一直以來(lái),大氣邊界層作為地球與大氣之間物質(zhì)能量交換的橋梁,人類(lèi)生產(chǎn)生活的主要產(chǎn)所,與人類(lèi)發(fā)展有著密不可分的關(guān)系。我國(guó)幅員遼闊,氣候特征復(fù)雜多變,各個(gè)區(qū)域受氣象因子以及下墊面條件等多種要素影響,不同區(qū)域站點(diǎn)存在著自身特點(diǎn)。本研究利用歐洲中心大氣邊界層高度的再分析資料對(duì)我國(guó)邊界層高度進(jìn)行了長(zhǎng)期的氣候特征分析,主要包括邊界層高度的以月為尺度的季度變化、極值變化,每天兩個(gè)常規(guī)觀測(cè)時(shí)次的邊界層高度的季節(jié)變化,并對(duì)我國(guó)大陸地區(qū)進(jìn)行分區(qū)來(lái)研究邊界層高度的變化情況。在此基礎(chǔ)上,利用2010-2015年L波段探空資料對(duì)全國(guó)120個(gè)站點(diǎn)的邊界層高度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。發(fā)現(xiàn)(1)季節(jié)變化上,春夏的振幅大于秋冬。除個(gè)別地區(qū)外,再分析資料與L波段探空資料的趨勢(shì)總體類(lèi)似。(2)大氣邊界層作為響應(yīng)下墊面作用的時(shí)間尺度為一小時(shí)或者更短的大氣的最低部分,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化或者發(fā)展受到了包括天氣因子、下墊面條件、氣候類(lèi)型等等要素的影響,通過(guò)相關(guān)分析研究,我們認(rèn)為邊界層高度在20BJT與10m風(fēng)和地表溫度都呈現(xiàn)了較好的正相關(guān)性。(3)不同的下墊面條件以及氣候類(lèi)型都會(huì)對(duì)邊界層高度以及狀態(tài)造成影響。就日變化而言,邊界層高度的高峰多出現(xiàn)在午后,西北地區(qū)及高原邊界層高度的日振幅相較其他地區(qū)更大。此外,分辨率的提高一直是改進(jìn)數(shù)值天氣模式大氣模擬能力的重要途徑,研究分辨率提高有助于解決目前模式的不足,對(duì)進(jìn)一步提高模式的模擬能力也具有著十分重要的意義。而通過(guò)大渦模擬更真實(shí)地分析邊界層內(nèi)部結(jié)構(gòu),包括滾動(dòng)渦的產(chǎn)生機(jī)制也是很多學(xué)者關(guān)心的問(wèn)題。本文除了通過(guò)再分析資料以及長(zhǎng)期觀測(cè)資料對(duì)我國(guó)邊界層觀測(cè)特征進(jìn)行研究之外,進(jìn)行了一次颶風(fēng)大渦模擬試驗(yàn)。模擬旨在探討由熱帶氣旋風(fēng)暴所引起的下方海溫冷卻對(duì)熱帶氣旋邊界層(TCBL)內(nèi)渦產(chǎn)生機(jī)制造成的可能影響,并在此基礎(chǔ)上分析邊界層內(nèi)滾軸渦旋在水平和垂直輸送等方面所起到的作用。模擬試驗(yàn)分別采用Unified Wave INterface-Coupled Model中的海表面溫度(SST)場(chǎng)以及NCEP-FNL全球再分析資料中的SST場(chǎng)進(jìn)行強(qiáng)迫。結(jié)果表明,(1)滾軸渦旋在颶風(fēng)ISAAC中是普遍存在的;且在模擬中考慮由風(fēng)暴所引起的海溫冷卻會(huì)影響邊界層穩(wěn)定度參數(shù),即當(dāng)考慮SST隨熱帶氣旋發(fā)展而冷卻時(shí),邊界層滾軸渦旋的產(chǎn)生主要由動(dòng)力不穩(wěn)定所引起,而反之邊界層滾軸渦旋的生成主要是因?yàn)閷?duì)流不穩(wěn)定。(2)TCBL中的滾軸渦旋呈偏態(tài),隨著對(duì)流不穩(wěn)定的增強(qiáng)這種偏態(tài)將隨之增大。(3)強(qiáng)的對(duì)流不穩(wěn)定會(huì)促進(jìn)熱量和水汽的垂直傳輸,而強(qiáng)的動(dòng)力不穩(wěn)定則會(huì)增加湍流動(dòng)能,減弱熱量和水汽的垂直輸送。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類(lèi)】：P421.3;P444
【部分圖文】：

