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相似文献
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1.
利用NCEP客观分析资料、卫星观测资料和中尺度化学模式(WRF-Chem),对2007年4月17日发生在青藏高原(下称高原)北侧塔克拉玛干沙漠地区的一次沙尘过程进行分析,研究了高原及附近地区沙尘气溶胶从地面向对流层上部和平流层下部传输的特征和机制,以及不同粒径沙尘粒子在传输中的差异。结果表明,沙尘粒子的垂直传输高度与背景水平风场的垂直分布特征密切相关,在没有云微物理过程参与的情况下,当高原上空出现深厚南北风交汇,形成穿透对流层顶的上升运动时,源于塔克拉玛干沙漠地区的沙尘气溶胶粒子,能到达高原上空,在辐合上升运动的作用下传输至下平流层,且具有明显的倾斜向上传输的特征。进一步分析表明,到达平流层下层的沙尘在空间上并不与地面沙尘源的位置相匹配。不同粒径的沙尘粒子的传输表现出不同的特征,粒径小的沙尘气溶胶粒子更容易在上升气流的作用下传至下平流层,而粒径8.0μm的沙尘粒子则在重力沉降作用影响下无法传至下平流层。敏感性数值试验结果表明,降低高原地形会使得高原上空沙尘气溶胶粒子向南和向上的传输变弱。  相似文献   

2.
根据碰并率通量随粒子半径变化极小的物理事实,利用半径空间极值点处碰并率函数的连续光滑的性质,把在低Péclet数条件下得到的碰并率的三阶渐近展式和纯重力作用下的碰并率一阶解,推广到中Péclet数重力对流与Brown运动都不能看成小量的耦合碰并条件中,同时得到高Péclet数条件下碰并率的三阶数值解,最后首次得到高Knudsen数条件下分子体系任意Péclet数条件下的碰并率.  相似文献   

3.
为了研究气溶胶粒子浓度垂直分布及其与温度廓线及云水的关系,选取河北地区2013—2014年的9次气溶胶飞机探测资料(高度大于4000 m)进行分析,用指数函数a×exp(b×x)对气溶胶粒子浓度的垂直分布进行拟合、分类,对于出现强逆温的情况将气溶胶粒子浓度与温度廓线作相关性分析。结果表明:当气溶胶本底浓度较低时,云的出现对气溶胶的垂直分布影响较小;当气溶胶本底浓度较高时,气溶胶垂直分布的极大值并未出现在云底,而是存在于距离云底下方1000—1500 m高度处。逆温层对气溶胶粒子浓度的垂直分布有重要作用,粒子在逆温层下累积,出现浓度的极大值。在逆温强度较弱的情况下,数浓度最大值一般出现在近地面附近,但若受到强的平流作用,在该平流层高度处的气溶胶粒子浓度可能会出现超过近地面气溶胶粒子浓度的情况。气溶胶浓度的垂直分布可以分为缓慢递减型、快速递减型、温度相关型三种类型。在出现强逆温的情况下,气溶胶浓度的垂直分布为温度相关型,可以直接通过大气温度廓线和气溶胶本底浓度判断气溶胶浓度的分布。  相似文献   

4.
自从六十年代以来,激光雷达就用于遥感研究大气中的各种现象,尤其是对于平流层气溶胶的监测,激光雷达是很有用的,而且根据激光雷达的测量,已经报道了许多有意义的结果,例如:1) 由于强烈的火山爆发,平流层气溶胶层的增强,2) 增强的气溶胶层的衰变过程,3) 平流层气溶胶含量的季节性变化,4) 平流层气溶胶粒子大小的垂直  相似文献   

5.
大气重力波是一种普遍存在于大气层中的波动现象,与多种不同尺度天气现象均有密切联系,研究平流层重力波的时空分布特征及其可能影响机制对于全球大气环流、大尺度气候变化和各类中尺度天气系统的研究具有重要意义.利用基于PANGAEA数据中心提供的2002—2015年逐月平流层重力波参数资料和SPARC数据中心提供的1992—1997年逐月纬向风资料,分析了平流层重力波参数的时空分布特征,并讨论了影响平流层重力波变化的可能机制.结果表明,对于重力波参数的纬向平均分布,平流层重力波扰动温度和垂直波长随高度增加而增大,而水平波数和绝对动量通量则相反.在夏半球的中低纬度和冬半球的高纬度存在重力波参数的大值区,在赤道附近全年存在重力波参数的低值区.平流层重力波参数水平分布表现为纬向上的带状分布,强度随季节发生变化.在相同纬度,重力波参数的大值中心出现在大陆,特别是山脉地区.平流层纬向风和重力波参数二者的分布具有一致性,说明背景风对大气的扰动是影响重力波参数的可能机制之一.  相似文献   

