2008年冬季北京上空上对流层/下平流层臭氧的异常特征          下载免费PDF全文

赵倩  刘毅  管兆勇  陆春晖  蔡兆男 《大气科学学报》2015,38(6):796-803

利用国产GPSO3臭氧探空系统观测的大气臭氧探空资料和NCEP再分析资料,结合对天气形势、大气环流背景、高空位涡变化及对流层顶高度扰动的分析,深入研究了2008年冬季北京地区10~14 km高度范围内持续出现的臭氧次峰值及大气臭氧含量异常现象。结果表明:在2008年我国南方雪灾这一特殊时期,引起臭氧垂直分布持续出现次峰值现象及臭氧含量异常的主要原因是平流层空气强烈下沉运动及其与对流层的交换作用,而引起这种下沉运动及平流层-对流层交换则是由于该阶段特殊的天气背景,乌拉尔阻塞高压长时间维持,贝加尔湖到巴尔喀什湖一带横槽稳定存在,里海以东切断低压长期维持,造成冷空气长时间、稳定地南下影响北京上空臭氧的垂直分布。加之副热带急流的出现,北京正处于其入口区左侧,其上空有强烈的辐合下沉运动,有利于平流层空气向下输送。此次臭氧次峰值及臭氧含量异常的现象很好地说明,在冷空气天气过程的影响下,北京地区上空的平流层空气运动及其与对流层的交换十分活跃。  相似文献   

Atmospheric Circulation Changes in Response to an Observed Stratospheric Zonal Ozone Anomaly     

Dieter H. W. Peters  Andrea Schneidereit  Marianne Bügelmayer  Christoph Zülicke  Ingo Kirchner 《大气与海洋》2015,53(1):74-88

Abstract

In a sensitivity study, the influence of an observed stratospheric zonal ozone anomaly on the atmospheric circulation was investigated using the Fifth Generation European Centre Hamburg Model (ECHAM5) which is a general circulation model. The model was run from 1960 to 1999 (40 years) with a mean seasonal cycle of zonally symmetric ozone. In order to isolate the induced dynamical influence of the observed zonally asymmetric part of the three-dimensional stratospheric ozone, a second run was performed for the boreal extratropics using prescribed monthly means from the 40-year reanalysis dataset from the European Centre for Medium-range Weather Forecasts (ERA-40). The main findings are the interdecadal westward shift of the polar vortex at about 65°N and a significant increase in the number of stratospheric sudden warmings during the 1980–99 period. Under the action of zonally asymmetric ozone a decrease in the Arctic Oscillation was identified between the mid-1980s and the mid-1990s. The lag correlation between the mean Arctic Oscillation at the surface and the daily stratospheric northern annular mode increased in mid-winter. Furthermore, we examined the influence of the stratospheric zonal ozone anomaly on Rossby wave breaking in the upper troposphere and found a significant westward shift of poleward Rossby wave breaking events over western Europe in the winter. By this we show that the stratospheric zonal ozone anomaly has a strong influence on the tropospheric circulation as a result of enhanced dynamical coupling processes.  相似文献   

Performance Evaluation of a Self-Developed Ozonesonde and Its Application in an Intensive Observational Campaign   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

ZHANG Jin-Qiang  XUAN Yue-Jian  XIA Xiang-Ao  LIU Ming-Yuan  YAN Xiao-Lu  PANG Li  BAI Zhi-Xuan  WAN Xiao-Wei 《大气和海洋科学快报》2014,(3):175-179

To make a detailed test on the reliability and detection performance of the electrochemical concentra- tion cell （ECC） type ozonesonde which had been devel- oped and preliminarily evaluated by the authors, an inten- sive ozonesonde release experiment was held at two sites in Beijing and Changchun in June 2013. The results showed that the mean background current and its standard deviation were 0.03 （0.04） pA and 0.02 （0.03） pA in Bei- jing （Changchun）. The average response time and its standard deviation were 27.8 s （30.4 s） and 4.0 s （3.7 s） in Beijing （Changchun）. The ozone partial pressure profiles at both sites showed a central peak in the stratosphere and a side peak in the boundary layer. Large variation in ozone partial pressure was observed at the middle levels of the atmosphere （10-17 kin）. A more marked gradient of ozone change was observed in Beijing （3.4 mPa km-1） at the lower atmosphere level, as compared to that in Changchun （0.4 mPa km-l）. The results presented in this paper indicate that this self-developed ozonesonde shows a high level of reliability and good performance. The ozonsonde is expected to play an important role in opera- tional observations of ozone profiles.  相似文献   

