【摘 要】
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北极对全球的天气以及气候系统有着非常重要的意义。但是由于缺乏密集的观测,北极的大气情况一直没有得到充分的研究。本文利用了中国第5次北极科学考察,以及Ny-(?)lesund站的高分辨率探空资料,通过相对湿度云检测算法,和逆温检测算法对北极地区的云和逆温展开了深入研究。利用中国第5次北极科学考察2014年7月-9月的高分辨率无线电探空数据,研究了北冰洋对流层低层云和逆温(TI)的特征。统计分析表明,
【基金项目】
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国家重点研发计划“重大自然灾害监测预警与防范”重点专项“气溶胶对流云降水相互作用机理研究及京津冀区域模式应用示范”课题1“气溶胶云降水组网观测及其相互作用研究(课题编号:2017YFC1501401)”项目; 国家自然科学基金项目“北极快速变化的能量过程研究”(项目编号:41941012); 国家自然科学基金委面上项目“我
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北极对全球的天气以及气候系统有着非常重要的意义。但是由于缺乏密集的观测,北极的大气情况一直没有得到充分的研究。本文利用了中国第5次北极科学考察,以及Ny-(?)lesund站的高分辨率探空资料,通过相对湿度云检测算法,和逆温检测算法对北极地区的云和逆温展开了深入研究。利用中国第5次北极科学考察2014年7月-9月的高分辨率无线电探空数据,研究了北冰洋对流层低层云和逆温(TI)的特征。统计分析表明,逆温多发生在离地高度(AGL)700米以下,上午和中午总体上的频率分布没有明显的日变化。早晨贴地逆温(SBI)的出现频率要显著高于中午,而悬浮逆温(EI)在早上的出现频率低于中午。早上低云相比于中午出现频率更多,这也导致了早上悬浮逆温较多。贴地逆温更容易出现在天气晴朗无云的时候。此次研究还发现,海平面气压(SLP),下对流层稳定度(LTS),与逆温的强度厚度有着显著正相关关系。并且天气尺度涡旋系统会降低逆温的强度与厚度,高压系统会使得逆温强度与厚度都更强。同时也发现来自中纬度大陆长时空输送的黑炭,也有可能会影响极地的逆温,有助于逆温增强。利用Ny-(?)lesund站的2017年4月到2019年9月的高分辨率无线电探空数据。分析了北极逆温和云的季节变化,日变化特征,以及在不同环流形势下的特征。研究发现在Ny-(?)lesund站的云大多数呈现双层结构,并且在海平面7 km以上季节变化显著,可能与对流层顶的季节变化有关。逆温的垂直频率呈现双峰分布结构,夏季的逆温强度总体上最强。悬浮逆温顶与底的温度在冬季最低,贴地逆温顶的温度在春季最低,可能与海温的季节性变化有关。本文利用T-PCA方法划分了5种天气型,发现天气型对低层云的影响更明显,但由于北极地区较为寒冷,天气型对高层的云的影响并不显著。总体上,在气旋型系统下的逆温层更薄。此研究旨在通过观测为北极地区的云与逆温的垂直结构提供更多的了解,并期望能为数值模式的云参数化提供参考。
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