物理协调大气变分客观分析模型及其在青藏高原的应用Ⅱ:那曲试验区云——降水、热量和水汽的变化特征

本文利用约束变分客观分析法构建的物理协调大气变分客观分析模型,通过融合地面、探空、卫星等多源观测资料和ERA-Interim再分析资料,建立了青藏高原那曲试验区5年(2013~2017年)长时间序列的热力、动力相协调的大气分析数据集,并以此分析那曲试验区大气的基本环境特征与云—降水演变和大气动力、热力的垂直结构。分析表明:(1)试验区350 h Pa以上风速的季节变化非常明显,风速在冬季11月至次年2月达到最大(>50 m s),盛夏7~8月风速的垂直变化最弱,温度的垂直变化最强,大气高湿区在夏秋雨季位于350~550 h Pa,在冬春干季升至300~400 h Pa。(2)试验区6~7月上旬降水最多;春、秋、冬三季,300~400 h Pa高度层作为大气上升运动和下沉运动的交界处,是云量的集中区;夏季,增多的水汽和增强的大气上升运动导致高云和总云量明显增多,中、低云减少。(3)夏季的地表潜热通量与大气总的潜热释放最强,大气净辐射冷却最弱,高原地区较强的地面感热导致试验区500 h Pa以下的近地面全年存在暖平流,500 h Pa以上则由于强烈的西风和辐射冷却存在冷平流。此外,试验区整层大气全年以干平流为主,但在夏季出现了较弱的湿平流。(4)视热源Q具有明显的垂直分层特征:全年500 h Pa以下大气表现为冷源,300~500 h Pa和100~150 h Pa表现为热源,150~300 h Pa则在冬春干季表现为冷源,在夏秋雨季表现为热源,不同高度层的冷、热源的形成原因不同,其中夏季由于增强的上升运动、感热垂直输送和水汽凝结潜热以及高云的形成,因此几乎整层大气表现为热源。

气溶胶对云宏微观特性和降水影响的研究进展

气溶胶—云—降水相互作用是当今大气科学研究的热点和前沿问题。概述性地回顾了气溶胶对云宏微观特性和降水影响的研究进展,分别讨论了气溶胶对层状云、对流云等典型云系的动力和微物理过程的影响,总结了国内外研究关于气溶胶对云宏微观特性影响的可能的物理解释。回顾外场观测及数值研究表明,气溶胶对云液态水含量、地面降水及光学厚度的影响存在着许多不确定性。另外指出,在研究气溶胶对云宏观特性和降水影响时,应该加强气溶胶对云微物理特性影响的观测(卫星、雷达、飞机、地面观测等)和数值模拟的综合分析研究。