ECMWF和HALOE平流层温度资料对比

利用ECMWF和HALOE资料,分析了1991～2002年两种资料中温度垂直廓线、平方差水平分布,并通过线性趋势分析方法分析了平流层不同高度温度变化趋势的差异.研究结果表明:在中低纬度地区,10 hPa以下两种资料中温度垂直廓线非常吻合;10～2 hPa高度,HALOE资料中温度比ECMWF资料中温度要高;1 hPa高度上,两种资料也有比较小的差异.在南北半球的中高纬度地区,温度的差异比较明显,整个平流层中,HALOE资料中温度比ECMWF资料中温度要高.平流层中温度的水平分布差异随着高度而增大.中低纬度地区温度差异相对较小,南北半球50°以上地区差异比较大.在平流层的中低层100 hPa、50 hPa和10 hPa高度,两种资料中温度的变化趋势一致,但是HALOE资料中温度的递减趋势要更明显.在平流层高层2 hPa,1996年后两种资料中温度的变化趋势相反.本研究将为平流层温度研究的资料选择提供一定的依据.

我国上空平流层中微量气体的垂直分布和变化趋势

利用1992～2005年卤素掩星试验（HALOE）的观测资料分析了中国上空平流层的几种微量气体（NO，NO2，HF，HCl，CH4，H2O和O3）混合比的垂直分布和变化趋势，以期为研究平流层的辐射和化学过程提供一些有用的数据．文中除给出我国上空平流层各高度上平均的各种微量气体的含量外，还给出青藏高原上空这些微量气体的含量．分析结果表明，平流层各种微量气体混合比的垂直分布有其不同的特征，在对流层上层到平流层底部各种微量气体的混合比分布和季节变化与平流层相比有明显的差异；分析结果还表明，这些微量气体的季节变化、准两年周期振荡和长期变化趋势都很明显，并且在平流层的不同高度上它们的变化趋势是不相同的．在平流层中层，NO，NO2，HCl和H2O混合比在1998年以前都是增加而后则是明显下降的，但O3相反，在1998年以前明显减少，1998年后其减少的趋势不明显．这表明，近年来平流层中层这些微量气体的减少使得它们对臭氧的破坏有所缓解．但在平流层下层，臭氧的耗损仍然很明显．

青藏高原上空H_2O和CH_4的分布和变化趋势分析

采用UARS卫星1993—2004年卤素掩星试验的观测资料(HALOE),分析了青藏高原(下称高原)上空大气中H2O和CH4的分布和季节变化,也与同纬度其它地区作对比,找出它们的差异,并分析了H2O和CH4的多年变化趋势。结果表明:高原上空H2O混合比在对流层上层随高度迅速减少,在对流层顶和平流层底达到极小值,平流层里水汽混合比随高度增加。高原上空CH4混合比从140 hPa直至1 hPa随高度递减。在对流层上部和平流层下部H2O和CH4混合比季节差异最明显。高原上空H2O和CH4混合比与同纬度带其它地区相比有不少差异,这种差异在对流层上部和平流层下部更明显。分析还表明:高原上空对流层上部和平流层下部H2O和CH4的分布明显受到高原热力作用引起的垂直运动的影响,高原区域是平流层和对流层交换的活跃区。平流层中上层H2O和CH4的关系很密切,其原因主要是在平流层中上层CH4很容易被氧化成H2O。趋势分析表明,在对流层顶附近,水汽在1993—2004年呈下降趋势,而CH4在1998年以前和2001年以后也呈下降趋势;平流层中层1993—2000年H2O混合比呈增加趋势,CH4呈下降趋势,2000—2004年H2O混合比呈下降趋势,而CH4呈增加趋势。

