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   

不同季节内剩余环流时空结构转换及其演变特征的研究     

樊雯璇  王颢樾  王卫国  杨芳园  张万诚 《气象学报》2014,72(3):542-553

利用ERA-Interim资料,采用改进的变形欧拉平均方法对1979—2011年剩余环流季节内时空结构转换及其演变特征进行了分析。结果表明:(1)150 hPa附近4—8月剩余环流上升中心发生了整体向北移动的趋势,而9月至次年2月则表现为整体向南的移动,并且6—8月和9—11月的移动较为明显,分别向北和向南移动了3.168°和2.277°。(2)对流层内的剩余质量输送显著增强,但是热带环流上升区以及穿越对流层顶进入平流层的输送存在着减弱的趋势。(3)两半球高纬度100 hPa附近从最低平流层向下输送的质量通量以及热带对流层顶附近向上输送的质量通量在各季节年代际变化中基本都是减弱的,仅在6—8月和9—11月北半球向下质量通量出现了增强。  相似文献   

Application of wavelet transformation to determine wavelengths and phase velocities of gravity waves observed by lidar measurements     

R. Werner  K. Stebel  G.H. Hansen  U. Blum  U.-P. Hoppe  M. Gausa  K.-H. Fricke 《Journal of Atmospheric and Solar》2007,69(17-18):2249

During the last two decades, important advances have been made in the investigation of gravity waves. However, more efforts are needed to study certain aspects of gravity waves. In the real atmosphere, gravity waves occur with different properties at different altitudes and, most often, simultaneously. In this case, when there is more than one dominant wave, the determination of gravity wave characteristics, such as the vertical wavelength and the phase velocity, is difficult. The interpretation of temperature perturbation plots versus the altitude and time as well as the application of the Fourier spectral analysis can produce errors.Exact knowledge of the wave characteristics is important both for determination of other characteristics, for example, the horizontal wave components, and for study of wave climatology. The wavelet analysis of vertical temperature profiles allows one to examine the wave's location in space. Up to now, gravity waves have been studied mainly by continuous wavelet transformation to determine dominant waves. We apply wavelet analysis to a time series of temperature profiles, observed by the ALOMAR ozone lidar at Andoya, Norway, and by the U. Bonn lidar system at ESRANGE, Sweden, both for determination of the dominant waves and for specifying the vertical wavelengths and the vertical component of the phase velocities. For this purpose, the wavelet amplitude spectra and the wavelet phase spectra are filtered and Hovmöller diagrams for dominant wavelengths are constructed. The advantage of this type of diagrams is that they give clear evidence for the localization of the dominant waves in space and time and for the development of their phase fronts.  相似文献   

青藏高原平流层臭氧和气溶胶的变化趋势研究   总被引：2，自引：1，他引：2  

刘煜  郭彩丽  李维亮  周秀骥 《气象学报》2007,65(6):938-945

通过分析SAGEⅡ资料,发现青藏高原平流层臭氧存在递减趋势,15—50 km臭氧的变化对臭氧总量变化贡献最大,其中25—50 km和15—25 km两层的贡献大致相当。通过青藏高原和中国东部地区平流层臭氧变化的对比,清楚地看出:两地臭氧总量变化的差异主要是由于在15—25 km臭氧变化不同所致。5—7月臭氧变化趋势的情况与年平均的变化类似,两地臭氧变化的差异主要在平流层低层,即15—25 km。青藏高原平流层气溶胶面密度的时间变化序列显示:大的火山喷发对青藏高原平流层气溶胶具有重要影响,其影响可持续6年左右。从1997年至今,青藏高原18—25 km气溶胶面密度增加,最大的增长出现在23 km,每年大约增长4%—5%。而在16—17 km气溶胶的面密度出现减少趋势。与此同时,在37 km以下,青藏高原的温度出现递减的趋势,而且其递减速度比中国东部地区快;在37—50 km,温度出现增加的趋势,青藏高原的增温也比中国东部地区快。青藏高原平流层低层气溶胶的增加和温度的降低都将增强该区域非均相反应的作用。  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   

The stratospheric sulfate aerosol layer: Processes,models, observations,and simulations     

R. C. Whitten  O. B. Toon  R. P. Rurco 《Pure and Applied Geophysics》1980,118(1):86-127

After briefly reviewing the observational data on the stratospheric sulfate aerosol layer, the chemical and physical processes that are likely to fix the properties of the layer are discussed. We present appropriate continuity equations for aerosol particles, and show how to solve the equations on a digital computer. Simulations of the unperturbed aerosol layer by various published models are discussed and the sensitivity of layer characteristics to variations in several aerosol model parameters is studied. We discuss model applications to anthropogenic pollution problems and demonstrate that moderate levels of aerospace activity (supersonic transport and space shuttle operations) will probably have only a negligible effect on global climate. Finally, we evaluate the possible climatic effect of a ten-fold increase in the atmospheric abundance of carbonyl sulfide.  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   

北半球平流层月平均环流的若干基本事实   总被引：2，自引：4，他引：2  

瞿章  郑光  吕世华  邱海龙  林俊峰 《高原气象》1988,(2)

本文用北半球平流层20年月平均的高度资料分析了北半球平流层30、50和100hPa各层平均高度的时、空分布、年变程、月变程以及平均环流的演变特征。分析指出北半球平流层大气环流由冬到夏表现为:由极地涡旋完全转变为极地高压,高层(30 hPa在4月中完成)比低层(100hPa在6月完成)早一个月以上;由夏到冬反之,由极地高压完全转变成极地涡旋,高层(50hPa在8月中完成)比低层(100hPa在10月完成)也提前一个月以上。把这些基本事实与对流层的环流年变相结合,将有助于长期天气预报。  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   

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