论文部分内容阅读
利用MSR(Multi sensor reanalysis of total ozone)臭氧总量月平均资料、欧洲中期天气预报中心(ECMWF)逐同温度场,位势高度场,u,v风场资料以及臭氧质量混合比资料,对全球臭氧水平分布特征,特别是青藏高原区域臭氧水平分布特征及季节变化特征进行了深入的分析,并进一步探讨了青藏高原区域臭氧垂直分布特征,最后采用位涡分析的方法对青藏高原臭氧分布的动力过程及可能物理机制等问题进行了研究。主要结论如下:
(1)在青藏高原地区,其上空存在着很明显的臭氧低值,并且该臭氧低值在青藏高原的内部具有明显的区域分布特征。在青藏高原南部上空,臭氧总量存在闭合低值中心,而在青藏高原的中北部为较强的低值扰动。臭氧纬向偏差分布特征则与青藏高原的地形结构有着十分密切的关系:在青藏高原南部、西北部的帕米尔高原地区、云贵高原地区以及东北部的柴达木山区都存在着很强的臭氧纬向偏差闭合低值区;
(2)在青藏高原内部上空,大气臭氧有着明显的季节变化。臭氧总量闭合低值区在夏季覆盖高原大部分地区,冬季,闭合区南移并逐渐减弱,其中4月和11月是臭氧总量覆盖范围的重要的转变时期。同样青藏高原的臭氧总量的纬向偏差,夏季,闭合低值中心覆盖整个高原的大部分地区,在冬季则大致为4个独立且强度稍减弱的小低值中心,而其中又以高原南部为最强。
(3)在500hPa,400hPa的臭氧混合比的分布出现了与我们前面分析得到的臭氧总量的分布相悖的情况。原本作为臭氧量低值扰动区域,其臭氧混合比值却呈现出高值。我们知道青藏高原地形复杂,500hPa的高值区出现在唐古拉山山脉一带,而那里的海拔业已超过6,000米,因此不可避免带来了一些分析上的误差。排除这些山地地形结构引起的误差,我们可以看到青藏高原上空的臭氧垂直分布的大体走势,是随高度的增加臭氧量增高的,而且到了300hPa以上,臭氧混合比值增加很快,越往上走,甚而可以达到几个量级。然而在同层次分布上,在300hPa高度以上,始终低于其他地域的值,而且,越往高处,低值差异越高,差异值量级增长。
(4)位涡具有守恒性,即在绝热、无摩擦条件下,运动大气的位涡保持不变。因此它是一个很好的示踪器。可以通过追踪位涡异常区(即位涡高值或低值区)来追踪大气扰动的演变情况。通过对青藏高原臭氧分布的位涡分析,我们看到,在青藏高原上空的臭氧混合比和位涡之间存在着很好的对应关系。基本上,在同高度,同时次的臭氧混合比高值区对应低位涡值,而臭氧混合比低值区对应着高位涡值,在不同的高度,高层次的高位涡值对应了低层的臭氧高值。说明了动力过程引起了臭氧的输送。
利用MSR(Multi sensor reanalysis of total ozone)臭氧总量月平均资料、欧洲中期天气预报中心(ECMWF)逐同温度场,位势高度场,u,v风场资料以及臭氧质量混合比资料,对全球臭氧水平分布特征,特别是青藏高原区域臭氧水平分布特征及季节变化特征进行了深入的分析,并进一步探讨了青藏高原区域臭氧垂直分布特征,最后采用位涡分析的方法对青藏高原臭氧分布的动力过程及可能物理机制等问题进行了研究。主要结论如下:
(1)在青藏高原地区,其上空存在着很明显的臭氧低值,并且该臭氧低值在青藏高原的内部具有明显的区域分布特征。在青藏高原南部上空,臭氧总量存在闭合低值中心,而在青藏高原的中北部为较强的低值扰动。臭氧纬向偏差分布特征则与青藏高原的地形结构有着十分密切的关系:在青藏高原南部、西北部的帕米尔高原地区、云贵高原地区以及东北部的柴达木山区都存在着很强的臭氧纬向偏差闭合低值区;
(2)在青藏高原内部上空,大气臭氧有着明显的季节变化。臭氧总量闭合低值区在夏季覆盖高原大部分地区,冬季,闭合区南移并逐渐减弱,其中4月和11月是臭氧总量覆盖范围的重要的转变时期。同样青藏高原的臭氧总量的纬向偏差,夏季,闭合低值中心覆盖整个高原的大部分地区,在冬季则大致为4个独立且强度稍减弱的小低值中心,而其中又以高原南部为最强。
(3)在500hPa,400hPa的臭氧混合比的分布出现了与我们前面分析得到的臭氧总量的分布相悖的情况。原本作为臭氧量低值扰动区域,其臭氧混合比值却呈现出高值。我们知道青藏高原地形复杂,500hPa的高值区出现在唐古拉山山脉一带,而那里的海拔业已超过6,000米,因此不可避免带来了一些分析上的误差。排除这些山地地形结构引起的误差,我们可以看到青藏高原上空的臭氧垂直分布的大体走势,是随高度的增加臭氧量增高的,而且到了300hPa以上,臭氧混合比值增加很快,越往上走,甚而可以达到几个量级。然而在同层次分布上,在300hPa高度以上,始终低于其他地域的值,而且,越往高处,低值差异越高,差异值量级增长。
(4)位涡具有守恒性,即在绝热、无摩擦条件下,运动大气的位涡保持不变。因此它是一个很好的示踪器。可以通过追踪位涡异常区(即位涡高值或低值区)来追踪大气扰动的演变情况。通过对青藏高原臭氧分布的位涡分析,我们看到,在青藏高原上空的臭氧混合比和位涡之间存在着很好的对应关系。基本上,在同高度,同时次的臭氧混合比高值区对应低位涡值,而臭氧混合比低值区对应着高位涡值,在不同的高度,高层次的高位涡值对应了低层的臭氧高值。说明了动力过程引起了臭氧的输送。