利用美國航空航天局MERRA再分析資料和MODIS衛(wèi)星資料以及歐洲氣象中心ERA-Interim再分析資料研究了發(fā)生于青藏高原北側(cè)上空的一次地形重力波事件,并使用中尺度預(yù)報(bào)模式WRF-ARW（V3.0）對(duì)其進(jìn)行了數(shù)值模擬,診斷分析了此次地形重力波在上對(duì)流層下平流層（UTLS）區(qū)域造成的物質(zhì)和能量垂直傳輸特征。在此基礎(chǔ)上,利用美國國家環(huán)境預(yù)報(bào)中心CFSR再分析資料的重力波數(shù)據(jù)和位勢(shì)渦度數(shù)據(jù),結(jié)合MLS衛(wèi)星反演的N2O、CO和HALOE衛(wèi)星反演CH4等大氣成分資料,從氣候?qū)W的角度探討了重力波對(duì)平流層對(duì)流層物質(zhì)交換（STE）的影響,分析了北半球中緯度地區(qū)尤其是青藏高原地區(qū)上對(duì)流層下平流層區(qū)域重力波活動(dòng)的年際、季節(jié)變化和長(zhǎng)期趨勢(shì)及其與平流層對(duì)流層物質(zhì)交換之間的相互聯(lián)系。論文最后利用大氣化學(xué)氣候模式（WACCM3）模擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)診斷了重力波通過影響B(tài)-D環(huán)流進(jìn)而對(duì)STE過程產(chǎn)生的影響。論文研究獲得的主要結(jié)論如下：（1）利用WRF-ARW（V3.0）模式結(jié)合再分析資料和衛(wèi)星觀測(cè)資料分析了發(fā)生于青藏高原北側(cè)的一次地形重力波事件,分析結(jié)果表明：這一中尺度地形重力波信號(hào)的水平波長(zhǎng)約為700 km,與擾動(dòng)地... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖３．１?（ａ）２００８年５月１日０３時(shí)ＭＥＲＲＡ再分析資料ｌＯＯｈＰａ垂直速度分布（單位：Ｐａｓ－ｉ）；??（ｂ）?２００８年５月Ｉ日０４時(shí)３０分ＭＯＤＩＳ衛(wèi)星觀測(cè)的云光學(xué)厚度??１３??

?丁姥?宦圮娏??刪又釁攪韃愣粵髏窳睒塹難星桑崳?圖３．２是使用ＭＥＲＲＡ－ＩＡＵ?３ｄ日再分析數(shù)據(jù)再現(xiàn)的２００６年７月１７日１２??時(shí)發(fā)生于南極半島上空的一次重力波事件，選取高度也是１００?ｈ化。Ｎｏｄ等［＾??曾使用ＷＲＦ模式對(duì)這一平流層重為波信號(hào)進(jìn)斤了模擬分析，并結(jié)合觀測(cè)實(shí)驗(yàn)??’研究發(fā)現(xiàn)南極半島的道格拉斯嶺是這次地形重力波事件的觸發(fā)地形，道格拉斯??嶺和杰克遜山構(gòu)成了重力波信號(hào)區(qū)域下方的巧峰地形結(jié)構(gòu)，這與本文所研究重??力波信號(hào)的擾動(dòng)地形的結(jié)構(gòu)形態(tài)非常相似，也具有相近的水平地形尺度。將圖??３．１（ａ）中本研究發(fā)現(xiàn)的重力波信號(hào)與圖３．２中Ｎｏｄ等所研究的地形重力波進(jìn)??行比對(duì)，可Ｗ發(fā)現(xiàn)二者在垂直速度的水平結(jié)構(gòu)和波形分布形態(tài)上都非常相似，??這說明本研究中所使用的１．２５°Ｘ１．２５°水平分辨率的ＭＥＲＲＡ－１ＡＵ?３ｄ日再分析??資料可Ｗ很好地在ＵＴＬＳ區(qū)域捕捉到中尺度地形重力波水平波列信號(hào)。??Ｖｅｒｔ忙ａｌ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｖｅｌｏｃｉｔｙ?Ｐａ?ｓ－１??６５．Ｓ－感??ＳＳ＾Ｗ?８〇ｅＷ?巧７０？Ｗ?防叫Ｖ?６０？ｗ?５５？Ｗ?５０＊＊Ｗ??－０．１?－０．０５?－０．０１?０．０３?０．０８??圖３．２?２００６年７月１７日１２時(shí)南極半島ＭＥＲＲＡ再分析資料１００?ｈＰａ垂直速度分布（單??位：Ｆ＾ａ＇ｓ—’）??圖３．３（ａＨｃ）給出了此次重力波事件活躍時(shí)段的垂直速度在３８°Ｎ的經(jīng)度－高??度剖面。可看出，８５°？１０５巧這片區(qū)域上空的垂直速度在垂直方向也出現(xiàn)了??正負(fù)值中屯、交替分布的現(xiàn)象

力波信號(hào)傳至７０?Ｗａ高度附近，而在０６時(shí)１００?Ｗａ高度附近重力波波形消失，??波形消失可能的原因是重力波在上傳過程中發(fā)生了破碎，具體的波破碎高度將??在下面的研究中通過模式模擬結(jié)果加レッ判定。從圖３．３可１＾看出本次重力波的??水平波長(zhǎng)Ａｈ約為７００?ｋｍ，與地形尺度非常接近，張靈杰等ｆｓｗ用無線電探空資??料證實(shí)２００８年５月在這一地區(qū)存在較為頻繁的重力波活動(dòng)，并指出這一時(shí)段重??力波水平波長(zhǎng)主要集中在１００￣６００ｋｍ之間。我們參考卞建春等的方法，通??過頻散關(guān)系陽２－巧Ａｈ２＝Ｗ２；Ｉｚ２估計(jì)ＭＥＲＲＡ－ＩＡＵ?３ｄ日再分析數(shù)據(jù)中重力波信??號(hào)理論水平波長(zhǎng)＾；＾，其中固有頻率５可根據(jù)關(guān)系計(jì)算得到：??Ｓ／Ｉ／Ｉ?＝化?／義２）１／２??上式中；和；１２可Ｗ通過下式計(jì)算得出（式中上劃線表示高度平均，這里取??波形較為明顯的７００￣１００ｈＰａ）：??／Ｉ。＝?Ｕ＇２?＋?＂＇２?＋?叔?Ｕ＇２?—?Ｖ‘２）?＋?４ｕ‘Ｖ‘２??垂直波長(zhǎng)心可根據(jù)地形重力波垂直波長(zhǎng)理論公式Ｉｚ?＝?ＺＷＺ／ｗ估計(jì)，其中Ｗ為??浮力頻率，Ｕ為擾動(dòng)地形附近的紳向風(fēng)速。計(jì)算結(jié)果顯示，此次重力波的理論??垂直波長(zhǎng)約為３?ｋｍ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3568475