【摘要】：海洋大氣邊界層高度對于污染物的擴(kuò)散、海氣能量的交換以及海霧的產(chǎn)生和海上層云、積云對流的發(fā)展都有著重要的影響,本文利用2005～2008年大連、青島和臺州5325個高分辨率L波段二次測風(fēng)雷達(dá)探空資料、地面觀測資料以及再分析資料,對沿海臺站以及整個黃東海邊界層高度時空變化特征進(jìn)行了分析,主要結(jié)論如下: (1)青島和臺州傍晚的邊界層高度略高于清晨,多為穩(wěn)定和中性狀態(tài),青島在春季穩(wěn)定邊界層最多,與4～7月的季節(jié)性逆溫相對應(yīng);臺州穩(wěn)定邊界層分布在秋冬季節(jié),受地面輻射逆溫影響,并且逆溫高度要高于青島。 (2)青島邊界層高度存在日變化,在01、07、13和19LST四個時刻的計算結(jié)果中,午后13LST最高,傍晚19LST要高于清晨,高度變化程度介于內(nèi)陸和海洋之間;通過小波分析發(fā)現(xiàn),九月邊界層高度日變化最為顯著,這是由于7、8月份青島盛行偏南風(fēng),受到海洋的調(diào)節(jié),晝夜溫差減小,同時7、8月多云和陰雨天氣較多,熱力因素對邊界層的日變化影響明顯減小,邊界層的日變化減弱;通過典型天氣的個例分析發(fā)現(xiàn),熱力對流占優(yōu)勢時邊界層高度日變化比動力剪切占優(yōu)勢時明顯。 (3)分別用位溫梯度法和干絕熱法計算混合層高度,與觀測的正午邊界層高度對比,干絕熱法計算結(jié)果更接近實際觀測值;通過比較,沿海臺站的邊界層高度的季節(jié)變化與內(nèi)陸臺站不同,在夏季(6月)最低,秋季(9、10月)最高。在沿海臺站,春、夏季海氣溫差小甚至為負(fù)值,下墊面相對穩(wěn)定,浮力熱通量最小,約920 hPa暖平流導(dǎo)致的低層季節(jié)性穩(wěn)定大氣層的建立以及夏季小的風(fēng)切變都使得邊界層高度在春、夏季節(jié)較低;相反的,在秋冬季節(jié),下墊面不穩(wěn)定,浮力熱通量大,以及大的風(fēng)剪切都有利于湍流的發(fā)展,形成更高的邊界層。此外,臺州秋冬季節(jié)近地面輻射逆溫對當(dāng)日混合層的發(fā)展沒有影響; (4)通過小波分析,發(fā)現(xiàn)沿海臺站邊界層高度有顯著的2～4天天氣尺度振蕩,10～20天準(zhǔn)雙周振蕩以及30～60天的準(zhǔn)40天振蕩。天氣尺度周期和準(zhǔn)雙周振蕩的顯著時域在春秋季節(jié),臺州較另外兩個臺站約延遲一個月;大連和青島準(zhǔn)40天振蕩在夏季最為明顯,而臺州在1、2月最明顯,說明這種季節(jié)內(nèi)的振蕩與地域分布有關(guān); (5)黃東海大部分海區(qū)邊界層高度季節(jié)變化呈現(xiàn)夏季低、冬季高的單峰結(jié)構(gòu),和東高西低、南高北低的空間分布。與陸地邊界層高度的季節(jié)變化主要收到太陽輻射強(qiáng)度的影響不同,在海洋上空,由于海氣溫差和風(fēng)速的季節(jié)變化,從而產(chǎn)生與陸地相反的感熱通量和潛熱通量的季節(jié)變化,是海洋上空大氣邊界層高度季節(jié)變化與陸地相反的主要原因。邊界層高度在11、12月份有明顯的東西分布,而在夏季(6、7月)主要表現(xiàn)為南北分布。邊界層高度季節(jié)變化在黃海北部最為明顯,在東海海域季節(jié)變化約700m,黃海海域可達(dá)約1000m。
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：P732.6
【圖文】：

2006；張?zhí)K平，2008），圖 1.1ab 所示為黃東海逐日海霧數(shù)，在春季和夏初是海霧高發(fā)時期，與邊界層高度在同時期相對低值相對應(yīng)。王曉麗等在青島市水平能見度變化特征及氣象影響因子分析中發(fā)現(xiàn)，青島邊界層高度與能見度存在幾個相同的振蕩周期（如圖 1.1c），這說明邊界層高度在一定程度上影響能見度（王曉麗，2008）。在海洋上空，當(dāng)邊界層高度發(fā)展的足夠高時，將產(chǎn)生積云對流，最一般的相似理論公式把邊界層高度作為一個獨(dú)立參數(shù)而出現(xiàn)在幾乎所有的有量綱相似參數(shù)中，邊界層高度的研究是目前邊界層氣象學(xué)正在大力開展研究的一個重要課題（張海鷹，1994）。a

2. 資料與計算方法2.1 資料簡介圖2.1所示為本文所選站點分布及研究區(qū)域，三個臺站大連、青島和臺州經(jīng)度相差不大，均地處沿海位置，這樣有利于排除日出日落時間差異以及內(nèi)陸與沿海熱力差異對分析造成的影響。站點自北向南依次分布在渤海、黃海和東海，均屬于季風(fēng)氣候區(qū)，其中臺州在夏季受西太平洋副熱帶高壓環(huán)流控制（研究區(qū)域為24～40°N，18～30°E）。圖 2.1 研究區(qū)域示意圖，星號標(biāo)記.藍(lán)：大連；紅：青島；黑：臺州。Fig 2.1The field campaigns for this study ,Blue star: Dalian; red star:Qingdao; black star:Taizhou（1）L波段雷達(dá)探空資料本文采用的探空數(shù)據(jù)來自GFE(L)波段二次測風(fēng)雷達(dá)和GTS1型數(shù)字式探空儀(以下簡稱L波段雷達(dá))，這是中國氣象局最近幾年才投入業(yè)務(wù)運(yùn)行的新一代探空設(shè)備，探測精度更高、采樣速度更快、脈沖峰值功率更低，實現(xiàn)了高空氣象探測的數(shù)字化和自動化，探測資料更加完整、準(zhǔn)確。與701雷達(dá)相比

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