Quantifying the Response Strength of the Southern Stratospheric Polar Vortex to Indian Ocean Warming in Austral Summer简     

LI Shuanglin  CHEN Xiaoting 《大气科学进展》2014,31(2):492-503

A previous multiple-AGCM study suggested that Indian Ocean Warming （IOW） tends to warm and weaken the southern polar vortex.Such an impact is robust because of a qualitative consistency among the five AGCMs used.However,a significant difference exists in the modeled strengths,particularly in the stratosphere,with those in three of the AGCMs （CCM3,CAM3,and GFS） being four to five times as strong as those in the two other models （GFDL AM2,ECHAM5）.As to which case reflects reality is an important issue not only for quantifying the role of tropical ocean warming in the recent modest recovery of the ozone hole over the Antarctic,but also for projecting its future trend.This issue is addressed in the present study through comparing the models＇ climatological mean states and intrinsic variability,particularly those influencing tropospheric signals to propagate upward and reach the stratosphere.The results suggest that differences in intrinsic variability of model atmospheres provide implications for the difference.Based on a comparison with observations,it is speculated that the impact in the real world may be closer to the modest one simulated by GFDL AM2 and ECHAM5,rather than the strong one simulated by the three other models （CCM3,CAM3 and GFS）.In particular,IOW during the past 50 years may have dynamically induced a 1.0℃ warming in the polar lower stratosphere （～100 hPa）,which canceled a fraction of radiative cooling due to ozone depletion.  相似文献   

北半球平流层臭氧的时空分布特征   总被引：3，自引：0，他引：3  

黄仪方  郭世昌  陈辉  秦瑜  吴涧 《成都信息工程学院学报》2001,16(1):8-11

利用1963－1985年北半球的平流层臭氧观测资料，采用自然平交分解方法，初步分析了北半球、特别是东亚地区大气臭氧层的时空分布特征。结果表明：（1）北半球大气臭氧的空分间分布可能与下垫面的性能有关；（2）东亚地区大气臭氧的时间分布主要具有2年和11年变化的周期特征，这与太阳黑子的准2年和准11年变化有一定的对应关系；（3）北美地区的臭氧变化则主要包含4年和7年的周期变经成分。  相似文献   

武汉市2018年4—9月臭氧及其前体物非线性关系研究     

陈安雄  胡柯  沈龙娇  钟章雄  段佳鹏  汪羽商  陈文泰 《南京气象学院学报》2020,12(6):729-738

近年来武汉市臭氧污染日益严峻,成为影响空气质量达标的瓶颈,弄清臭氧及其前体物非线性关系是臭氧防控的关键和基础.本研究基于武汉中心城区2018年4—9月臭氧及其前体物在线观测数据,分析出武汉市臭氧浓度受前体物和气象条件等因素的共同影响,呈较为明显的季节变化和日变化特征.观测期间武汉市大气挥发性有机物（VOCs）平均体积分数为32.5×10^-9,烷烃是武汉市VOCs的主要组分,其次是含氧VOCs （OVOCs）和卤代烃.利用基于观测的模型定量分析臭氧与前体物之间的关系,发现削减VOCs会引起臭氧生成潜势的显著下降,而削减氮氧化物则会使臭氧生成潜势升高,说明武汉市臭氧生成处于VOCs控制区.在人为源VOCs中,间/对二甲苯和邻二甲苯的相对增量反应活性（RIR）最高,是影响臭氧生成的关键组分.  相似文献   

未来甲烷排放增加对平流层水汽和全球臭氧的影响   总被引：3，自引：0，他引：3  

谢飞  田文寿  李建平  张健恺  商林 《气象学报》2013,71(3):555-567

利用一个耦合的大气化学-气候模式(WACCM3)研究了地表甲烷排放增加对平流层水汽和全球臭氧变化的影响.结果表明,如果地表甲烷的排放量在2000年的基础上增加50%(达到政府间气候变化专门委员会A1B排放情景中2050年的值),平流层水汽体积分数将平均增加约0.8×10^-6.南半球平流层甲烷转化为水汽的效率比北半球高.在北半球平流层中,1mol甲烷分子可以转化为约1.63mol的水汽分子,而在南半球1mol甲烷分子大概可以转化为约1.82mol的水汽分子.甲烷排放增加50%将使全球中低纬度地区以及北半球高纬度地区的臭氧柱总量增加1%-3%,使南半球高纬度地区臭氧柱总量增加近8%,而秋季(南半球春季)南极地区臭氧柱总量增加幅度可高达20%,南极臭氧的这种显着增加主要是由于甲烷增加造成的化学反馈所致.在北半球中高纬度地区,甲烷增加引起的臭氧变化主要与甲烷氧化导致的水汽增加有关.研究还表明,未来甲烷排放增加对臭氧的恢复作用其实与溴化物排放的减少一样重要.  相似文献   