6.
1.前言关于平流层气溶胶的研究是以六十年代由Junge等人用气球和飞机进行的平流层气溶胶观测而正式开始的。他们的研究表明,构成平流层气溶胶层的气溶胶,主要是被称作大粒子(Large Particle)的粒子组成的,而且,在这些气溶胶的化学成分中以硫化合物居多。这两点对于考虑平流层气溶胶层的生成机制和维持机制是极为重要的,也是决定今后研究方向的重要依据。不过,观测实例毕竟不是很充分的,留待今后研究的问题还很多。进入七十年代,世界各地建立激光雷达以后,已能探讨气溶胶层的全球变化了。1974年,Fuego火山喷发,世界各地的激光雷达站都监测到了随着喷发平流层气溶胶骤  相似文献   

7.
气溶胶粒子的降水清除   总被引:4,自引:1,他引:3  
讨论了雨滴在云下对气溶胶粒子的清除,考虑了气溶胶粒子和雨滴之间的碰并系数,雨滴谱以及气溶胶粒子谱对清除系数的影响。在01< r< 10 μm 范围内,利用不同的碰并系数表达式算得的降雨对该区间内气溶胶粒子的清除系数相差很大,但对总质量清除系数影响不大;雨滴谱的改变对总质量清除系数有很大影响;不同的气溶胶粒子谱对总质量清除也有一定影响。雨滴谱用Marshall- Palm er 分布;气溶胶粒子谱用Junge 分布n(r)= arb 算得清除系数与雨强关系为Λ= 051I078,而气溶胶粒子谱改用三参数分布(r)= arbe- cr得到清除系数与雨强的关系为Λ= 025I077。  相似文献   

8.
张峰  刘煜  李维亮 《气象科技》2012,40(3):456-465
平流层气溶胶在全球大气的辐射与化学平衡中起着重要作用,对全球气候变化有着重要的影响。数值模拟研究是研究平流层气溶胶浓度、粒径分布及其化学组成的重要手段之一。回顾了平流层气溶胶模式的发展历程,并对现今研究中较有代表性的5种模式进行了比较,着重考察了模拟结果在OCS、SO2分布情况等方面与实测数据的相符程度。结果发现5种模式均可再现平流层气溶胶和它的主要前体气体分布的大部分特征,但同时也都存在各自的局限。最后展望了平流层气溶胶模式未来的发展方向以及需要改进的问题。  相似文献   

9.
利用NCEP再分析资料和卫星观测资料,结合耦合了沙尘模块的中尺度模式WRF,通过个例分析研究了青藏高原及附近地区沙尘气溶胶从近地面向对流层上部和平流层下部传输的特征和机制以及青藏高原大地形对平流层与对流层之间物质交换的影响。结果表明,深对流活动可将近地面沙尘气溶胶传输到上对流层—下平流层区域,但是下平流层区域的沙尘气溶胶浓度分布依赖于地面沙尘源的位置和对流的强度,且与对流系统内是否有降水有关。在没有穿透性对流情况下,垂直上升运动不能直接将沙尘输送到下平流层,但上对流层的沙尘可通过扩散作用和小尺度的混合过程经过数小时缓慢地进入下平流层。在没有明显系统性降水的情况下,夏季青藏高原上空旺盛的对流活动和高地形使得高原上空成为气溶胶进入下平流层的主要区域。上对流层区域的沙尘气溶胶浓度还受到平流层空气入侵的影响,在没有强的地面沙尘排放源的情况下,平流层空气的入侵对上对流层区域气溶胶浓度的分布和演变有较大的影响。  相似文献   

10.
平流层和中层大气研究的进展   总被引:16,自引:4,他引:12  
吕达仁  陈洪滨 《大气科学》2003,27(4):750-769
平流层和中层大气研究是20世纪70年代以来持续得到大气科学界和日地物理界共同关注的研究前沿.中国科学界在文化大革命结束后立即抓住这一前沿作为发展重点之一.20多年来,中国科学院大气物理研究所等单位较为系统地开展了这一方向的研究,并在一些方面进行了前沿性的工作.作者着重介绍以下几方面的进展:(1)平流层和中层大气探测设施与探测方法;(2)大气臭氧、平流层气溶胶的监测与分析;(3)行星波在中层大气环流与大气臭氧分布中的作用;(4)重力波在中层大气的传播特征与作用;(5)平流层-对流层交换的动力物理与化学问题.  相似文献   

