东北亚地区切断低压引起的上对流层—下平流层区域物质交换过程

发布时间：2020-03-29 20:23

【摘要】：本论文基于平流层-对流层交换大背景,聚焦切断低压系统引起的平流层-对流层交换过程,对2005年-2015年东北亚地区发生的切断低压个例进行筛选统计。利用ERA-Interim高分辨率资料和AIRS卫星资料对已筛选切断低压内部物质(臭氧、水汽)的时空分布特征进行统计合成分析,考察由切断低压引起的UTLS区域物质分布特征及其总体效应。进一步利用FLEXPART-WRF轨迹输送模式对气块运动轨迹和源地进行模拟,利用模拟结果分析多时间尺度交换过程,并给出基于观测资料统计的物质分布特征的可能原因。主要结论如下:1、利用自动识别方法筛选得到2005年-2015年发生在东北亚地区的切断低压共计186例,其中155例“深厚”型,31例“浅薄”型。将155例“深厚”型切断低压分为71例强度较强的切断低压,84例强度较弱的切断低压。2、通过利用ERA-Interim再分析资料和AIRS卫星资料对186例切断低压统计合成分析可知,在切断低压最强时刻,对流层上层(300hPa)的水汽含量减少和臭氧浓度增加与高空急流的动力学作用和对流层顶降低有关,而对流层中层(500 hPa)的水汽和臭氧水平分布与系统自身的水平环流形势有关。结果还显示,无论是“深厚”型还是“浅薄”型切断低压均能引起UTLS区域臭氧浓度的升高,且引起的臭氧浓度高值分布范围及臭氧含量大小与系统本身强度存在一定的联系。3、通过FLEXPART-WRF轨迹输送模式对2010年6月典型个例的模拟结果显示,空气块的运动(输送)呈现多时间尺度过程:空气块在从平流层下层入侵到对流层中层的过程中根据其高度随时间的变化可以分为三个阶段。第一个阶段为缓慢下降阶段,空气块在36h内下降了约921.0 m;第二个阶段为快速入侵阶段,空气块在36h内垂直下伸高度约为2061.6 m;第三个阶段为相对缓慢下降阶段,空气块在24h内下降了约1095.3 m。这种运动过程与前面观测资料得到的物质分布特征相一致。在300 hPa和500 hPa上,切断低压内的空气块主要来源于中西伯利亚上空的极涡、温带急流轴附近和切断低压南侧的低槽内。
【图文】：

平流层的波动破碎所驱动的。逡逑值得注意的是，Ｂ－Ｄ环流是一种全球尺度的平－对交换过程，它仅在纬向平均、时逡逑间平均的意义上更有效［３］。Ｈｏｌｔｏｎ等［２］给出了经典平－对交换概念模型（图１．１），描绘了逡逑全球不同纬度和不同时空尺度的平－对交换过程。不同纬度的平－对交换过程具体表现为：逡逑在赤道对流层顶附近，平－对交换过程主要表现为积云对流将对流层的大气成分向上注逡逑入到平流层；在高纬度对流层顶附近，平－对交换主要表现为平流层空气向下输送到对逡逑流层；在中纬度对流层顶，平－对交换过程比较复杂，是双向交换。中炜度地区的暖输逡逑送带和深对流可以将对流层中的化学物质注入到平流层中％＿１８］，，而切断低压和对流层顶逡逑折叠等过程可以将平流层空气输送到对流层中［１９＠］。逡逑１０「逦每

本文编号：2606473