华南地区春季平流层入侵对对流层低层臭氧影响的模拟研究     

赵恺辉  包云轩  黄建平  张潇艳  刘诚  戚慧雯  许玮 《大气科学》2019,43(1):75-86

利用中尺度大气化学模式WRF/Chem对2013年3月6日华南地区一次平流层入侵事件及其对对流层低层臭氧的影响进行模拟研究。通过加入UBC（Upper Boundary Condition）上边界处理方案,弥补WRF/Chem模式未考虑平流层臭氧化学反应的不足。结合臭氧探空廓线资料、地面O₃、CO、NO_x、相对湿度、温度和风速等观测资料以及再分析资料对模拟结果进行定量评估,结果表明模式能较为真实地模拟本次平流层入侵过程。模拟分析进一步揭示:（1）副热带高空急流是本次平流层入侵的主要原因。当华南地区处在副热带急流入口区左侧下沉区域时,平流层入侵将富含臭氧的干燥空气输送到对流层中低层。（2）本次平流层入侵对对流层低层臭氧收支有重要影响,导致香港地区近地层臭氧体积混合比浓度明显上升,如塔门站夜间臭氧浓度升高21.3 ppb（1 ppb=1×10-9）。地面气象场和化学物种的分析进一步确认了平流层入侵的贡献。（3）采用动力学对流层顶高度时零维箱式模型和Wei公式计算得到的平流层入侵通量相当,分别为-1.42×10-3 kg m-2 s-1和-1.59×10-3 kg m-2 s-1,这一结果与前人研究相吻合,且与采用热力学对流层顶高度计算所得到的结果具有可比性。  相似文献   

对流层平流层气溶胶粒子的形态和化学组成   总被引：13，自引：1，他引：12  

许黎  樊小标  石广玉  岩坂泰信  奥原靖彦  原圭一郎  龚知本  周军 《气象学报》1998,56(5):551-559

分析研究了１９９３年和１９９４年的８月、９月在香河地区上空采集的单个气溶胶粒子的形态及化学元素和化合物的组成。结果表明：１９９３年,在对流层大气中的气溶胶颗粒经常出现不规则形的粒子,可能是土壤粒子;而在平流层大气中的颗粒以具有“卫星”结构的硫酸粒子为主;硫酸铵粒子则经常出现在对流层的中、下部。香河地区上空颗粒物的化学元素组成比较复杂,单一化学元素组成的粒子较少,粒子主要含有Ｓｉ,Ｆｅ,Ａｌ和Ｓ等元素。气溶胶的化合物有硫酸盐、硅酸盐、硝酸盐和磷酸盐等  相似文献   

平流层微量气体变化趋势的研究   总被引：4，自引：1，他引：3  

陈月娟  易明建  毕云  周任君 《地球科学进展》2009,24(3):308-319

采用HALOE提供的1992—2005年的资料,分析了平流层几种微量气体（臭氧、HCl,HF,NO,NO2,水汽和甲烷）的混合比在不同高度、不同纬度带的变化趋势, 以期为研究平流层的辐射和化学过程提供一些有用的数据。结果表明,在不同纬度带这些微量气体的变化特征并不相同,在不同高度上他们的变化特征也不大一样。这14年臭氧的变化趋势与其他几种微量气体的变化趋势对比表明,在平流层上层,1990年代中期以后臭氧浓度的恢复比较明显,而且这14年臭氧的变化趋势与HCl、HF和水汽的变化趋势是相反的。在平流层中层臭氧的变化趋势复杂一些,除一些微量成分对它的破坏外,还受到其它因素的影响。但1997—2002年臭氧混合比增大,与HCl、NO,NO2和水汽混合比的减小趋势是相反的,这说明《蒙特利尔条约》及其它环保措施的实施对平流层中层臭氧浓度的恢复也已初见成效。  相似文献   

低纬地区平流层准零风层时空分布特征分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈柏青  刘毅  刘靓珂  沈新勇  张玉李 《气候与环境研究》2018,23(6):657-669

利用ERA-Interim逐日再分析资料,使用EOF（Empirical Orthogonal Function）等统计方法,分析了中国低纬地区平流层准零风层（Quasi-Zero Wind Layer,QZWL）的时空分布特征,旨在为平流层飞艇寻找合适的运行区域及时段。低纬地区QZWL主要受到热带平流层大气环流季节性变化和平流层准两年振荡（Quasi-BiennialOscillation,QBO）的影响。在二者共同作用下,低纬地区QZWL高概率带可分为南北两支:“北支”出现在10月至次年4月间,QBO东风位相时期,“北支”中心纬度基本维持在20°N附近,西风位相时期,“北支”中心纬度随高度降低南移明显;“南支”仅出现在QBO西风位相期间,5~11月在5°N附近,其余时段与“北支”合并,可以认为是“北支”向南延伸。通过对比海口站和南沙站Weibull概率密度函数与风速资料的拟合结果,表明Weibull分布可以很好拟合不同QBO位相下平流层逐月风速频率分布,根据Weibull分布计算特定的累积概率风速值,可以作为选取适宜平流层飞艇运行的低风速风场的判据。海口站30~50 hPa高度11月至次年4月、南沙站50~70 hPa高度QBO西风位相时期全年均较为适合平流层飞艇运行。  相似文献   