An intercomparison of two rawinsonde systems     

G.A. McBean  D.J. Phillips  J.R. Mathieson 《大气与海洋》2013,51(1):42-51

Abstract

An intercomparison of the Väisälä MicroCora system used in the Automated Shipboard Aerological Program (ASAP) and the Atmospheric Environment Service upper‐air system (GMD/ADRES) was conducted in May‐June 1983. Thirty‐three paired ascents were made. The ASAP system dry‐bulb temperatures averaged 0.3°C warmer. For the lowest 100 mb, the dew‐point temperature difference (ASAP ‐ GMD/ADRES) was near ‐1°C whereas for the 780–500 mb layer, the difference was 1°C. The wind component mean differences averaged were small but with a 4 m s^?1 standard deviation.  相似文献   

2011～2012年冬季欧亚大陆低温严寒事件与平流层北极涛动异常下传的影响   总被引：4，自引：1，他引：3  

兰晓青  陈文 《大气科学》2013,37(4):863-872

利用NCEP-NCAR 再分析资料分析了2011～2012 年冬季发生在欧亚大陆的一次异常低温严寒事件的大气环流演变过程以及可能的成因。这次低温事件,主要出现在2012 年1 月下旬至2 月上旬,持续大约3 周左右,非常强的低温异常覆盖了几乎整个欧洲以及东亚的西伯利亚、蒙古国和我国东北、华北等地。这次低温事件的演变与对流层北极涛动(AO)由正位相转变为负位相的时间相匹配,意味着AO 可能发挥重要作用。进一步分析表明,前期行星波的异常上传导致平流层发生爆发性增温现象,极夜急流减弱,AO 位相首先在平流层由正变负;在2～3 周左右的时间内,平流层AO 异常信号逐渐下传,使得对流层AO 也转为负位相;随后,乌拉尔山阻塞高压异常发展,极区的冷空气不断向南爆发,先后在东亚和欧洲造成剧烈的降温,导致低温严寒事件。因此,考虑平流层环流的异常可能有助于提高欧亚大陆冬季低温严寒事件的预测能力。  相似文献   

东亚冬季风气候变异和机理以及平流层过程的影响   总被引：19，自引：5，他引：14  

陈文  魏科  王林  周群 《大气科学》2013,37(2):425-438

本文综述了近几年来关于东亚冬季风变异特征和机理方面的研究,特别对平流层过程对东亚冬季风和气候异常的可能影响作了回顾和进一步分析.东亚冬季风的变异除了季风强弱变化外,还有东亚冬季风的路径变化;研究表明,前者往往对应全国气温一致的变化,而后者可以引起我国气温的南北反相振荡,并导致东亚冬季风变异存在南北两个子系统.此外,进入本世纪后,东亚冬季风的建立推迟,并且东亚冬季风在盛期明显减弱,但冬季风活动在早春比以往要更为活跃,这些变化与冬季气温南北反相变化也有密切的联系.进一步的分析揭示出东亚气温的南北反相变化是东亚冬季风变异的主要模态之一,而且它与平流层极涡强度密切相关.当异常的平流层极涡向下传播时,可以引起对流层低层北极涛动(AO)的异常以及西伯利亚高压的异常,并在东亚地区出现南北反相的温度变化.有关东亚冬季风变异的成因研究表明,上世纪70年代中后期以后,热带厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)的影响变弱,而中高纬的北太平洋涛动(NPO)和乌拉尔地区阻塞强度的影响显著增强,相关研究还揭示了这些变化的原因.此外,东亚冬季风在1987年以后的持续减弱主要与准定常行星波活动年代际变化有关,行星波活动通过波流相互作用可以影响AO以及西伯利亚高压和阿留申低压,从而导致冬季风异常.最后,本文还讨论了太阳活动11年周期变化对东亚冬季气候异常的可能影响和过程.  相似文献