穿透性對流是導(dǎo)致北半球夏季平流層低層南亞高壓內(nèi)水汽極值形成的重要機(jī)制之一,關(guān)于副熱帶東亞季風(fēng)區(qū)穿透性對流是否對平流層低層水汽等物質(zhì)分布存在影響目前尚不清楚。本文選取2016年的武漢暴雨事件,采用Cloudsat和Aura Microwave Limb Sounder（MLS）衛(wèi)星數(shù)據(jù),分析了東亞季風(fēng)區(qū)的穿透性對流活動對上對流層/下平流層物質(zhì)分布的影響。利用CloudSat衛(wèi)星資料云分類產(chǎn)品和Aura MLS衛(wèi)星數(shù)據(jù)聯(lián)合分析武漢暴雨過程中捕捉到1次穿透性對流事件,該事件發(fā)生于2016年7月4日05時（協(xié)調(diào)世界時）的穿透性對流,中心位于海上梅雨帶區(qū)域。分析表明,這次對流穿透事件對上對流層/下平流層物質(zhì)分布有顯著影響,穿透性對流活動影響到對流層頂以上的物質(zhì)分布,具體表現(xiàn)是:首先,穿透性對流顯著減少了局地對流層頂附近的臭氧含量,較之氣候態(tài)對流層頂臭氧含量偏少32.53%;其次,穿透性對流能夠增加局地對流層頂附近的水汽混合比含量,它通過更多的云冰粒子蒸發(fā)來增強局地平流層水汽含量,同時通過更強的垂直水汽輸送來直接加濕平流層。此次穿透性對流事件對水汽變化影響較之對臭氧含量變化的影響更為顯著,它使得對... 

【文章來源】：大氣科學(xué). 2020,44(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

2016年6月30日至7月6日基于MLS數(shù)據(jù)的主雨帶區(qū)域（圖3中灰色框標(biāo)注區(qū)域）平均的（a）水汽體積混合比（單位：10-6）、（b）臭氧體積混合比（單位：10-6）、（c）冰水含量（單位：10-3 g m-3）隨時間的演變

圖5展示了7月4日上對流層/下平流層沿衛(wèi)星軌道（圖3E軌道）剖面的臭氧、水汽混合比、冰水含量、溫度分布。如圖5a所示，在240～120 h Pa高度處，對流穿透區(qū)域的臭氧含量相對于衛(wèi)星軌道南北兩側(cè)的非深對流區(qū)域明顯偏少�？紤]到對流層低層的臭氧含量相對較少，對流引起的垂直輸送將稀釋局地對流層頂附近的臭氧含量，該差異表明此次對流穿透能夠影響對流層頂及以上的物質(zhì)分布。在對流層頂高度上，同該位置的氣候態(tài)相比臭氧偏少了32.53%（圖6a）。穿透性對流事件B對下平流層臭氧含量的影響明顯強于深對流事件A（圖6b、圖7a）。上述現(xiàn)象表明，此次穿透性對流也實現(xiàn)了直接從對流層向平流層的質(zhì)量輸送。武漢暴雨事件中對流穿透位置處的水汽的變化較臭氧變化更加顯著。伴隨著深對流事件發(fā)展，對流層的水汽被直接輸送到平流層，使上對流層/下平流層水汽含量增加�？臻g上，與沿軌道方向南北兩側(cè)非對流區(qū)域相比，對流區(qū)域140～120 h Pa的水汽混合比明顯更多（圖5b）。時間上，這次海上深對流事件引起水汽混合比在對流層頂高度上（139.06 h Pa）較氣候態(tài)偏多了98.15%。穿透性對流事件B強烈影響上對流層/下平流層水汽分布，其影響遠(yuǎn)強于深對流事件A（圖6b、圖7b）。由于穿透性對流個例B對流層頂附近溫度更高（圖5e、圖7e），環(huán)境大氣的飽和水汽壓更高，更有利于對流層的水汽進(jìn)入平流層。故這次事件顯著增強了局地上對流層/下平流層的水汽混合比。

圖4 2016年6月30日至7月6日基于MLS數(shù)據(jù)的主雨帶區(qū)域（圖3中灰色框標(biāo)注區(qū)域）平均的（a）水汽體積混合比（單位：10-6）、（b）臭氧體積混合比（單位：10-6）、（c）冰水含量（單位：10-3 g m-3）隨時間的演變這次穿透性對流事件對流層頂附近，冰水含量存在于深對流主體區(qū)域（圖5d、圖7d）。相較于深對流個例A，穿透性對流個例B在對流層頂附近垂直速度很強，大于10 m s-1。）指出較強的垂直速度更有利于水物質(zhì)凇化，產(chǎn)生更強的云冰異常中心。由于對流層頂附近大氣相對于冰的相對濕度不飽和，生成的冰粒子不易掉落，繼續(xù)留在平流層低層，故可以通過蒸發(fā)加濕大氣（;;）。此外，由于穿透性對流個例B對流層頂附近環(huán)境溫度相對個例A更高（圖5e），有利于云冰蒸發(fā)加濕大氣。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]武漢市一次對流梅雨暴雨過程診斷分析[J]. 張端禹,崔春光,廖移山.  氣象科技. 2018(03)
[2]基于最優(yōu)插值方法分析的中國區(qū)域地面觀測與衛(wèi)星反演逐時降水融合試驗[J]. 潘旸,沈艷,宇婧婧,趙平.  氣象學(xué)報. 2012(06)
[3]我國東部夏季一次強對流活動過程中對流層上部大氣成分變化的分析[J]. 易明建,傅云飛,劉鵬,衡志煒,高越,洪星園.  大氣科學(xué). 2012(05)
[4]利用星載測雨雷達(dá)探測結(jié)果對夏季中國南方對流和層云降水氣候特征的分析[J]. 劉鵬,傅云飛.  大氣科學(xué). 2010(04)
[5]基于星載測雨雷達(dá)探測的亞洲對流和層云降水季尺度特征分析[J]. 傅云飛,張愛民,劉勇,鄭媛媛,胡運芳,馮沙,曹愛琴.  氣象學(xué)報. 2008(05)
[6]云探測衛(wèi)星CloudSat[J]. 馬占山,劉奇俊,秦琰琰,諶蕓.  氣象. 2008(08)

博士論文
[1]穿透性對流活動特征及其對上對流層/下平流層臭氧分布的影響[D]. 冼桃.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014



本文編號：3353779