11.
Height, time, and latitude dependences are analyzed of zonal mean vertical component of wind velocity for the period of 1992–2006 from the UKMO atmospheric general circulation model. It is shown that the ascending wind speed can provide vertical transport, against gravity, of rather large (up to 3–5μm) aerosol particles with density to 1.0–1.5 g/cm3 in the stratosphere and mesosphere. The wind velocity vertical component is supposedly a significant factor of particle motion up to 30–40–km levels and can affect sedimentation rate and residence time of the aerosol particles in the stratosphere. Structure of the mean vertical component of wind velocity allows occurrence of dynamically stable aerosol layers in the middle stratosphere.  相似文献   

12.
The main goals of this work are climatological analysis of characteristics of vertical wind in the stratosphere and estimation of potential opportunities of its influence on stratospheric aerosol particles. High-altitude, temporal, and latitude dependences of zonal mean vertical wind velocity for the period of 1992?C2006 from the UKMO atmospheric general circulation model are analyzed. It is shown that monthly averaged amplitudes of the vertical wind are approximately ±5?mm/s, while annual averaged ones are ±1?mm/s. The upward wind can provide the vertical lifting against gravity for sufficiently large (up to 3?C5???m) aerosol particles with a density up to 1.0?C1.5?g/cm3 at stratospheric and mesospheric altitudes. The vertical wind, probably, is a substantial factor for particle motion up to altitudes of 30?C40?km and can change essentially the sedimentation velocities and the residence times of stratospheric aerosols. The structure of the averaged fields of vertical wind supposes the opportunity of formation of dynamically stable aerosol layers in the middle stratosphere. With the problem regarding the action of a permanent source of monodisperse particles near the stratopause taken as an example, it is shown that if the action of the averaged vertical component is taken into account along with the gravitational sedimentation and turbulent diffusion, the standard vertical profiles of the relative concentration of particles change cardinally. Estimations for the levitation heights for particles of different densities and sizes in the stratosphere under action of gravity and vertical wind pressure are presented.  相似文献   

13.
TheEffectofWeakShear-inducedMotiononBrownianCoagulationofAerosolParticlesWinjingsons(C.S.Win)(温景嵩)(Departmentofphysics,Nankai...  相似文献   

14.
姜学恭  陈受钧  顾润源  陈磊 《气象学报》2012,70(6):1223-1234
在初步明确东亚沙尘气溶胶对流层-平流层输送监测事实的基础上,利用观测资料、NCEP再分析资料以及基于中尺度天气模式MM5的数值模拟方法,对一次蒙古气旋沙尘暴过程中沙尘对流层-平流层输送问题进行了初步分析.结果表明:斜压不稳定是本次蒙古气旋发展的主要强迫要素,伴随气旋发展成熟,高空切断低涡的形成引导高空急流下落并诱发对流层顶折叠和高空位涡下传.对流层顶折叠区呈漏斗状,底部达500 hPa左右.高空急流产生近似垂直的下落,并在高空切断低涡的南侧和东侧达到最强.在对流层顶折叠区周边的300-500 hPa,上升气流与低涡区偏西、偏南、偏东气流叠加,或水平横穿折叠的对流层顶,或斜升并准垂直地穿过下落的对流层顶到达平流层,且随时间的推移,空气质点能够进一步抵达平流层中部(100 hPa).轨迹分析表明,沙尘天气区对流层低层的空气质点在气旋涡旋上升气流的驱动下呈气旋式盘旋上升,并在对流层高层形成分支,一支穿过对流层顶到达平流层,并在平流层向下游进行反气旋式螺旋运动,另一支则留在对流层高层并向下游进行准水平的气旋式螺旋运动.在高空位涡下传过程中,主要产生平流层到对流层的净输送;高空位涡停止下传之后则出现对流层到平流层的净输送,且强度随时间呈指数型增长.这一特征有利于形成更强的沙尘对流层平流层输送.  相似文献   

