星遥感在全球和区域尺度提供可靠对流层臭... 相似文献
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对流层活性卤素化学:充满机遇和挑战的研究领域 总被引：2，自引：0，他引：2
活性卤素物种(RHS)参与大气对流层中许多化学过程,影响许多重要物种的源和汇,在大气对流层化学中起着十分重要的作用,因此对流层活性卤素化学成为近年来国际大气化学研究的重要前沿研究领域。RHS在对流层的外场观测方法主要包括化学放大、大气压化学电离质谱（APCIMS）、长程差分吸收光谱（DOAS）、雾室和湿法化学分析法、光解法、碳同位素的比率法等。各种观测方法表明大气边界层中存在着不同种类的RHS,特别在海洋边界层、极地边界层和盐湖地区。RHS的浓度有较大的变化范围（10-12~10-10）。RHS可引起一些VOCs的氧化,影响HOx和NOx的反应,减少对流层O3,并对硫的氧化和汞化学有较大的影响。对流层RHS的源主要为有机卤素化合物的排放和海盐气溶胶的释放。在讨论RHS在对流层的循环转化的基础上,归纳总结出一个示意图;提出了现有的主要科学问题,进而展望了今后的研究前景。 相似文献
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臭氧变化及其气候效应的研究进展 总被引：10，自引：0，他引：10
综述了近２０年来臭氧变化的规律和机制及其气候效应等领域的研究进展,指出对流层臭氧（主要在北半球）增加、平流层臭氧减少和臭氧总量减少是全球臭氧的变化趋势,原因主要是人类活动导致的ＮＯｘ、ＮＭＨＣ、ＣＯ、ＣＨ４等对流层臭氧前体物的增加和ＮＯｘ、Ｈ２Ｏ、Ｎ２Ｏ、ＣＦＣｓ等平流层臭氧损耗物质的增加。臭氧变化引起的气候效应表现在对流层臭氧的增加将带来地表和低层大气的升温,平流层臭氧的减少则可能导致地表和低层大气的升温或降温。将全球或区域气候模式和大气化学模式进行完全耦合来研究臭氧变化的气候效应是一种十分有效的手段,具有广阔的应用前景。 相似文献
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对流层大气氧化性研究进展 总被引：2，自引：0，他引：2
对流层大气氧化性是对流层大气自我清洁能力的一个重要指标,对流层中大多数痕量气体都是通过氧化过程清除的.回顾近半个世纪以来对流层大气氧化性的研究历史,对流层大气氧化性的研究无论是从测量技术还是模式研究方面都已取得了一定的进展.工业革命以来,由于人类活动的影响,CO、NOx和碳氢化合物等大气污染物排放增多,使得全球对流层大气OH浓度呈下降趋势,未来对流层大气氧化性的变化很大程度上也取决于这些气体的排放情况.利用全球三维大气化学传输模式MOZART研究中国地区对流层大气OH自由基的分布和变化趋势表明,与全球OH自由基变化趋势不同,近10年来中国东部地区OH自由基浓度趋于增加.未来对流层大气氧化性研究的关键问题仍是OH自由基测量技术的提高问题,OH自由基观测结果是完善对流层光化学机制和改进大气化学模式的先决条件. 相似文献
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南半球对流层气候年代际变化及其与太阳活动的联系 总被引：7，自引：0，他引：7
通过南半球对流层温度场谱分析和逐次滤波分析发现，南半球对流层大气温度场半个多世纪以来呈现明显的持续升温趋势，升温幅度由低层到高层逐步增加，其中地面层1 000 hPa年升温率为0.013℃/a，对流层中部500 hPa年升温率为0.019℃/ a，对流层上部300 hPa年升温率为0.036℃/ a；滤除南半球大气温度场的趋势变化，发现南半球大气温度场从地面层直至对流层顶广泛盛行着十分显著的与太阳磁场磁性22年周期变化相一致的变化周期。太阳磁场磁性周期变化趋势略有超前，分析认为，这是南半球对流层大气气候系统对太阳磁场周期性变化的响应。进一步分析还发现，南半球从地面层1 000 hPa到对流层顶，再到平流层中部10 hPa各层次大气温度变化22年周期分量振荡位相基本一致，周期振幅由低层到高层迅速增大，说明太阳磁场变化对对流层高层比低层影响大，对平流层影响更大。其中地面层1 000 hPa温度场的22年变化周期是在滤除趋势变化和11年周期之后才显现出来的，所以太阳磁场磁性周期变化对地面层气候的影响较小并且经常处于被掩盖状态；南半球地面层1 000 hPa温度场滤除趋势变化之后显示出十分显著的与太阳活动11年周期相一致的变化周期，分析认为，这是南半球对流层大气气候系统对太阳活动11周期性变化的响应。对流层上层300 hPa温度场滤除趋势变化和22年周期之后也显示出11年变化周期，而对流层中部500 hPa则无此周期反应，说明太阳活动11年周期对地面层1 000 hPa大气气候影响最明显，对流层中上层影响较弱。 相似文献
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The tropopause height and tropopause temperature are sensitive to temperature changes in troposphere and stratosphere. These
are the measures of global climatic variability. Atmospheric profiles of temperature, refractivity and water vapour are always
