热带云系统非绝热加热结构

发布时间：2020-11-01 13:10

　　 本文结合MODIS、AMSR-E、TRMM、CloudSat和CALIPSO对云、降水和辐射的观测数据,系统性的研究了热带有组织深对流系统的潜热和辐射特征,并给出了热带区域不同云系统的非绝热加热贡献。通过热带有组织深对流系统数据集(Yuan and Houze,2010)、TRMM的轨道交叉数据集和将TRMM降水分类信息的再整理,本文发现在深对流系统中,对流降水与层状降水潜热加热廓线具有很强的正交性。基于此,本文定义了层状指数以定量描述层状降雨潜热加热在总降雨潜热加热廓线中的比重,并用其定量的分析中尺度对流(MCSs)潜热加热结构随区域和尺度变化。发现随着MCSs尺度的变化,其潜热加热结构会出现系统性差异:小的MCSs系统在5-6km层的加热作用最强,而大的MCSs系统其加热高度的极值通常出现在6-7km(陆地)和7-8km(海洋)。这种结构的变化主要反映了层状降雨类型潜热加热在总潜热加热中所占比重的变化。不同对流区域间对比表明深对流系统潜热加热存在较大海陆差异,其中大陆性对流区域(非洲与南美)MCSs降雨层状指数较低,其潜热加热相对海洋系统更集中在较低层。在不同海洋区域间亦存在一定差异,主要表现为东太平洋对流辐合区MCSs潜热加热的层状性质整体较其他海洋区域强,这也和之前研究表明的该区域平均层状降水相对贡献较大的情况相吻合。根据交叉轨道数据得到不同云系统的潜热结构的变化性质,本文利用MODIS和AMSR-E的降水观测评估了热带区域的潜热三维结构,并给出了有组织深对流系统与系统外降雨云对热带区域的潜热贡献。热带云系统辐射加热结构的建立则通过对深对流数据集、MODIS、CloudSat和CALIPSO的观测数据的结合。本文考察了MCSs系统在热带区域的年平均辐射强迫净加热率,也获得了热带区域辐射净加热分布的三维结构。通过和潜热结构的对比,发现其辐射强迫加热的分布主要集中在9km以上。在量级上MCSs系统的潜热加热较辐射强迫加热大。通过将热带区域潜热三维结构和辐射加热三维结构组合,利用热流量方程简单的计算了热带区域的垂直速度,并与再分析资料进行了对比验证。由于大气非绝热加热结构是影响大气环流的重要因子,本文基于观测得到的热带不同云系统非绝热加热有助于未来进一步深入理解不同云系统对大气环流的影响。
【学位单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P426.5
【部分图文】：

２．１．１．１?ＴＲＭＭ仪器和扫描参数??韻關随獅Ｍ?（義结潜热）。??详见图２．１。??图２．１、丁ＲＭＭ仪器ｉ则量路径图??（ｈｔｔｐｓ：／／ｐｍｍ．ｎａｓａ．ｇｏｖ／ｓｉｔｅｓ／ｄｃｆａｕｌｔ／ｆｉｌｅｓ／ｉｍａｇｃＣｋｉｌｌｅｒｙ／ｔｒｍｍ＿ｉｎｓｔｒｕｍｃｎｔ＿ｌａｒｇｅ．ｊｐｇ）??８??

１８号停止运行）、ＣＡＬＩＰＳＯ、ＣｌｏｕｄＳａｔ、ＧＣＯＭ－Ｗ１及ＯＣＯ－２这七颗卫星组成了??Ａ－Ｔｒａｉｎ“卫星编队”，这些卫星成员将在下午１：?３０左右相继穿越赤道，其观测??时间间隔见下图２．２，其成员详细信息见下表２．２。??ｆＶ?導??ｍＩＩｈ??图２．２、Ａ－Ｔｒａｉｎ卫星观测时间间隔（２０１７年）??（ｈｔｔｐｓ：／／ａｔｒａｉｎ．ｎａｓａ．ｇｏｖ／ｉｍａｇｅｓ／Ａ－Ｔｒａｉｎ—ｗ－Ｔｉｍｅ２０１７＿ｗｅｂ．ｊｐｇ）??１１??

两者轨道交叉部分，然后再将这些交叉点对应的潜热、降水、降水类型等和深对??流数据集识别的亮温、降水、系统类别和尺度等信息匹配起来，具体算法实现见??下图２．３。现将匹配算法简单说明如下：??１６??
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本文编号：2865577