简介: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,平流层臭氧浓度高值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(25-35km)的环流圈起着重要的作用.
简介:用22年(1973~1994年)观测资料,由循环主振荡型分析(CSPOP)揭示了东半球500hPa环流、雪盖和中国降水量耦合系统的3~4年振荡的循环过程。结果表明,环流-冰雪-降水系统耦合振荡(ASRO)存在显著的欧亚太平洋(EUP)和中国东部型(EC)耦合移动波列,其中500hPa高度与雪盖波列空间位相相反,但一致向东南方向移动,而中国降水波列由北向南传播。这反映出欧亚雪盖异常影响欧亚大陆和海洋加热对比,并通过大气内部动力过程激发的耦合空间波的能量频散途径。
简介:运用K均值聚类法将冬季北大西洋及欧洲地区的天气流型分为4种不同的流型。研究了不同阶段8种不同位相的热带季节内振荡(MJO)与这4种流型的年际变化的关系。通过一系列的对比试验发现,K均值聚类法划分得到的不同位相的北大西洋涛动(NAO)的天数能很好地反映NAO指数;无论是在1978~1990年(简称为P1阶段)还是在1991~2010年(简称为P2阶段),MJO第3(6)位相影响NAO正(负)位相;但在P1阶段存在NAO的位相转换,当MJO处于第1位相时,NAO由弱的负位相转换为正位相,当MJO处于第6位相时,NAO由正位相转换为负位相;而在P2阶段NAO并没有明显的位相转换,当MJO处于第1位相时,NAO由偶极子结构转换为波列结构。
简介:利用热带大气季节内振荡(MJO)指数、向外长波辐射(OLR)资料和NCEP/NCAR全球逐日再分析资料以及中国南方地区降水资料,应用合成分析等探讨MJO与2008年初南方雪灾的关系,进而从MJO角度研究雪灾过程成因。结果表明:雪灾过程中,MJO存在明显的东传现象,即由西太平洋向东传送至印度洋附近。伴随着MJO的向东传送,中国南方降水强度及集中区也随之变化,MJO在一定程度上对雪灾过程有调制作用。通过对OLR的分析,表明2008年初中国南方4次异常降水(雪)过程受到了MJO两次东传的影响,第一次导致西太平洋副热带高压持续偏强,第二次导致南支槽活跃;副热带高压西侧偏南风带来的暖湿气流,以及南支槽带来的印度洋和孟加拉湾的暖湿气流不断向中国输送,为中国南方强降水过程提供了水汽条件。
简介:利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)2006—2011年晴空无云时激光雷达(CE-370—2)资料,结合2006年12月至2007年5月多波段太阳光度计(CE-318)资料,对比验证了激光雷达资料的反演结果,并分析了兰州地区气溶胶光学厚度的分布特征。结果表明:激光雷达反演得到的光学厚度与光度计观测得到的光学厚度,两者具有较好的相关性,相关系数为0.86。兰州地区气溶胶光学厚度3—5月和11-12月较大,主要原因是3—5月是当地沙尘频发期,11—12月是居民集中采暖期,沙尘排放和燃煤排放显著增加了大气气溶胶光学厚度。气溶胶光学厚度6~10月偏小,湿沉降清除是主要的影响因素。光学厚度季节分布为春季0.42,冬季0.36,秋季0.30,夏季0.21。光学厚度频数分布于0.0~0.3的最多,占总数的一半,且存在季节差异。兰州上空夏季干净,春季浑浊,冬季次浑浊。
简介:利用2006年6月至2008年5月CALIOP(Cloud-AerosolLIdarwithOrthogonalPolarization)水平分辨率25km云层产品来研究中国地区的卷云分布特征。所采用的3条基于卷云气候态的质量控制标准能够有效的剔除CALIOP云种分类产品中判别误差。通过卷云水平分布的研究发现,区域性强烈的辐合上升气流和丰富的水汽导致中国南部靠近热带辐合带(ITCZ)的热带地区卷云具有约60%左右的最大发生频率。沿青藏高原抬升的暖湿空气能够产生很多地形型卷云,从而导致干旱的青藏高原东北坡出现了相对较大约30%~40%的卷云覆盖。ITCZ和季风的时空迁移主导了卷云在纬度上的季节性分布特征,同时也导致青藏高原东北坡的相对高值主要出现在春冬季节。沿纬度的卷云垂直分布的变化揭示出低纬度卷云的云顶高度更多的集中在16km附近,这主要是因为对流层顶限制了卷云的发展。通过对多层卷云系统的研究揭示出伴随不同云种的系统的水平分布特征与各种云种的随纬度的分布密切联系。除伴随卷云发生的多层卷云系统以外,青藏高原东北部的相对高值主要是伴随海拔较高的高积云的系统的发生导致的。
