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相似文献
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1.
南极臭氧洞与南极涡旋的变化——IAP模式的试验结果   总被引:2,自引:0,他引:2  
陈月娟  张弘  毕训强 《大气科学》1999,23(4):462-468
通过对IAP9层全球大气环流模式试验结果的分析,讨论了1987年南极臭氧洞对平流层大气辐射加热率和温、压、风场的影响。结果表明,南半球高纬和极地平流层臭氧含量的耗损,使该地区辐射加热率明显减小,气温明显下降,等压面明显下降,南极涡旋明显加强,说明南极春季涡旋的强弱与该地区臭氧含量及其热状况有密切关系。  相似文献   

2.
平流层对对流层的作用是准确评估、预测对流层气候变化的一个重要方面。其中平流层成分尤其是臭氧的变化,可以改变平流层乃至对流层的辐射平衡,从而影响平流层、对流层的热动力过程。本文从辐射、动力2个角度介绍了平流层臭氧影响对流层气候变化的若干研究进展。平流层臭氧可以通过长短波辐射的方式对对流层大气造成辐射强迫,利用大气化学气候模式可以定量计算平流层臭氧变化引起的辐射强迫,但是辐射强迫的估算受模式中辐射传输模块本身缺陷的影响存在不确定性。动力方面,平流层臭氧变化产生的辐射效应可以改变温度的垂直和经向梯度,造成波折射指数的变化,进而影响平流层甚至对流层内波的折射与反射,通过上对流层下平流层区域内的波—流相互作用,对对流层气候产生影响。另外,南极臭氧损耗可通过大气环状模影响冬春季中高纬度对流层的天气气候,但是其影响的强度大小以及物理机制仍需进一步的确认。值得注意的是,北极平流层臭氧的变化与北半球中高纬度气候变化之间的关系相比南半球要更加复杂,需要更为深入的研究。  相似文献   

3.
对流层气溶胶的直接气候效应对平流层的影响   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
通过WACCM-3模式中气溶胶光学厚度与卫星资料的对比发现,模式可以很好地再现全球气溶胶的主要分布特征,但在一些区域还存在数值上的差异。利用数值试验研究对流层气溶胶的直接气候效应对平流层气候的影响,结果表明:对流层气溶胶对平流层气候有明显影响,平流层化学过程在这一影响中起重要作用,而对流层气溶胶对平流层辐射的影响不是其直接气候效应对平流层影响的主要原因。其机制可能是对流层气溶胶改变对流层的辐射平衡,影响对流层的温度和大气环流,进而影响行星波的上传,使得平流层气候发生变化;影响区域主要位于高纬度和极地地区,南半球的变化比北半球大,温度变化最大达10 K,纬向风变化最大可达12 m/s,臭氧体积分数最多减少0.8×10-6。  相似文献   

4.
李刚  张鹭 《气象科学》2016,36(1):10-19
本文使用1978—2013年美国大气海洋局NOAA研发的STAR V3.0版本的MSU/AMSUA逐月亮温格点数据,引入集合经验模式分解(EEMD)方法,研究了高空大气亮温的非线性变化趋势,尤其注重亮温气候趋势的时间演变特征,并与传统线性回归(CLR)方法做了对比研究。结果表明,在全球对流层增温、平流层降温的大背景下,基于EEMD的亮温非线性趋势演变特征表现为:近10 a对流层中、高层全球平均增暖趋势放缓,甚至出现轻微的降温趋势;北半球对流层增暖首先出现在北极,随后向低纬度方向延伸。北极对流层增暖向上影响高层大气,最高可以扩展到平流层低层。南半球对流层中低纬度地区受北半球大气影响也出现增温。另外,近10 a南极地区出现显著的独立增温现象。平流层变冷北半球最早从中纬度地区开始发生,变冷逐渐增强的同时向极地和低纬度两侧扩张。南极上空平流层大气早期也出现显著变冷,然而随着2000年以后南极大范围增暖,平流层变冷逐渐转移到中低纬地区。  相似文献   

5.
本文采用一个可用于大气定常波数值试验的线性化原始方程三维谱模式,研究了平流层环流对平流层内各种定常大尺度加热分布的响应.相对于北半球冬季纬向对称的基本状态,讨论了大尺度加热分布对冬季平流层大尺度运动的影响.发现平流层大气除受到对流层的热力强迫作用外,还将受到平流层内热源的影响,由于这种热力强迫作用,在平流层出现了1-2波的环流,但对对流层的环流影响却不大.引入臭氧加热率,使我们进一步证实了臭氧做为平流层中重要的增温因子所起的作用.数值试验的结果表明,臭氧对平流层环流的形成和维持,有着重要的贡献.  相似文献   

