基于2005年NCEP/GFS分析资料和拉格朗日粒子扩散模式的"Domain Filling"技术,以气块穿越对流层顶后的滞留时间为标准,诊断分析了夏季亚洲季风区对流层-平流层质量交换,重点讨论了对平流层大气成分收支具有实际意义的不可逆双...基于2005年NCEP/GFS分析资料和拉格朗日粒子扩散模式的"Domain Filling"技术,以气块穿越对流层顶后的滞留时间为标准,诊断分析了夏季亚洲季风区对流层-平流层质量交换,重点讨论了对平流层大气成分收支具有实际意义的不可逆双向质量交换过程,并利用前向(后向)轨迹追踪方法,分析了其4天的"源(汇)"特征.研究结果表明:(1)对流层-平流层质量交换(Troposphere-Stratosphere mass Exchange,STE)的计算对滞留时间阈值的选择具有较强敏感性,大多数的气块在1～2天内可频繁地往返对流层顶.这些瞬时交换事件的考虑与否对穿越对流层顶的质量交换计算的准确性具有重要影响,尤其在中纬度的风暴轴区域.(2)从亚洲季风区对流层-平流层质量净交换纬向平均上看,45°N以南的区域为对流层向平流层的质量输送(Troposphere to Stratosphere massTransport,TST),副热带地区为最强的上升支,而在45°N～55°N的中纬度地区是平流层向对流层质量输送(Stratosphere to Troposphere mass Transport,STT).地理分布上,STT主要分布在青藏高原以北的东亚地区,与亚洲季风区夏季大尺度的槽区相对应.夏季整个亚洲季风区都是TST发生的区域,最大值位于青藏高原东南侧及其附近区域,该区域占亚洲季风区不可逆TST夏季平均总量的46%.(3)对流层-平流层质量交换的"源汇"特征分析表明,STT主要源于100°E以西、50°N以北的高纬地区,向下可以输送到中国东北部及朝鲜半岛北部等中纬度区域.而TST主要来源于中纬度和副热带地区的大气输送,向上穿越对流层顶高度以后,可分别向高纬的极地和热带地区输送,这意味着亚洲季风区夏季的TST水汽输送可能进入"热带管"中,进而可能对全球平流层水汽平衡产生重要影响.展开更多
利用1958-2001年的臭氧混合比和ECMWF（Europema Centre for Medium-range Weather Forecast）资料，采用Wei诊断模型定量计算了穿越全球对流层顶的臭氧质量通量．结果表明：（1）臭氧通量场存在纬向型和经向型的空间波列结构，这些空...利用1958-2001年的臭氧混合比和ECMWF（Europema Centre for Medium-range Weather Forecast）资料，采用Wei诊断模型定量计算了穿越全球对流层顶的臭氧质量通量．结果表明：（1）臭氧通量场存在纬向型和经向型的空间波列结构，这些空间波列均未能跨越对流层顶断裂带到达热带对流层顶控制区，其中南北两极的极区、地中海-伊朗高原-青藏高原-日本南部-北太平洋和南半球对流层顶断裂带中沿纬圈完整的空间波列最为显著．海洋上空臭氧通量的性质较为均匀一致，大陆上空的空间结构多变．北半球向下与向上的局地平均最大臭氧通量分别是-4μg·m^-2·s^-1和2．5μg·m^-2·s^-1，南半球的对应值为-2．5μg·m^-2·s^-1和1．5μg·m^-2·s^-1．（2）纬向平均的臭氧净通量依赖于纬度变化，北半球与南半球具有显著的非对称特性，总效应是平流层臭氧向对流层输运注入．臭氧通量有着显著的季节变化，可随不同季节在地理分布上发生空间转移现象，而且其控制机制不仅受对流层顶的季节运动影响，也随大气环境的季节调整而发生改变．（3）南北半球臭氧净通量的变化趋势相反，南半球为双峰结构。表现为非对称振幅的季节波动结构．全球臭氧通量振幅的年际变化表现出明显的QBO（Quasi-Biennial Oscillation）特性，年代际演变的结构形态（向下的臭氧净通量）可划分为4个阶段：1960年代是平稳变化期，1970年代为增强期，1980年代是又一个相对平稳期，1990年代为剧烈变化期．向下的臭氧净通量主极大值出现在1977、1990年和1998年，极小值在1993年和1996年．展开更多
利用ERA-Interim高分辨率臭氧资料和NCEP再分析资料,对比分析了不同类型(浅薄型和深厚型)、不同强度(针对深厚型)的东亚切断低压过程中伴随平流层空气入侵引起的上对流层-下平流层UTLS(Upper Troposphere-Low er Stratosphere)区域臭氧...利用ERA-Interim高分辨率臭氧资料和NCEP再分析资料,对比分析了不同类型(浅薄型和深厚型)、不同强度(针对深厚型)的东亚切断低压过程中伴随平流层空气入侵引起的上对流层-下平流层UTLS(Upper Troposphere-Low er Stratosphere)区域臭氧变化情况,结果表明:(1)深厚型和浅薄型切断低压过程中均出现了平流层臭氧入侵现象。在300 h Pa上,存在浅薄型切断低压引起的臭氧增量与深厚型切断低压相当的情况。在垂直分布上,深厚型个例臭氧浓度升高范围集中在对流层中上层至平流层下层区域,而浅薄个例中的臭氧浓度上升只集中发生在对流层中上层。(2)切断低压引起的UTLS区域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。强度较强的深厚型切断低压过程中动力学对流层顶下降深度和入侵的臭氧浓度均远大于强度较弱的深厚型切断低压。(3)在选取11年臭氧平均值和11年当月臭氧平均值分别作为距平基准进行对比分析时发现,不同类型和强度的切断低压对比结果不受不同臭氧基准态选取的影响。展开更多
