黃東海大氣邊界層時空變化的機制研究.pdf

1、本文利用兩次海上實測得到的GPS探空數(shù)據(jù)，結合CFSR再分析資料、衛(wèi)星數(shù)據(jù)、青島，臺州L波段雷達數(shù)據(jù)以及WRF模式，對黃東海區(qū)域的大氣邊界層時空變化特征進行了分析，并重點討論了造成該種變化的影響機制。得到了以下結論：
　　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。東海海洋鋒的存在使得局地MABL高度梯度增大，并在海洋鋒暖水側形成極值。海氣溫差對MABL的分布具有重要影響。MABL

2、高度決定了高濕層能夠達到的高度，海表面產生的水汽通過MABL中的湍流混合到達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動等，造成了海洋鋒兩側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，對MABL的性質起決定性影響。由于海水的熱力性質穩(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)則沒有明顯的影響。同時，冷、暖水交匯形成的海洋鋒區(qū)能夠在 MABL中產生次級環(huán)流，影響局地的上升運動。
　　太陽輻射、低層風切變也是影響MABL高度的重要因子。其中5月份太陽輻射的作用不明顯，大的風切變對MABL有顯著影響；在11月，風切變普遍很小，作用不顯著，而太陽輻射對MABL的影響凸顯出來。
　　自由大氣中的垂直運動對MABL

4、的高度變化也有影響，表現(xiàn)為天氣系統(tǒng)和大尺度等熵運動的影響。其中，處于低壓后部、高壓前部的站點MABL高度明顯大于高壓中心控制下的站點。季風轉向帶來的南、北風差異使得自由大氣沿傾斜的等熵面產生上升、下沉的趨勢，這種趨勢能夠加強MABL中的上升/下沉運動，進而抬高/壓低MABL。
　　背景風場在海洋鋒區(qū)的變化則能夠通過低層風場的旋度、散度變化影響MABL。3月份海洋鋒的熱成風機制配合東北風，在海洋鋒暖水側形成強的正渦度中心。該中心通過

5、Ekman抽吸作用增強上升運動，抬升MABL，并引起了局地降水的顯著增加。4月份由于背景風場風向改變、風速減弱，正渦度中心明顯弱于3月，也就不能夠產生暖水側的降水中心。背景風的風向與海洋鋒主軸的相對位置決定了MABL中的渦度、散度分布。
　　沿岸站點資料與探空的對比發(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?？偟膩碚f，在沿岸地區(qū)，受陸地影響邊界層日變化較海上更為明顯，對流強于海上；但又由于處海洋氣候，層結變化更小，穩(wěn)定性