needed for communication, navigation and atmospheric modeling studies. The tropopause characteristics over the Indian region
have been studied using radio occultation measurements (CHAMP) on the basis of cold point criterion. Tropopause height shows
large variation in the latitude range ∼30°–40°N during winter. Tropopause temperature less than −82°C, assumed to facilitate
troposphere to stratosphere air transport, is observed at a number of tropical Indian locations and no seasonal pattern is
observed in its occurrence. The bias in temperature and refractivity deduced from radiosonde and radio occultation measurements
is also presented. 相似文献
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青藏高原气候系统变化及其对东亚区域的影响与机制研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
青藏高原地区特殊的大气圈、水圈、冰冻圈、生物圈等多圈层相互作用过程及其变化,不仅对青藏高原及其周边地区的气候格局和变化有重要影响,而且对东亚、北半球乃至全球的环流形势和异常产生深远影响。为此,全球变化研究重大科学研究计划于2010年9月启动了"青藏高原气候系统变化及其对东亚区域的影响与机制研究"项目,旨在开展青藏高原环境、地表过程、生态系统对全球变化的响应及其对周边地区人类生存环境影响的综合交叉研究,以揭示青藏高原气候系统变化及其对东亚区域的影响机制,提出前瞻性的应对气候变化与异常的策略,减少其导致的区域自然灾害的损失。项目实施近3年来,开展了青藏高原首次"星—机—地"综合立体协同观测试验和大规模地气相互作用综合观测试验。在遥感结合地面观测估算青藏高原地表特征参数和能量通量方法,高原地区上对流层和下平流层结构,高原季风与东亚季风和南亚季风之间的内在联系,中国及青藏高原地区太阳辐射和风速的年代际变化趋势,青藏高原春季感热源减弱及其对亚洲夏季风和中国东部降水的影响,以及极高海拔地区土地覆被格局等方面取得了一些突出进展。 相似文献
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热带平流层准两年振荡对热带对流层顶和深对流活动的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
利用NCEP/NCAR再分析资料通过合成分析的方法研究了热带平流层准两年振荡(QBO)影响热带对流层顶及深对流活动的基本特征及可能的物理机制。研究发现,QBO对对流层顶和大气射出长波辐射(OLR)的影响存在明显的季节和空间上的差异。QBO对对流层顶和OLR的影响在冬、秋季最大,春、夏季相对较弱。与QBO造成的对流层顶高度和温度异常所不同是,QBO造成的OLR异常并没有呈现出一样的沿热带的带状分布特征,OLR异常沿赤道区域有正有负。另外,QBO对OLR的影响主要在热带对流活跃区域,尤其是在印度尼西亚和西太平洋区域,QBO东风位相下的对流活动要强于QBO西风位相下的对流活动。QBO造成的OLR异常和对流层顶异常在水平分布上有显著的差异,表明QBO对对流层顶的影响主要是与QBO风切变的异常有关,QBO影响热带深对流活动进而影响对流层顶温度的作用是次要的。进一步研究QBO影响对流活动可能的机制发现,QBO造成的浮力频率异常和对流层有效位能(CAPE)异常与OLR异常在水平分布上有较一致的变化,说明QBO不仅通过调节对流层顶高度和温度影响热带的深对流活动,还可以通过调节对流层的静力稳定度、CAPE来影响热带地区深对流活动。 相似文献
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典型岩溶区土壤呼吸作用的昼夜变化特征及其影响因素 总被引：2，自引：0，他引：2
为揭示桂林毛村岩溶地区夏季表层土壤呼吸作用昼夜演变规律。本次研究选用静态暗箱/气相色谱法,监测了无降水影响下毛村岩溶区域的表层土壤呼吸通量的昼夜变化规律。同时野外监测表层土壤的温度、大气温度、大气压强等环境参数,以综合分析影响土壤呼吸作用昼夜变化的关键环境因子。结果表明:受到大气温度变化的影响,研究区域土壤表层温度呈现单峰型的昼夜变化规律,表层土壤呼吸作用也存在明显的昼夜变化特征。土壤呼吸最大值出现在12:40至14:40,最小值出现在4:40-6:40。土壤呼吸作用强度和变幅均是白天大于夜间。大气温度与土壤呼吸作用呈显著正相关关系（P<0.01）,说明在土壤含水量未超过阀值时,大气温度是影响土壤呼吸作用昼夜变化的关键环境因子。本次研究明确了土壤呼吸作用在昼夜变化上的变异性,对精确估算整个生态系统的碳收支有重要意义。 相似文献
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论地质科学中全球变化研究的方法 总被引：1，自引：0，他引：1
