北極以及青藏高原作為全球氣候變化的敏感區(qū)是研究全球氣候變化的關(guān)鍵區(qū)域。并且北極和青藏高原都處在人類活動(dòng)頻繁的北半球,受到了大量的人為污染,得到學(xué)者的廣泛關(guān)注。本論文利用NCEP/NCAR FNL客觀分析資料驅(qū)動(dòng)中尺度模式WRF(Weather Research and forecasting Model),模擬了2010年不同氣象條件對(duì)低緯地區(qū)排放的理想示蹤物向中高緯度地區(qū)傳輸過程的影響,并對(duì)示蹤物的傳輸總量、傳輸特征及傳輸機(jī)制進(jìn)行了分析,為深入理解低緯度地區(qū)污染物向中高緯度地區(qū)傳輸?shù)膭?dòng)力機(jī)制提供了參考依據(jù)。另外,論文還模擬了季風(fēng)期5個(gè)不同區(qū)域(青藏高原本地、中國華南地區(qū)、南亞、東南亞和中國東部)的理想示蹤物向高原地區(qū)的傳輸過程,研究其傳輸特征和機(jī)制,定量分析了高原本地污染源和外來污染源占高原污染物總量的百分比,為進(jìn)一步深入研究高原地區(qū)污染來源提供參考。論文研究得到以下主要結(jié)論:(1)12月從低緯地區(qū)傳輸?shù)礁呔暥鹊氖聚櫸镒疃?其峰值約占釋放總量的~44?,其次是9月和6月,分別達(dá)到~7.5?和~7?,3月最少,約為~0.105?。示蹤物在12月傳輸?shù)街懈呔暥鹊貐^(qū)所需的時(shí)間最短,大約為3天,其次是9月和6月,分別是6天和5天,3月示蹤物傳輸?shù)街懈呔暥人钑r(shí)間最長(zhǎng),約為9天;不同氣象條件下示蹤物在高緯度地區(qū)停留的高度也不同。3月高度較低,主要集中在850-700 hPa之間,9月在400-200 hPa之間,而6月和12月在850-200 hPa的高度之間都出現(xiàn)濃度較高的示蹤物;示蹤物傳輸?shù)穆窂街饕墉h(huán)流場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)控制,較強(qiáng)的徑向南風(fēng)和氣旋系統(tǒng)有利于示蹤物向高緯度地區(qū)傳輸,持續(xù)并且穩(wěn)定的低壓系統(tǒng)是示蹤物在12月向中高緯度傳輸量級(jí)最大的重要原因;東亞大槽強(qiáng)度對(duì)于傳輸影響不大,重要的是形態(tài),槽線的走向?qū)鬏斢绊懞艽�。槽后風(fēng)向越水平,槽前風(fēng)向越垂直,這種槽線西北-東南走向的形態(tài)越有利于傳輸。槽的形態(tài)會(huì)影響到徑向南風(fēng),這是導(dǎo)致影響傳輸?shù)母驹颉?2)不同時(shí)期,不同高度上高原地區(qū)的示蹤物來源是不同的,傳輸環(huán)境對(duì)其有重要的影響。5月,南亞的示蹤物很容易侵入高原;6月,中國東部的示蹤物更加容易,而在7月,南亞的示蹤物侵入高原的最多;初始排放量對(duì)傳輸?shù)挠绊懸笥谂欧艆^(qū)域面積對(duì)其的影響,并且傳輸高度主要集中在500 hPa以下,在7月,對(duì)流層上層也是重要的傳輸通道。示蹤物在對(duì)流層低層傳輸過程中,西南季風(fēng)和東南季風(fēng)以及西風(fēng)帶是影響傳輸?shù)闹饕蛩?而在對(duì)流層上層的傳輸過程中,南亞高壓形成的反氣旋系統(tǒng)對(duì)于傳輸起到了重要作用。
【學(xué)位單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P467
【部分圖文】：

圖 2.1 WRF 流程圖(來自 WRF 模式用戶使用手冊(cè))HYSPLIT (Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model)模式是由美國國家海洋大氣局（NOAA）等開發(fā)的計(jì)算空氣軌跡以及復(fù)雜的傳輸擴(kuò)散，化學(xué)轉(zhuǎn)化和沉降模擬的一個(gè)完整系統(tǒng)。 HYSPLIT 是大氣科學(xué)界最廣泛使用的大氣傳輸和擴(kuò)散模式之一。常見的應(yīng)用是后向軌跡分析，以確定氣團(tuán)的來源并建立源-受體關(guān)系。 HYSPLIT 模式還被用于模擬污染物的大氣傳輸，擴(kuò)散和沉降。應(yīng)用的例子有跟蹤和預(yù)測(cè)放射性物質(zhì)的釋放，火山灰、沙塵等傳輸。論文中 HYSPLIT 模式所用的氣象場(chǎng)資料為 NOAA 的 GBL（GlobalNOAA-NCEP/NCAR Pressure Level Reanalysis Data）再分析資料。2.2 再分析資料簡(jiǎn)介模式初始場(chǎng)和邊界場(chǎng)均利用 Global Forecast System-Final Operational Globaloo

9圖 3.1 模擬區(qū)域設(shè)置（紅色區(qū)域?yàn)槌跏寂欧艆^(qū)）3.3 模擬結(jié)果分析3.3.1 傳輸至中高緯度地區(qū)的總量從圖 3.2 可以看出，從示蹤物首次到達(dá)中高緯度地區(qū)的時(shí)間點(diǎn)來看，示蹤物在 12 月到達(dá)中高緯度地區(qū)的時(shí)間最快為 3 天，其次是 9 月和 6 月分別是 6 天和5 天，3 月最慢為 9 天；從到達(dá)中高緯度地區(qū)示蹤物的峰值上來看，12 月到達(dá)中高緯度的總量最多，峰值達(dá)到 44 ，其次是 6 月和 9 月分別達(dá)到 7 和 7.5 ，3月最少為0.105 。；從形態(tài)上來看，6月中高緯度地區(qū)的示蹤物量起伏比較明顯，

11圖 3.3 1979-2016 年 750 hPa 等壓面的月平均風(fēng)速 v（單位：m/s），正值代表南風(fēng)，負(fù)值代表北風(fēng)（a）3 月（b）6 月（c）9 月（d）12 月3.3.2 水平風(fēng)場(chǎng)分析之前的研究表明 WRF 模式較好地模擬出了天氣環(huán)流背景和天氣系統(tǒng)（雪巖等，2006）。從圖 3.4 可以看出示蹤物從 3 月 2 號(hào)開始由于受到緯向西風(fēng)作用向東傳輸，到達(dá) 150oE 附近 5 號(hào)出現(xiàn)較強(qiáng)偏南風(fēng)，把示蹤物向高緯地區(qū)傳送，也有部分示蹤物向南擴(kuò)散。8 號(hào)的時(shí)候，向北傳輸?shù)氖聚櫸锊]有發(fā)生明顯的北移現(xiàn)象，反而在從源區(qū)有一個(gè)分支向西北方向發(fā)展，其最遠(yuǎn)端傳輸?shù)?60oN 附近，以90oE 為界，其西部分的示蹤物受東南風(fēng)的作用，可能到達(dá)中高緯度地區(qū)；以東部分西北風(fēng)強(qiáng)勁，這部分可能向東向南傳輸難以到達(dá)中高緯度地區(qū)。11 號(hào)的時(shí)候源區(qū)西北方向區(qū)域的示蹤物濃度已經(jīng)顯著降低，可以看到有少部分示蹤物繼續(xù)
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本文編號(hào)：2842263