【摘要】：臭氧是平流層的主要熱源,臭氧的變化會改變大氣的溫度結(jié)構(gòu),平流層和對流層相互耦合最終影響對流層的氣候。在臭氧的生消中紫外輻射起到重要的作用。最新的SORCE衛(wèi)星上SIM探測的光譜資料表明太陽循環(huán)中紫外輻射的變化比以往的認識高4-6倍。因此,我們利用包含動力、輻射和化學等過程耦合的地球系統(tǒng)模式(CESM)和SIM光譜資料,進行敏感性數(shù)值模擬試驗,分析了夏季北半球平流層臭氧對太陽紫外循環(huán)的響應(yīng)及其化學與動力機制。所獲得的主要結(jié)論如下：(1)首選利用MLS衛(wèi)星觀測的臭氧資料和ERA-interim再分析資料的溫度和風場,對CESM模式模擬性能進行評估,發(fā)現(xiàn)模式對臭氧、溫度場、風場及青藏高原臭氧谷的模擬效果都比較好。(2)其次將SIM紫外輻射相對強年和弱年的數(shù)據(jù)輸入模式,進行敏感性試驗。差值結(jié)果表明：在太陽紫外輻射相對強年,夏季平流層臭氧濃度增大。夏季北半球大部分地區(qū)的臭氧柱總量增大；青藏高原區(qū)也增大,但相對于同緯度增加幅度要小,從而該地區(qū)的臭氧低值中心更低。(3)然后利用模式輸出的與臭氧相關(guān)的化學反應(yīng)的反應(yīng)速率,分析了夏季北半球平流層臭氧響應(yīng)的化學機制。結(jié)果表明：在太陽紫外輻射相對強年,化學反應(yīng)使平流層臭氧濃度增加。臭氧生成反應(yīng)的作用最強,反應(yīng)速率增加最大約為1010個*cm-3*s-1,其它消耗臭氧的反應(yīng)增加均小于等于107個*cm-3*s-t。在青藏高原區(qū)域也是臭氧生成最大,但生成增加的幅度較同緯度其它地區(qū)小,導(dǎo)致該區(qū)低值中心更低。(4)最后利用模式輸出的臭氧濃度和風速,計算了臭氧通量及臭氧通量散度,分析了夏季北半球平流層臭氧響應(yīng)的動力機制。結(jié)果表明：在紫外輻射相對強年,平流層300 N有凈的輻合。青藏高原區(qū)向西北輻散,導(dǎo)致該區(qū)的臭氧低值中心更低。
【學位授予單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P422.62

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本文編號：2681419