文章借引用与大气和海洋全球变化有关的研究方法论述了与地质科学有关的全球变化问题。为使地质上的全球变化研究有一个理论依据，首先从数学上划分了自然中的对流与结构。银河系中星云旋臂相对星云星座为结构。太阳系中行星绕太阳的线速度随离太阳的距离均匀递减相对行星的自转是一种结构。在地质上，大陆板块好比是一种结构，而山系就是所谓的对流。结构是分层次的，对流是相对确定层次下的结构而言的。我们通过对银河系、太阳系以及地球大气、海洋和固体地球中结构的描述，就会发现在确定的层次下结构可以用线性动力学的方法描写。文章分析了宏观地质结构形成的力源问题，认为圈层角动量交换应力和地转偏向力的共同作用可以从量级上解释大陆的漂移及其漂移的方向性。最后，对地球科学全球变化研究的前景作了初步的探讨 相似文献
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M. A. Evdoshenko 《Doklady Earth Sciences》2014,458(2):1241-1245
Data of normalized water leaving radiance at a wavelength 859 nm Lwn(859) of 250-m spatial resolution obtained from Moderate Ocean Color Scanners (MODIS) installed on Aqua and Terra satellites were used to study meteorological waves. These waves are caused by atmospheric internal gravity waves at the expense of a change of atmospheric pressure impacting the sea surface and bringing a change in its level; they are observable everywhere in the ocean. Examples of meteorological waves were considered for the eastern part of the Black Sea, where they appeared as stripes of alternate brightness on Lwn(859) images. It is shown that meteorological waves at one and the same place can be totally generated by atmospheric waves spreading at different heights of the lower troposphere. The 3D characteristics of meteorological waves were evaluated including the direction of wave propagation, crest length reaching more than one hundred kilometers, wavelength of several tens centimeters, and wave amplitude of several tens of centimeters. For conditions of intermittent cloudiness, imposition in a difference mode of the level L1b radiance image with the signature of atmospheric waves in a cloud and of the level L2 water leaving the radiance image with the signature of meteorological waves enabled us to examine the phase structure of waves and to reveal the existence of resonance. 相似文献
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不同于地上混凝土结构,隧洞衬砌结构会受到碳酸性水环境的影响,其劣化机制与大气环境中碳化作用存在明显的差异。为揭示碳酸性水环境作用下隧洞衬砌结构的劣化机制,开展了大气环境和碳酸性水环境下水泥砂浆室内加速侵蚀试验研究,研究结果表明：碳酸性水环境中水泥砂浆的碳化深度明显小于大气环境中的碳化深度,其碳化系数仅为大气环境中的0.18倍;大气环境下碳化作用导致水泥砂浆中孔体积减小,其单轴抗压强度和弹性模量均有明显提高,而碳酸性水环境加剧Ca元素流失,其碳化作用导致碳化层中Ca元素含量较低,从而破坏了水泥砂浆孔隙结构,导致水泥砂浆孔体积增加,最终碳酸性水环境导致水泥砂浆单轴抗压强度和弹性模量均降低,其中弹性模量降低幅度较大。研究结果揭示了碳酸性水环境会加速隧洞衬砌结构中Ca元素流失,造成孔隙增加而强度降低,最终导致隧洞衬砌结构劣化,从而影响隧洞衬砌结构长期安全运行。 相似文献
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[STBZ][ZW（*][HT6H]〓收稿日期：；修回日期：.
