黃東海大氣邊界層時(shí)空變化的機(jī)制研究.pdf

1、本文利用兩次海上實(shí)測(cè)得到的GPS探空數(shù)據(jù)，結(jié)合CFSR再分析資料、衛(wèi)星數(shù)據(jù)、青島，臺(tái)州L波段雷達(dá)數(shù)據(jù)以及WRF模式，對(duì)黃東海區(qū)域的大氣邊界層時(shí)空變化特征進(jìn)行了分析，并重點(diǎn)討論了造成該種變化的影響機(jī)制。得到了以下結(jié)論：
　　在氣候態(tài)，受下墊面熱力影響的黃東海大氣邊界層（MABL）具有冬高夏低、東南高西北低的分布特點(diǎn)。東海海洋鋒的存在使得局地MABL高度梯度增大，并在海洋鋒暖水側(cè)形成極值。海氣溫差對(duì)MABL的分布具有重要影響。MABL

2、高度決定了高濕層能夠達(dá)到的高度，海表面產(chǎn)生的水汽通過(guò)MABL中的湍流混合到達(dá)MABL層頂。東海黑潮形成的冷、暖海區(qū)使得其上MABL以海洋鋒為界南高北低，配合自由大氣中的等熵面運(yùn)動(dòng)等，造成了海洋鋒兩側(cè)水汽分布的顯著差異，夏季隨著海洋鋒消失，此現(xiàn)象也消失。這種分布特征與春季黃東海南部多低云，北部多霧的天氣現(xiàn)象吻合。
　　海氣溫差反映了海面大氣的層結(jié)，對(duì)MABL的性質(zhì)起決定性影響。由于海水的熱力性質(zhì)穩(wěn)定，5月、11月中MABL的日變化均

3、不明顯，這與陸地邊界層的性質(zhì)明顯不同。在暖水區(qū)，海氣溫差的大小能影響MABL的高度，而在冷水區(qū)則沒(méi)有明顯的影響。同時(shí)，冷、暖水交匯形成的海洋鋒區(qū)能夠在 MABL中產(chǎn)生次級(jí)環(huán)流，影響局地的上升運(yùn)動(dòng)。
　　太陽(yáng)輻射、低層風(fēng)切變也是影響MABL高度的重要因子。其中5月份太陽(yáng)輻射的作用不明顯，大的風(fēng)切變對(duì)MABL有顯著影響；在11月，風(fēng)切變普遍很小，作用不顯著，而太陽(yáng)輻射對(duì)MABL的影響凸顯出來(lái)。
　　自由大氣中的垂直運(yùn)動(dòng)對(duì)MABL

4、的高度變化也有影響，表現(xiàn)為天氣系統(tǒng)和大尺度等熵運(yùn)動(dòng)的影響。其中，處于低壓后部、高壓前部的站點(diǎn)MABL高度明顯大于高壓中心控制下的站點(diǎn)。季風(fēng)轉(zhuǎn)向帶來(lái)的南、北風(fēng)差異使得自由大氣沿傾斜的等熵面產(chǎn)生上升、下沉的趨勢(shì)，這種趨勢(shì)能夠加強(qiáng)MABL中的上升/下沉運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而抬高/壓低MABL。
　　背景風(fēng)場(chǎng)在海洋鋒區(qū)的變化則能夠通過(guò)低層風(fēng)場(chǎng)的旋度、散度變化影響MABL。3月份海洋鋒的熱成風(fēng)機(jī)制配合東北風(fēng)，在海洋鋒暖水側(cè)形成強(qiáng)的正渦度中心。該中心通過(guò)

5、Ekman抽吸作用增強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)，抬升MABL，并引起了局地降水的顯著增加。4月份由于背景風(fēng)場(chǎng)風(fēng)向改變、風(fēng)速減弱，正渦度中心明顯弱于3月，也就不能夠產(chǎn)生暖水側(cè)的降水中心。背景風(fēng)的風(fēng)向與海洋鋒主軸的相對(duì)位置決定了MABL中的渦度、散度分布。
　　沿岸站點(diǎn)資料與探空的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，沿海地區(qū)的大氣邊界層兼具海洋、陸地邊界層的特征?？偟膩?lái)說(shuō)，在沿岸地區(qū)，受陸地影響邊界層日變化較海上更為明顯，對(duì)流強(qiáng)于海上；但又由于處海洋氣候，層結(jié)變化更小，穩(wěn)定性