在采用Ｈｅｆｆｉｅｒ法獲取逆溫層前首先參考ＳｉｖａｒａｍａｎＣ，邋ｅｔａｌ．邋（２０１３）對(duì)二次取樣后的探逡逑空資料進(jìn)行三點(diǎn)平滑以減少由于噪聲或者局地變化所引起的虛假層次的識(shí)別。在此基礎(chǔ)上逡逑定義位溫遞減率連續(xù)超過(guò)Ｏ．ＯＯｌＫ／ｍ的具有一定厚度的層次為逆溫層。如圖２．４右黑色短逡逑虛線及短點(diǎn)線分別表示依次判斷的多個(gè)逆溫層的底部與頂部，并對(duì)所獲取的逆溫層進(jìn)行判逡逑１４逡逑

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文邐資料與方法逡逑另�。保�(dāng)?shù)谝淮斡龅侥硨觾?nèi)的位溫與其層底的位溫差大于２Ｋ時(shí)，確定其為邊界層高度，如逡逑圖２．４黑色長(zhǎng)實(shí)線所示。若沒(méi)有逆溫層符合上述要求或者所獲取高度大于５ｋｍ時(shí)，則取位逡逑溫梯度最大的層次作為邊界層高度。逡逑ＰＢＬ邋ｕｓｉｎｇ邋Ｈｅｆｔｔｅｒ邋ｍｅｔｈｏｄ邋ｆｏｒ邋５８４５７邋２０１２０４１６００逡逑Ｐｏｔｅｎｔｉａ丨了ｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ邋Ｌａｐｓｅ邋Ｒａｔｅ邋＜Ｋ／ｍ＞逡逑－０邋０４０邐０邋０００邐０邋０００邐０邋０２０邐００４０逡逑Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐息逡逑５０００邋－邐／邐ｔ：：，邐－逡逑／邐ｑ逡逑４０００逡逑Ｊ邐／邋ｉｒ逡逑０邐３０００邐／邐ｙ邐－逡逑１邐ｉ，逡逑至姞－／逡逑／邐ｇＳｎ；；：：：：；：：：逡逑ｌｏｏｏ邋－邐／邐＜５邐邐逡逑ｏｊｉｉ，邐－逡逑２８０邐３００邐３２０邐３４０邐３６０邐３８０逡逑Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ邋Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（Ｋ）邋［ｓｏｌｉｄ］逡逑圖２．４邊界層位溫及位溫遞減率廓線（標(biāo)題包含站點(diǎn)以及觀測(cè)時(shí)間，藍(lán)色實(shí)線表示位溫，紅色虛線表逡逑示位溫遞減率，黑色虛線表示位溫遞減率連續(xù)超過(guò)０．００５Ｋ／ｍ的底，黑色點(diǎn)線表示位溫遞減率連續(xù)超過(guò)逡逑０．００５Ｋ／ｍ的頂，黑色實(shí)線指示邊界層高度位置）逡逑２．２．４總體里查遜數(shù)Ｒｉｂ法（穩(wěn)定條件下）逡逑總體里查遜數(shù)見(jiàn)６是描述兩層高度間垂直穩(wěn)定度的無(wú)因次量。它代表了熱力湍能產(chǎn)生逡逑率的負(fù)值與機(jī)械湍能產(chǎn)生率之比。要注意的是