6.
南半球臭氧变化气候效应的数值模拟   总被引:3,自引:0,他引:3  
采用一个陆气耦合的9层谱模式模拟了南半球臭氧减少所产生的气候效应。数值试验结果表明,南半球臭氧的减少不仅对南半球温度场的 大气环流有影响,而且对北半球的温度场结构和大气环汉也有一定的影响。其气候效应具有全球性。南半球臭氧减少总体上可以使平流层中层以上大气降温、平流层低层增温、对流层顶附近降温。此外,在北半球冬半年期间,南半球臭氧的减少可使南北半球的副热带西风急流都减弱,极锋急流都增强;在北半球夏半  相似文献   

7.
冬季北半球平流层季节内振荡与对流层季节内振荡的关系   总被引:4,自引:1,他引:3  
李崇银  程胜  潘静 《大气科学》2006,30(5):744-752
通过平流层大气ISO与对流层大气ISO的比较分析,发现在中高纬地区平流层大气ISO与对流层大气ISO有着许多相同点.北半球冬半年平流层大气环流主要低频模态也可认为是北极涛动(AO),其空间分布的主要特征为; 高纬度地区与中低纬度地区为反位相变化,北极地区附近具有最大的变化值; 其季节内振荡的正位相对应于AO增强,负位相对应于AO减弱.北半球冬半年平流层100 hPa 和70 hPa 位势高度场的低频遥相关分析表明,北极地区(概指北纬60°N以北)和北半球其他大部分地区呈负相关,北极涛动扮演了非常重要的角色.同时,北半球冬半年平流层的主要低频波列是从欧亚大陆中部到西北太平洋,并且由纬向型低频波列(欧亚大陆-西伯利亚-太平洋)和经向型低频波列(欧亚大陆-北极-太平洋)共同构成.平流层30 hPa 和对流层500 hPa 上经过带通滤波(15~90 d)位势高度场的EOF第一主分量的形势有十分类似的特征,它们对应的时间系数序列有显著的延迟相关关系.因此可以认为,北半球平流层大气ISO的变化要先于对流层大气,在滞后35 d 左右其相关系数达到最大.大气环流模式(SAMIL)的数值模拟试验结果也表明,平流层的低频扰动可以在14 d 之后便在对流层500 hPa上激发出低频响应,其谱峰在30 d 左右.这进一步表明,通过大气季节内振荡,平流层的异常可以影响到对流层.  相似文献   

8.
一、引言臭氧-气候问题在近五年内已经引起学者们的广泛注意,其主要原因是人们揭示了这样的可能性:人类活动可以明显地改变现有的大气臭氧浓度。而且,如Ramanathan所总结的,一些研究已经指出:太阳活动可以引起中层大气(即25公里以上的气层)中的臭氧浓度发生较大变化。本文将讨论由于臭氧浓度的波动和变化所能造成对对流层-平流层气候的可能影响。对流层臭氧的变化可以直接通过改变原来的对流层辐射增温率而影响气候,另一方面,平流层中的臭氧变化通过平流层和对流层之间的辐射与动力耦合机制,影响对流层的气候。首先,我们定性阐述这些相关机制的特征;然后,给出臭氧含量变化的各种类型,最后,归纳出考虑了臭氧含量变化之气候效应的模式。  相似文献   

9.
北极臭氧洞     
正2020年由于北极地区大气环流异常,春季平流层极涡中温度持续偏低,平流层冰晶云面积也创新高,臭氧的化学损耗更大,低值低于220220 DU,故而首次出现了臭氧洞。在目前大气环境被污染的情况下,南极臭氧洞的变化和北极臭氧洞是否出现等,取决于南北两极春季平流层极涡及其低温状态的变化。2020年春季,首个北极臭氧洞出现与春季平流层极涡的持续低温有关,是由大气环流等自然因素引起的,并无环境指示意义。  相似文献   

10.
本文综述了近年来关于平流层大气动力学及其与对流层大气相互作用动力过程的研究进展,特别是回顾了近年来关于平流层大气环流和行星波动力学、热带平流层大气波动及其与基本气流相互作用、平流层大气环流变异对对流层环流和气候变异的影响及其动力过程、平流层大气数值模拟以及在全球变暖背景下平流层大气的长期演变趋势预估等的研究进展。最近的研究揭示了大气准定常行星波传播波导的振荡现象、重力波在热带平流层准两年振荡和全球物质输送中的作用、平流层长期的变冷趋势变化、平流层在对流层天气和气候变化中的作用等现象,表明了平流层大气动力学研究的重要性。平流层大气动力学的深入研究,以及对数值模式中平流层模拟性能的提高,最终都会推动整个大气科学和气候变化研究的进一步发展。  相似文献   