*基金项目：[HT6SS][ZK（]国家重点基础研究发展计划项目“青藏高原形成对全球变化的响应与适应对策”（编号：2005CB422001）；中国科学院知识创新工程重要方向项目“青藏高原内陆俯冲与造山作用”（编号：KZCX3 SW 143）资助.[ZK）]
[HT6H]〓作者简介：[HT6SS]（1983 ），男，海南儋州人，硕士研究生，主要从事地震波传播理论研究.[WT6HZ]E mail:[WT6BZ]youliangsu@yahoo.com.cn[ZW）]
[HT4F][HT5K]（）[JZ）]
[HT5H][GK2]
摘〓要：[HT5K]为开展高喜马拉雅地区地质构造—气候反馈作用的研究，中国科学院青藏高原研究所于2004年开始在珠峰地区建立了综合观测研究站，并于2004年下半年开始相继开展了大气边界层（含辐射和土壤观测）、大气湍流和辐射系统、风温廓线、无线电探空系统、沙尘暴观测、冰川变化等大气科学观测研究、地表过程的环境研究和地球动力学研究。为了解珠峰站下方的地质构造，于2005年8月在综合观测研究站布设了宽频带地震仪（记录器为Reftek130，摆为STS2），并于2006年5月取得首批数据。利用宽频带地震仪提供的三分量地震波形记录，应用转换函数及快速模拟退火算法对珠峰站下的地壳横波速度结构进行了反演。反演结果表明，珠峰站的莫霍（Moho）面深度在70 km，地壳结构复杂，尤其在中上地壳，明显呈高低速互层结构，反映了板块边界处构造活动、物质交换活跃，表明这些地区还未达到均衡。为高喜马拉雅地区地质构造—气候反馈作用的研究提供地球物理依据。 相似文献
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Mustafa Dihkan Fevzi Karsli Nilgun Guneroglu Abdulaziz Guneroglu 《Arabian Journal of Geosciences》2018,11(8):186
Recently, the rate of urbanisation has accelerated due to increasing population density which causes unexpected environmental disturbances and problems. One of the major problems encountered to date is the change in the land use/cover (LULC) structure. Increasing the impervious surface cover has changed microclimatic properties of urbanised areas by altering their thermal characteristics. One of the most important problems facing urban planning today is the phenomena known as the urban heat island (UHI), which is largely due to the changing the character of LULC. In this study, to create a national picture of the UHI structure in Turkey, seven cities, namely Istanbul, Bursa, Ankara, Izmir, Gaziantep, Erzurum and Trabzon, each located in different climatic regions of Turkey, were investigated. The Gaussian fitting technique was applied to characterise the UHI effect in the seven cities in the study. An original contribution of the current study was that the rural reference temperature surface was automatically determined by a proposed algorithm including the automatic masking of input data, as well as the application of iterative Gaussian low-pass filtering during the fitting procedure. Within this context, the daytime and nighttime surface urban heat island (SUHI) effect was modelled and temporally analysed from 1984 to 2011 for all the sub-regions using remote sensing techniques. Furthermore, atmospheric UHI was also investigated using the mobile transect method. The findings from this study suggest that UHI is a major environmental problem in urbanised areas, both atmospheric UHI and SUHI were detected in all cities in the study area, and this problem was found to have rapidly increased from 1984 to 2011. Finally, as inferred from the multiple regression results, it can be concluded that the UHI problem in Turkey might have resulted from the altered LULC structure, as well as anthropogenic pressure on and interference in city planning geometries. 相似文献