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文邐資料與方法逡逑另！１，當(dāng)?shù)谝淮斡龅侥硨觾?nèi)的位溫與其層底的位溫差大于２Ｋ時(shí)，確定其為邊界層高度，如逡逑圖２．４黑色長(zhǎng)實(shí)線所示。若沒(méi)有逆溫層符合上述要求或者所獲取高度大于５ｋｍ時(shí)，則取位逡逑溫梯度最大的層次作為邊界層高度。逡逑ＰＢＬ邋ｕｓｉｎｇ邋Ｈｅｆｔｔｅｒ邋ｍｅｔｈｏｄ邋ｆｏｒ邋５８４５７邋２０１２０４１６００逡逑Ｐｏｔｅｎｔｉａ丨了ｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ邋Ｌａｐｓｅ邋Ｒａｔｅ邋＜Ｋ／ｍ＞逡逑－０邋０４０邐０邋０００邐０邋０００邐０邋０２０邐００４０逡逑Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐息逡逑５０００邋－邐／邐ｔ：：，邐－逡逑／邐ｑ逡逑４０００逡逑Ｊ邐／邋ｉｒ逡逑０邐３０００邐／邐ｙ邐－逡逑１邐ｉ，逡逑至姞－／逡逑／邐ｇＳｎ；；：：：：；：：：逡逑ｌｏｏｏ邋－邐／邐＜５邐邐逡逑ｏｊｉｉ，邐－逡逑２８０邐３００邐３２０邐３４０邐３６０邐３８０逡逑Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ邋Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（Ｋ）邋［ｓｏｌｉｄ］逡逑圖２．４邊界層位溫及位溫遞減率廓線（標(biāo)題包含站點(diǎn)以及觀測(cè)時(shí)間，藍(lán)色實(shí)線表示位溫，紅色虛線表逡逑示位溫遞減率，黑色虛線表示位溫遞減率連續(xù)超過(guò)０．００５Ｋ／ｍ的底，黑色點(diǎn)線表示位溫遞減率連續(xù)超過(guò)逡逑０．００５Ｋ／ｍ的頂，黑色實(shí)線指示邊界層高度位置）逡逑２．２．４總體里查遜數(shù)Ｒｉｂ法（穩(wěn)定條件下）逡逑總體里查遜數(shù)見(jiàn)６是描述兩層高度間垂直穩(wěn)定度的無(wú)因次量。它代表了熱力湍能產(chǎn)生逡逑率的負(fù)值與機(jī)械湍能產(chǎn)生率之比。要注意的是

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王英;熊安元;;L波段探空儀器換型對(duì)高空濕度資料的影響[J];應(yīng)用氣象學(xué)報(bào);2015年01期

2 徐桂榮;崔春光;周志敏;張兵;李躍清;趙興炳;;利用探空資料估算青藏高原及下游地區(qū)大氣邊界層高度[J];暴雨災(zāi)害;2014年03期

3 劉輝志;馮健武;王雷;洪鐘祥;;大氣邊界層物理研究進(jìn)展[J];大氣科學(xué);2013年02期

4 ;Analysis of observations on the urban surface energy balance in Beijing[J];Science China(Earth Sciences);2012年11期

5 趙世強(qiáng);張鐳;王治廳;王騰蛟;張磊;梁捷寧;;利用激光雷達(dá)結(jié)合數(shù)值模式估算蘭州遠(yuǎn)郊榆中地區(qū)夏季邊界層高度[J];氣候與環(huán)境研究;2012年05期

6 涂靜;張?zhí)K平;程相坤;楊萬(wàn)裕;楊育強(qiáng);;黃東海大氣邊界層高度時(shí)空變化特征[J];中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年04期

7 朱春玲;馬耀明;陳學(xué)龍;;青藏高原西部及東南周邊地區(qū)季風(fēng)前大氣邊界層結(jié)構(gòu)分析[J];冰川凍土;2011年02期

8 韋志剛;陳文;黃榮輝;;敦煌夏末大氣垂直結(jié)構(gòu)和邊界層高度特征[J];大氣科學(xué);2010年05期

9 徐桂榮;崔春光;;青藏高原東部及下游關(guān)鍵區(qū)大氣邊界層高度的觀測(cè)分析[J];暴雨災(zāi)害;2009年02期

10 郁淑華;;夏季青藏高原低渦研究進(jìn)展述評(píng)[J];暴雨災(zāi)害;2008年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 蔡薌寧;邊界層參數(shù)化及其在中尺度數(shù)值模式中的應(yīng)用[D];南京氣象學(xué)院;2004年

本文編號(hào)：2819594