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青藏高原臭氧谷(简称OVTP),是周秀骥等发现的夏半年稳定存在于高原上空的臭氧(03)总量的低值区,其强度仅次于南北极臭氧洞。本文利用一个有较完善化学过程的气候模式——全大气气候通用模式(WACCM3)模拟了1980年至1999年的OVTP。比较和分析了模拟资料与同期卫星资料、再分析资料,结果表明,WACCM3成功模拟了OVTP与对应的热力、动力场的季节变化。论文的主要成果为:
1)数值试验验证了青藏高原对OVTP的影响。将青藏高原地形均削减至1500m,OVTP仍存在,强度减弱一半,峰值推迟到盛夏。结果表明,春季OVTP存在的主要原因是高原地形；夏季,其仅为部分因为,可能还存在其他因素的影响,如纬向热力差异,南亚高压等。
2)WACCM3资料的诊断分析指出,高对流层和低平流层(150-50hPa),春末夏初,南亚高压(SAH)上高原阶段,纬(经)向输送使OVTP加深(变浅),垂直输送在低(高)层使OVTP加深(变浅),总作用使OVTP减弱；盛夏至秋初,SAH稳定在高原上阶段,纬(经)向输送使OVTP变浅(加深),垂直输送在中(底和顶)层使OVTP加深(变浅),总作用使OVTP加深；中秋,SAH从高原撤退阶段,纬(经)向作用使OVTP加深(变浅),垂直作用使OVTP变浅,总作用使OVTP中(底和顶)层加深(变浅)。
3)使用WACCM3资料,分析了模式中高对流层和低平流层(150-30hPa)与O3直接相关的基元化学反应对OVTP的作用。生成O3的反应与O3光解生成O(3P)的反应对OVTP作用的量级最大,O3光解生成O(1D)的次大。其他物质与O3反应的作用更小些,从大到小排列为:NO>(NO2、Cl、Br)>(O(3P)、OH、HO2)>H>O(1D)。OVTP形成和维持前期,生成O3(O3光解和NO消耗O3)的反应使纬偏O3浓度减小(增大),O3光解和NO消耗O3的作用较强,故总化学过程抑制OVTP的形成和维持。维持后期,O3光解生成O(3P)(生成O3、O3光解生成O(1D)和NO消耗O3)的反应使纬偏O3浓度减小(增大),O3光解生成O(3P)的作用较弱,故总化学过程抑制OVTP的维持。消亡期,生成O3(O3光解和NO消耗O3)的反应使纬偏O3浓度增大(减小),生成O3的反应作用较强,故总化学过程有利于OVTP的消亡。