11.
NumericalExperimentfortheImpactoftheOzoneHoleoverAntarcticaontheGlobalClimate①ChenYuejuan(陈月娟),ZhangHong(张弘)Dept.ofEarthandSp...  相似文献   

12.
A numerical experiment has been carried out with IAP (Institute of Atmospheric Physics) 9-layer general circulation model to investigate the influence of the Antarctic Ozone Hole on the global climate. The results show that the changes of total amount of ozone over higher latitude and polar region of the Southern Hemisphere affect not only the climate in the Southern Hemisphere, but also that in the Northern Hemisphere significantly. In the next spring, although the total amount of ozone over Antarctica has returned to the normal value, the influences of Ozone Hole still exist. Suppported by LASG and the National Key Project of Fundamental Research “Climate Dynamics and Climate Prediction Theory.≓  相似文献   

13.
Recent studies demonstrate that the Antarctic Ozone Hole has important influences on Antarctic sea ice.While most of these works have focused on effects associated with atmospheric and oceanic dynamic processes caused by stratospheric ozone changes,here we show that stratospheric ozone-induced cloud radiative effects also play important roles in causing changes in Antarctic sea ice.Our simulations demonstrate that the recovery of the Antarctic Ozone Hole causes decreases in clouds over Southern Hemisphere(SH)high latitudes and increases in clouds over the SH extratropics.The decrease in clouds leads to a reduction in downward infrared radiation,especially in austral autumn.This results in cooling of the Southern Ocean surface and increasing Antarctic sea ice.Surface cooling also involves ice-albedo feedback.Increasing sea ice reflects solar radiation and causes further cooling and more increases in Antarctic sea ice.  相似文献   

14.
This study simulates the effective radiative forcing(ERF) of tropospheric ozone from 1850 to 2013 and its effects on global climate using an aerosol–climate coupled model, BCC AGCM2.0.1 CUACE/Aero, in combination with OMI(Ozone Monitoring Instrument) satellite ozone data. According to the OMI observations, the global annual mean tropospheric column ozone(TCO) was 33.9 DU in 2013, and the largest TCO was distributed in the belts between 30°N and 45°N and at approximately 30°S; the annual mean TCO was higher in the Northern Hemisphere than that in the Southern Hemisphere;and in boreal summer and autumn, the global mean TCO was higher than in winter and spring. The simulated ERF due to the change in tropospheric ozone concentration from 1850 to 2013 was 0.46 W m~(-2), thereby causing an increase in the global annual mean surface temperature by 0.36℃, and precipitation by 0.02 mm d~(-1)(the increase of surface temperature had a significance level above 95%). The surface temperature was increased more obviously over the high latitudes in both hemispheres, with the maximum exceeding 1.4?C in Siberia. There were opposite changes in precipitation near the equator,with an increase of 0.5 mm d~(-1)near the Hawaiian Islands and a decrease of about-0.6 mm d~(-1)near the middle of the Indian Ocean.  相似文献   

15.
The Northern Hemisphere winter (DJF) stationary eddy response of a general circulation model (GCM) to a doubling of atmospheric CO2 is simulated with a linear steady state model as a response to anomalies in diabatic heating (latent, sensible and radiative), mountain and transient eddy effects. For this analysis the doubled CO2 experiment performed by Wilson and Mitchell (1987) is used. The linear simulations of the control and perturbation climate capture most of the important features of the GCMs stationary eddies. The simulation of the anomalous stationary eddy pattern in the Northern Hemisphere captures only some of the important features of the GCMs anomalies. The climate anomalies in the Southern Hemisphere are poorly simulated. In the Northern Hemisphere the climate anomalies are dominated by the effect of transient eddies and mountains. In low latitudes also the contribution of latent heating is important. The contributions of sensible and radiative heating are small.  相似文献   