15.
Growth of fine aerosol particles is investigated during the Aerosol–CCN–Cloud Closure Experiment campaign in June2013 at an urban site near Beijing. Analyses show a high frequency(~ 50%) of fine aerosol particle growth events, and show that the growth rates range from 2.1 to 6.5 nm h~(-1) with a mean value of ~ 5.1 nm h~(-1). A review of previous studies indicates that at least four mechanisms can affect the growth of fine aerosol particles: vapor condensation, intramodal coagulation,extramodal coagulation, and multi-phase chemical reaction. At the initial stage of fine aerosol particle growth, condensational growth usually plays a major role and coagulation efficiency generally increases with particle sizes. An overview of previous studies shows higher growth rates over megacity, urban and boreal forest regions than over rural and oceanic regions. This is most likely due to the higher condensational vapor, which can cause strong condensational growth of fine aerosol particles.Associated with these multiple factors of influence, there are large uncertainties for the aerosol particle growth rates, even at the same location.  相似文献   

16.
We present a theory for the formation of frozen aerosol particles in the Antarctic stratosphere, the coldest region of the Earth's stratosphere. The theory is applied specifically to the formation of polar stratospheric clouds. We suggest that the condensed ices are composed primarily of nitric acid and water with small admixtures of other compounds such as H2SO4 and HCl in solid solution. Our assumed particle formation mechanism is in agreement with the magnitude and seasonal behavior of the optical extinctions observed in the winter polar stratosphere. Physical chemistry and thermodynamic considerations suggest that at temperatures between about 200 and 185 K, stratospheric particulates are composed primarily of frozen nitric acid solutions with a composition near that of the trihydrate. Available data suggest the particles are amorphous solid solutions and not in the crystalline hydrate form. At lower temperatures (i.e., below the forst point of pure water) cirrus-like ice clouds can form.  相似文献   

17.
We propose an analytical expression for the relation between aerosol accumulation number and sub‐micron volume over the marine boundary layer (MBL), based on a simple balance equation. By providing appropriate source and sink terms which account for entrainment, coagulation, in‐cloud scavenging and condensational growth, the model is able to reproduce the observed ratio between MBL particles larger than 80 nm diameter (as a proxy for accumulation mode number) and submicron aerosol volume, from freshly polluted to background conditions. Entrainment and coagulation are essential in predicting the observed ratio. Budget and lifetime calculations show that, due to relatively low source rates of oceanic non‐sea‐salt‐sulfate and sea‐salt, the anthropogenic signature in aerosol volume remains significant even after 8 days of MBL transport.  相似文献   

18.
Regular observations of polar stratospheric clouds were started at a lidar stratospheric station in the city of Yakutsk. According to lidar measurements in the winter of 2004/05, thick aerosol layers in the lower stratosphere appeared over this region quite frequently. They were episodically observed as pearl clouds. In November 2004, polar stratospheric clouds were observed at the stratospheric temperatures that were much higher than those at which particles of the polar stratospheric clouds could condense. Analysis of air-mass trajectories that simultaneously passed over Yakutsk at different altitudes on the days of polar stratospheric cloud observations showed that clouds could be formed over the Norwegian Sea at altitudes of about 18–21 km, where the stratosphere was the coldest, and then were transported to Yakutsk by wind during 4–5 days.  相似文献   

19.
青藏高原红原站平流层下部重力波观测特征分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
张灵杰  林永辉 《气象科技》2011,39(6):768-771
利用位处青藏高原的红原探空站2008年5月垂直高分辨率的无线电探空资料分析了其上空下平流层(19~26 km)重力波的波动特性.结果表明:重力波的垂直波长主要集中在2~4 km之间,平均值约为2.9 km;水平波长主要集中在100~600 km之间,平均值约为311 km;固有频率主要集中在1.5f~3.5f(f为科氏...  相似文献   

20.
基于2016年冬季和2017年夏季在北京、2016年夏季在邢台的三次气溶胶外场观测实验,选取三次观测期间典型的新粒子生成事件,分析其对气溶胶吸湿和云凝结核(CCN)活化特性的影响。两地分别位于华北平原北部超大城市区域和中南部工业化区域,两地不同季节新粒子形成机制不同,对应的凝结汇、生长速率以及气溶胶化学组分也不同。北京站点新粒子生成事件的发生以有机物的生成主导,而邢台站点新粒子生成事件的发生则以硫酸盐和有机物的生成共同主导。邢台站点新粒子生成过程中气溶胶吸湿性及云凝结核活化能力明显强于北京站点,此特点在核模态尺度粒子中表现尤为明显。以上结果表明,在估算新粒子生成对CCN数浓度的影响时,应充分考虑气溶胶吸湿和活化特性的差异。  相似文献   

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