青藏高原上空气溶胶含量的分布特征及其与臭氧的关系

采用1991年10月—2005年11月的HALOE资料,分析了青藏高原(27°~40°N,75°~105°E)上空气溶胶数密度、体积密度、面积密度的分布和变化特征,探讨了它们与臭氧的关系,并且与同纬度带中国东部地区(107°~122°E,27°~40°N)、北太平洋(170°E^170°W,27°~40°N)上空进行了对比。结果表明:高原上空气溶胶的体积密度、面积密度受Pinatubo火山喷发的影响主要发生在1991—1995年,然而气溶胶数密度受火山影响则不如前二者明显;高原上空气溶胶在对流层顶附近存在一个极大值区,在夏季该极大值区位于对流层顶下方(约120 hPa),而其他季节则位于对流层顶上方(约100hPa);青藏高原、中国东部地区、北太平洋三地上空气溶胶数密度的差异主要出现在60 hPa以下的气层,夏季差异最突出,高原上120 hPa附近的气溶胶数密度约为平原上的1.8倍,约为海洋上的5.5倍;在高原上空对流层顶附近以及平流层低层,气溶胶数密度与臭氧体积混合比呈很好的负相关关系,而在20 hPa以上则有明显的正相关关系;对比三地上空气溶胶与臭氧的关系,得到在对流层顶附近及平流层低层气溶胶在高原和平原上空与臭氧的变化呈很好的负相关,其中以高原上空的负相关关系更好,但是在海洋上空气溶胶和臭氧的相关不明显。而在20 hPa以上气层中,三地上空的气溶胶与臭氧的变化都具有很好的正相关关系。

北半球中层大气中NO_x的垂直分布特征

对 UARS卫星 1992、1993、1994、1995、1996、1998年夏季的 HALOE观测资料分别进行客观分析，把卫星观测资料插值到5°×5°的网格点上。并分别做了30°N和40°N多年平均NO2 和NO混合比的垂直剖面分析，各年同纬度不同经度及同经度不同纬度处NO和 NO2 混合比的垂直分布特征分析。结果表明 NO混合比含量在 1hPa和×10-5hPa高度处有两个峰值，0.1hPa处是一个极小值，50 hPa到0.3 hPa之间 NO混合比含量非常稳定，而0.1 hPa以上 NO含量向上增长。在热层中的 NO混合比分布有一定起伏。NO2混合比含量在 100 hPa及0.5 hPa高度处是极小值，从 5 hPa到 10 hPa则为最大值。但 100 hPa以下进入对流层后含量急剧增加，往往会超过 10-8。在平流层中 NO2分布廓线基本吻合，同纬度不同经度极值出现的位置变化不大，但不同纬度极值的位置有一定差异，低纬区极值位置偏高。在中层大气中NOX（NO+NO2)和03具有非常相似的分布特征，尤其在平流层，它们几乎在同一高度达到极值，说明它们之间有非常密切的联系。

热带平流层臭氧准两年周期振荡的特征及数值模拟(英文)

利用HALOE的观测资料,对热带地区平流层臭氧垂直分布的年际变化及其准两年周期振荡（QBO）进行研究,并同赤道上空平均的纬向风场的准两年周期振荡进行对比,并利用NCAR的二维模式就风场的QBO对平流层臭氧分布和变化的影响机理进行了模拟研究。资料分析结果表明,平流层臭氧浓度高植区的位置在南北方向上和垂直方向上的变化有明显的准两年周期,臭氧浓度高值中心的南北移动和上下移动又引起局地臭氧总量的周期性变化和准两年周期振荡南北半球不对称。而臭氧浓度中心位置的准两年周期变化与赤道上空平均纬向风的准两年周期振荡密切相关。资料分析还表明,赤道上空平流层中臭氧浓度QBO的位相随高度变化多次。模拟试验表明,纬向风QBO引起垂直经圈环流的变化,在平流层有三对余差环流圈。它们对O3在不同纬度和高度的输送是引起O3准两年周期振荡的重要动力原因。其中,余差环流在平流层中层（25-35 km）的环流圈起着重要的作用。