16.
In this paper we describe a technique for estimating chemical ozone loss in the Arctic vortex. Observed ozone and temperature profiles are combined with the model potential vorticity field to produce time series of vortex averaged ozone mixing ratios on chosen isentropic surfaces. Model-derived radiative heating rates and observed vertical gradients of ozone are then used to estimate the change in ozone that would occur due to diabatic descent. Discrepancies with the observed ozone are interpreted as being of chemical origin, assuming that there is negligible horizontal transport or mixing of air into the vortex. The technique is illustrated using ozone sonde measurements collected during the 1991/92 European Arctic Stratospheric Ozone Experiment (EASOE), meteorological analyses from the European Centre for Medium-range Weather Forecasts (ECMWF) and radiative heating rates extracted from the Global Atmospheric Modelling Programme (UGAMP) 3D General Circulation Model. Our results show that there was photochemical ozone destruction inside the Arctic vortex in early 1992 with a loss between 475 K and 550 K (around 20 km) of 0.32±0.15 ppmv in the first 20 days of January, equivalent to a rate of 0.51±0.24%/day (at the 95% confidence level).  相似文献   

17.
To analyze the mechanism by which water vapor increase leads to cooling in the stratosphere, the effects of water-vapor increases on temperature in the stratosphere were simulated using the two-dimensional, interactive chemical dynamical radiative model (SOCRATES) of NCAR. The results indicate that increases in stratospheric water vapor lead to stratospheric cooling, with the extent of cooling increasing with height, and that cooling in the middle stratosphere is stronger in Arctic regions. Analysis of the radiation process showed that infrared radiative cooling by water vapor is a pivotal factor in middle-lower stratospheric cooling. However, in the upper stratosphere (above 45 km), infrared radiation is not a factor in cooling; there, cooling is caused by the decreased solar radiative heating rate resulting from ozone decrease due to increased stratospheric water vapor. Dynamical cooling is important in the middle-upper stratosphere, and dynamical feedback to temperature change is more distinct in the Northern Hemisphere middle-high latitudes than in other regions and signiffcantly affects temperature and ozone in winter over Arctic regions. Increasing stratospheric water vapor will strengthen ozone depletion through the chemical process. However, ozone will increase in the middle stratosphere. The change in ozone due to increasing water vapor has an important effect on the stratospheric temperature change.  相似文献   

18.
七月中、低纬地区定常波动和加热场的模拟特征   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文利用P-σ混合坐标原始分程球带模式的最新版本,对七月中、低纬地区的定常波动及非绝热加热场进行了数值模拟。结果表明,模式成功地模拟出了北半球夏季对流层中波数为2的定常波动。高层波峰出现在大陆,波谷出现在海洋上,低层则相反。南半球的副热带高压带也模拟出来了。降水量的模拟也是成功的,特别是位于ITCZ中的积云对流性降水。加热场的模拟结果指出,七月份的热源区除了主要分布在北半球的几个主要大陆上,还分布在热带海洋上ITCZ所在区;其余的广大洋面则显示出冷源的性质。其中热带海洋的热源以潜热加热为主(主要分布于大气的中高层),大陆上的热源有的以感热为主(主要分布于大气的低层),有的仍以潜热加热贡献较大。海洋的冷源是由长波辐射冷却造成的。   相似文献   

19.
利用国家气候中心大气环流模式BCC_AGCM2.0,结合IPCC 第五次评估报告给出的最新有效辐射强迫的概念,模拟了自工业革命以来由于人类活动造成的甲烷浓度增加引起的有效辐射强迫及其气候效应。得出如下结论:甲烷浓度增加造成的有效辐射强迫的全球平均值为0.49 W/m2;导致全球平均地表温度上升0.31 ℃,升温主要分布在南北半球中高纬度地区;全球平均降水量增加0.02 mm/d,赤道辐合带降水中心有向北移动的趋势;地表水汽通量的变化使高纬度地区云量增加(约4%),而中低纬度地区云量减小(约-3%)。  相似文献   

20.
本文采用欧洲中心7层网格点逐月平均全球资料和同期美国KWBC的太平洋海温资料分析了1982年1月~1983年12月ElNino期间和1988年1月 ̄1989年12月LaNina期间大气加热场的特征。结果表明,海表温度异常时,海面向上输送的感热、潜热通量变化并不大,有时甚至出现和海温距平变化相反的趋势,而另一方面,各辐射量和凝结加热量变化却很重要。进一步本文又分别以多年平均的12月、ElNino及LaNina强盛时的1982年12月和1988年12月的实测海温和实测大气资料为初值作了数值模拟,模拟的大气状况与真实大气状况一致。根据资料分析和数值模拟的结果,本文认为作大尺度中长期天气预报及研究海气相互作用时应充分考虑辐射收支和凝结加热量的变化。  相似文献   

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