论文摘要
青藏高原是影响东亚甚至是北半球气候变化的关键启动区域,而UTLS（Upper Troposphere and Lower Stratosphere）区域中大气成分的变化也会对全球气候造成重要的影响,因此为了研究青藏高原上空多种对流层顶与UTLS区域大气成分的特征与联系,本文基于2008-2016年COSMIC（Constellation Observing System for the Meteorology,Ionosphere and Climate）掩星数据、MLS（Microwave Limb Sounder）卫星数据及ERA-Interim再分析资料,根据WMO的定义得到第一对流层顶（the first lapse-rate tropopause,LRT1）、第二对流层顶（the second lapse-rate tropopause,LRT2）与温度最低点对流层顶（cold point tropopause,CPT）,讨论了高原地区多种对流层顶的空间分布与时间演变特征,分析LRT2和CPT高度与温度场的相关关系;以215h Pa、147h Pa与100h Pa代表UTLS区域,分析了水汽、CO及O3、的水平及垂直分布特点与时间演变特征;根据LRT2对流层顶异常情况,选取了4个异常时段,并讨论UTLS区域大气成分的变化情况,最后结合温度场、环流场与垂直速度场等探究其中的物理机制。主要结论如下:（1）夏季LRT1的频率低于5%,而7-9月LRT2在LRT对流层顶中占比90%以上;LRT1、LRT2与CPT高度在年内分别表现出双峰型、单峰型及单峰单谷型的特点;LRT1对流层顶在春秋季较高,夏季最低;LRT2对流层顶夏季高度最高,空间上纬向分布型特征明显;CPT对流层顶则在春冬季较高。（2）当对流层上部存在增温趋势时,LRT2高度也随之增高,而CPT高度会降低;而当平流层下部温度变化表现为上升时,LRT2高度表现出下降的趋势,但CPT高度会随之增加。（3）UTLS区域的水汽在冬半年期间偏少,在215h Pa和147h Pa上均表现出纬向分布特征,且高原北部偏低,南部偏高;但100h Pa冬半年的水汽分布则表现出自北向南递减的相反特征,水汽混合比呈现出较为明显的上升趋势。夏半年的水汽含量居全年最高,尤其是6-8月高原南侧存在明显的水汽大值中心。从垂直分布来看,夏季的水汽混合比在215h Pa至100h Pa之间减小的速率最快,且夏季与秋季水汽混合比在极小值高度之上的增加均不明显;而冬季水汽廓线大致表现出“<”型的分布特征,从极小值附近开始水汽含量随着高度升高而明显上升。（4）在时间分布上,CO混合比具有夏高冬低的特征,夏季215hPa与147hPa上CO混合比随时间变化有明显的波动特点,冬季的CO混合比表现出上升趋势;在空间分布上,夏季和初秋的CO混合比则都为明显的南多北少纬向分布型;夏季高原西侧和南侧有CO混合比最大值。O3混合比的高值主要集中在1-3月及10-12月,且春、夏、冬季中O3含量都表现出一定的增加趋势;在空间上,O3混合比具有北高南低的分布特征,在215h Pa至50h Pa以上,O3浓度始终随着高度上升而增加;在100hPa以上O3浓度迅速增加。（5）夏季LRT2偏高时,高原对流层上部的温度增加,位势高度也明显升高,并存在较为活跃的上升运动,对流层上部的东风距平对应着850h Pa印度夏季风的增强,有利于水汽与CO混合比在UTLS区域的增加,但较高的对流层顶与向上的气流运动则不利于平流层中的O3向下输送,因此UTLS低层的O3含量明显下降。反之LRT2偏低,高原对流层上部的温度下降,位势高度降低,下沉运动占据高原的主体,削弱了对流层低层的水汽与CO向上输送的过程,但有利于O3向下扩散,因而UTLS区域中水汽含量较季节平均下降,高原中部的CO含量减少得最明显,UTLS低层有明显的O3增量。（6）冬季LRT2偏高时,高原UTLS区域上部增温显著,300h Pa位势高度明显降低,在100h Pa则有所升高,高原整体以上升运动为主,对平流层内O3的向下输送有消极影响,对流层中高层的偏西风较弱,不利于水汽向高原输送,因而UTLS区域的水汽含量与O3含量偏低,但CO含量高于季节平均。反之LRT2偏低时,对流层上部的温度降低,高原北部的位势高度增高,但100h Pa高原南部位势高度下降,高原上以下沉运动为主,而高原南部仍存在着部分上升运动,对流层中高层的偏西风较强,有利于水汽向高原输送,因而UTLS区域的水汽与O3含量偏高,CO含量在对流层上层偏高,但在下平流层偏少。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 梁嘉颖
导师: 陈权亮
关键词: 青藏高原,对流层顶,上对流层,下平流层,大气成分
来源: 成都信息工程大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 气象学,气象学
单位: 成都信息工程大学
分类号: P421.31;P402
DOI: 10.27716/d.cnki.gcdxx.2019.000033
总页数: 76
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