文摘基于2005年NCEP/GFS分析资料和拉格朗日粒子扩散模式的"Domain Filling"技术,以气块穿越对流层顶后的滞留时间为标准,诊断分析了夏季亚洲季风区对流层-平流层质量交换,重点讨论了对平流层大气成分收支具有实际意义的不可逆双向质量交换过程,并利用前向(后向)轨迹追踪方法,分析了其4天的"源(汇)"特征.研究结果表明:(1)对流层-平流层质量交换(Troposphere-Stratosphere mass Exchange,STE)的计算对滞留时间阈值的选择具有较强敏感性,大多数的气块在1～2天内可频繁地往返对流层顶.这些瞬时交换事件的考虑与否对穿越对流层顶的质量交换计算的准确性具有重要影响,尤其在中纬度的风暴轴区域.(2)从亚洲季风区对流层-平流层质量净交换纬向平均上看,45°N以南的区域为对流层向平流层的质量输送(Troposphere to Stratosphere massTransport,TST),副热带地区为最强的上升支,而在45°N～55°N的中纬度地区是平流层向对流层质量输送(Stratosphere to Troposphere mass Transport,STT).地理分布上,STT主要分布在青藏高原以北的东亚地区,与亚洲季风区夏季大尺度的槽区相对应.夏季整个亚洲季风区都是TST发生的区域,最大值位于青藏高原东南侧及其附近区域,该区域占亚洲季风区不可逆TST夏季平均总量的46%.(3)对流层-平流层质量交换的"源汇"特征分析表明,STT主要源于100°E以西、50°N以北的高纬地区,向下可以输送到中国东北部及朝鲜半岛北部等中纬度区域.而TST主要来源于中纬度和副热带地区的大气输送,向上穿越对流层顶高度以后,可分别向高纬的极地和热带地区输送,这意味着亚洲季风区夏季的TST水汽输送可能进入"热带管"中,进而可能对全球平流层水汽平衡产生重要影响.
文摘利用1958-2001年的臭氧混合比和ECMWF（Europema Centre for Medium-range Weather Forecast）资料，采用Wei诊断模型定量计算了穿越全球对流层顶的臭氧质量通量．结果表明：（1）臭氧通量场存在纬向型和经向型的空间波列结构，这些空间波列均未能跨越对流层顶断裂带到达热带对流层顶控制区，其中南北两极的极区、地中海-伊朗高原-青藏高原-日本南部-北太平洋和南半球对流层顶断裂带中沿纬圈完整的空间波列最为显著．海洋上空臭氧通量的性质较为均匀一致，大陆上空的空间结构多变．北半球向下与向上的局地平均最大臭氧通量分别是-4μg·m^-2·s^-1和2．5μg·m^-2·s^-1，南半球的对应值为-2．5μg·m^-2·s^-1和1．5μg·m^-2·s^-1．（2）纬向平均的臭氧净通量依赖于纬度变化，北半球与南半球具有显著的非对称特性，总效应是平流层臭氧向对流层输运注入．臭氧通量有着显著的季节变化，可随不同季节在地理分布上发生空间转移现象，而且其控制机制不仅受对流层顶的季节运动影响，也随大气环境的季节调整而发生改变．（3）南北半球臭氧净通量的变化趋势相反，南半球为双峰结构。表现为非对称振幅的季节波动结构．全球臭氧通量振幅的年际变化表现出明显的QBO（Quasi-Biennial Oscillation）特性，年代际演变的结构形态（向下的臭氧净通量）可划分为4个阶段：1960年代是平稳变化期，1970年代为增强期，1980年代是又一个相对平稳期，1990年代为剧烈变化期．向下的臭氧净通量主极大值出现在1977、1990年和1998年，极小值在1993年和1996年．
文摘利用ERA-Interim高分辨率臭氧资料和NCEP再分析资料,对比分析了不同类型(浅薄型和深厚型)、不同强度(针对深厚型)的东亚切断低压过程中伴随平流层空气入侵引起的上对流层-下平流层UTLS(Upper Troposphere-Low er Stratosphere)区域臭氧变化情况,结果表明:(1)深厚型和浅薄型切断低压过程中均出现了平流层臭氧入侵现象。在300 h Pa上,存在浅薄型切断低压引起的臭氧增量与深厚型切断低压相当的情况。在垂直分布上,深厚型个例臭氧浓度升高范围集中在对流层中上层至平流层下层区域,而浅薄个例中的臭氧浓度上升只集中发生在对流层中上层。(2)切断低压引起的UTLS区域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。强度较强的深厚型切断低压过程中动力学对流层顶下降深度和入侵的臭氧浓度均远大于强度较弱的深厚型切断低压。(3)在选取11年臭氧平均值和11年当月臭氧平均值分别作为距平基准进行对比分析时发现,不同类型和强度的切断低压对比结果不受不同臭氧基准态选取的影响。
