利用掩星数据研究全球对流层顶断裂带变化

应用掩星数据研究全球对流层顶断裂带的变化.介绍了温度递减率定义下的对流层顶的判别原理和算法,并且把由掩星数据判别的对流层顶与探空仪数据获得的对流层顶作比对,验证掩星对流层顶数据的可靠性.进一步给出了通过生成的对流层顶数据获得对流层顶断裂带的原理和算法.选用2006年7月到2008年12月COSMIC掩星数据,分析了南北半球不同季节对流层顶断裂带的经度变化,对两个半球断裂带进行了对比,暖季对流层顶断裂带的纬度最高,南半球断裂带在38°S附近,北半球断裂带则在42°N附近,季节过渡月份5月两个半球的对流层顶断裂带纬度都达到了最低点.对北半球对流层顶断裂带参数变化进行了讨论,发现了全球六个对流层顶断裂带异常变化的地区.其中四个地区都处在海陆交界处,进一步对大陆和海洋的对流层顶断裂带的月变化进行了对比,发现大陆地区对流层顶断裂带所处纬度更高、断裂程度更大.

青藏高原及其邻近区域穿越对流层顶质量通量的时空演变特征

利用1958~2001年ECMWF资料,根据Wei公式估算了青藏高原及其邻近区域穿越对流层顶的质量通量(CTF),分析了CTF的时空分布特征。分析结果表明:(1)CTF分布呈现纬向型,在副热带西风急流北侧即对流层顶断裂带中存在东西向的TST(对流层向平流层输送)-STT(平流层向对流层输送)-TST的波列结构(水平输送项决定),而南侧分布决定于垂直输送项。(2)在80°E^105°E范围内,冬春季节,青藏高原南部及其以南区域为TST,北部为STT;夏秋季节,整个区域几乎由TST所控制。西风急流南侧的CTF主要决定于垂直项,而北侧主要决定于水平项,再往北,垂直项与水平项贡献相当。(3)青藏高原与孟加拉湾区域平均CTF在所有季节均为TST,即有从对流层到平流层净的向上输送,2月强度最大,7月为另一个极大值;两个极大值有不同的产生机制,后者决定于垂直项,而前者由水平项决定。(4)青藏高原(及孟加拉湾)区域年平均CTF在1958~2001年之间的变化趋势在1982年左右出现一个转折:1982年之前,CTF为递减过程;而之后CTF为相对较强的增长。上述结果表明:尽管冬季高原上空为下沉气流,但高原上空的水平输送项有很强的向上贡献,这与丛春华等(2003)得出的STT不一致。但需要指出的是,根据Wei公式计算的CTF,尤其在急流附近,对资料中存在的误差十分敏感(Gettleman等,2000),因此青藏高原主体上空在冬季是STT还是TST,有待于进一步的分析研究。

大气对流层顶位温与高度的变化分析

利用1948～2006年共59 a的NCEP/NCAR温度场、气压场、位势高度场的逐日资料,对全球对流层顶的位温及其高度进行计算,并对其结果进行了分析.结果表明:①对流层顶位温的变化在310～380 K,其中副热带位温最高,而两极位温最低.大陆上空对流层顶位温的空间尺度较小,海洋上空为较大的空间尺度.②1948～2006年的59 a里对流层顶位温,总体上呈现出大陆区域位温下降,海洋区域位温上升的变化趋势,且在6～8月青藏高原及其以东的大陆区域和南极洲对流层顶位温下降趋势明显,12月至次年2月在30°S附近南印度洋和南太平洋海域对流层顶位温上升趋势明显.③全球对流层顶高度在10～17 km范围内,两极最低.两半球的高度升高与降低均同步.两半球存在准半年的位相差异.热带对流层顶多呈现上升趋势,极地对流层顶则多呈现下降趋势.与位温相同的是,陆地上的对流层顶高度下降,海洋上的对流层顶高度上升.