简介:中国科学院大气物理研究所研制了一台双波长偏振激光雷达,在格尔木市气象局进行了为期一年的不连续观测。本文选择了其中一天的观测个例,分别从雷达硬件结构、数据类型、数据处理方法等方面进行了系统的介绍和分析。结果表明,此次观测个例中,卷云位于地表以上4.7km-7km处,光学厚度均小于0.1,532nm和1064nm上的平均激光雷达比分别为24.3Sr(激光雷达比)和29.9Sr,色比多集中在0.8-1之间,此外532nm波长上的退偏比多集中在0.25-0.3之间。此雷达对高空卷云能进行有效探测,为下一步研究青藏高原地区卷云长期时空分布特征奠定基础。
简介:以2009年11月5~8日北京地区发生的一次特殊天气形势下的重污染天气过程为例,研究分析本次污染特点和大气边界层结构特征以及此天气过程的大气温度和相对湿度结构特点。激光雷达是探测大气边界层及气溶胶的一个高效工具,利用ALS300激光雷达系统测量信号,应用Fernald方法反演大气消光系数,根据反演的气溶胶消光系数的最大突变,即最大递减率的高度来确定大气边界层的高度。利用其观测的退偏比分析大气污染物特性。利用微波辐射计数据,确定大气温度和湿度时空特征。研究结果表明:在本次污染天气下,大气具有很强的逆温结构,逆温最大可达近1K(100m)^-1,500m以上的大气相对湿度很低,在这种天气特征下的大气边界层高度在400m左右,非常稳定。污染结束降雪开始前,大气逆温结构消失,大气湿度大幅度增加,接近饱和。根据lidar(lightdetectionandranging)退偏比的分析,本次污染天气是一次典型的烟尘类颗粒物的污染,污染具有区域性特点。PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物)与AOT(AerosolOpticalThickness)之间有明显的线性关系,相关系数达到0.72。该lidar系统能够反演出秋季降雪前本次污染天气背景下北京城区上空的大气污染特性和大气边界层高度。
简介:利用小波变换法反演边界层高度时,不同小波母函数的选取可能得到不同的边界层高度。因此,对构造的白天及夜间激光雷达后向散射信号理想廓线进行Haar小波协方差变换,并对后向散射信号梯度廓线进行Morlet与MexicanHat小波变换反演边界层高度。结果表明,宜采用Haar函数与MexicanHat函数作为小波母函数,其中Haar函数准确性优于MexicanHat函数,而MexicanHat函数更易稳定。同时为了进一步检验3种小波变换法的反演结果对小波振幅的敏感性,通过改变小波母函数的小波振幅,发现无论是理想廓线还是叠加扰动的廓线,较大的小波振幅易得到比较稳定准确的白天边界层高度与夜间混合层高度。
简介:为了对降水微物理特征测量仪(PMCS)的测量性能进行评估,利用PMCS、激光雨滴谱仪(OTT)和雨量计(Gauge)在南京地区进行了降水对比观测实验,通过分析各仪器所测得的降水强度和累计降水量,研究了PMCS和OTT在不同降水强度条件下的尺度谱及其谱参数测量的差异性。结果表明:PMCS所测得的降水强度和累计降水量较OTT小,但更接近于Gauge所测得标准降水强度和累计降水量,3种仪器降水强度结果的相关性均在0.96以上。PMCS测得的谱均值、谱方差、雷达回波强度均小于OTT所测得结果,数密度均大于OTT所测得结果,两者所测得谱参数的变化趋势具有较好的一致性。在相同降水强度范围内,PMCS和OTT所测得的雨滴尺度谱分布趋势具有较好的一致性,在雨滴大尺度段,PMCS测得的雨滴数较OTT偏少,PMCS和OTT对于雨滴的捕获性能随着降水强度增加而增强,并在达到峰值后逐渐减弱。