近30年我国高空风速变化趋势分析   总被引：21，自引：2，他引：19       下载免费PDF全文

张爱英  任国玉  郭军  王颖 《高原气象》2009,28(3):680-687

1980-2006年间采用全国119个探空站14个等压面的月平均风速资料,分析了我国高空对流层和平流层下层风速变化的时间和空间特征,并和同期地面风速变化进行了对比.结果表明,我国近27年对流层中下层和对流层上层风速呈下降趋势,年平均风速线性变化速率分别为-0.10 m·s-1·(10a)-1和-0.17 m·s-1·(10a)-1,均未通过0.05显著性水平检验;平流层下层全国年平均风速呈上升趋势,上升速率为0.24 m·s-1·(10a)-1,亦未通过O.05显著性水平检验.同期全国地面风速则呈现更显著的降低趋势,年平均风速线性变化速率为-0.16 m·s-1·(10a)-1,通过了0.05显著性水平检验.我国地面气象站记录的平均风速减弱可能受到大尺度大气环流变化的影响,更可能与台站附近观测环境变化和城市化等人为因素影响有密切关系.  相似文献   

NO2 total column evolution during the 1989 spring at Antarctica Peninsula     

Manuel Gil  Javier Cacho 《Journal of Atmospheric Chemistry》1992,15(2):187-200

Ground-based visible differential absorption spectrometry during twilight has been used for NO₂ total column observations at the Antarctica Peninsula, Marambio Base (64S, 56W), during the austral spring of 1989 (9 September to 25 November).Results show moderate NO₂ vertical column levels of 1.5 to 2.5×10¹⁵ molec cm^-2 in the morning and 2 to 3×10¹⁵ molec cm^-2 in the evening until middle October, highly modulated by planetary wave activity. From that date until the end of the period, a steady increase occurs which is associated with the rising of lower stratosphere temperature as the vortex weakens, reaching values of 5×10¹⁵ molec cm^-2 in late November, with small a.m.-p.m. differences. NO₂ is found to be positively correlated to both total ozone and 50 hPa temperature during the entire spring. However, when analyzing the departures from linear trends, a highly negative correlation has been observed from day 301 onwards.  相似文献   

二维全球气候模式的发展——由对流层向平流层的扩展          下载免费PDF全文

莫文涛  李维亮 《应用气象学报》1994,5(2):158-167

采用Arakawa的σ-p混合坐标，将李维亮等人发展的一个二维全球原始方程模式由对流层扩展到平流层中层(10 hPa)。垂直分层采用等lnp方案。发展后的模式不仅在计算上具有很好的稳定性，而且能较好地模拟平均温度场、平均纬向风场和平均经向风场及其季节性变化。同时，在模式对流层之上加上平流层后改善了对流层上层环流的模拟。  相似文献   

平流层下部气温年际异常的旋转主成分分析   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

章基嘉  吴洪宝 《应用气象学报》1995,6(3):265-272

利用旋转主成分方法分析了北半球冬季平流层下部月平均气温距平，得到的4个主要的空间分布型，分别表示中纬、低纬的纬向对称异常、太平洋北部暖中心和极区冷中心的异常。还指出中纬异常的时间演变最单调，整个冬季有持续性，年际变化呈现明显的准两年振荡周期(QBD)。  相似文献   

Measurements of solar occulation: the error in a naive retrieval if the constituent's concentration changes     

H. K. Roscoe  J. A. Pyle 《Journal of Atmospheric Chemistry》1987,5(3):323-341

The stratospheric concentrations of many minor constituents change rapidly at sunrise or sunset. If this happens, there is an inherent error when retrieving the vertical profiles of the constituents from measurements of their absorption of sunlight. For retrievals of NO at sunset the error can be estimated from in-situ measurements alone, without appeal to a model of stratospheric photochemistry. Below 20 km this error can approach 100% so that the retrieved NO is zero. But at 40 km, and at 25 km when the absorption is strong and Lorentzian, it can be less than 20%. Precise calculations of the error, even if small, require model calculations of the sunset and sunrise changes. With a model, we have calculated the error for NO, NO₂, OH and ClO.  相似文献   

平流层-对流层交换研究进展   总被引：19，自引：0，他引：19  

杨健  吕达仁 《地球科学进展》2003,18(3):380-385

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