物理协调大气变分客观分析模型及其在青藏高原的应用II:那曲试验区云—降水、热量和水汽的变化特征

本文利用约束变分客观分析法构建的物理协调大气变分客观分析模型，通过融合地面、探空、卫星等多源观测资料和ERA-Interim再分析资料，建立了青藏高原那曲试验区5年（2013～2017年）长时间序列的热力、动力相协调的大气分析数据集，并以此分析那曲试验区大气的基本环境特征与云—降水演变和大气动力、热力的垂直结构。分析表明:（1）试验区350 hPa以上风速的季节变化非常明显，风速在冬季11月至次年2月达到最大（＞50 m s?1），盛夏7～8月风速的垂直变化最弱，温度的垂直变化最强，大气高湿区在夏秋雨季位于350～550 hPa，在冬春干季升至300～400 hPa。（2）试验区6～7月上旬降水最多；春、秋、冬三季，300～400 hPa高度层作为大气上升运动和下沉运动的交界处，是云量的集中区；夏季，增多的水汽和增强的大气上升运动导致高云和总云量明显增多，中、低云减少。（3）夏季的地表潜热通量与大气总的潜热释放最强，大气净辐射冷却最弱，高原地区较强的地面感热导致试验区500 hPa以下的近地面全年存在暖平流，500 hPa以上则由于强烈的西风和辐射冷却存在冷平流。此外，试验区整层大气全年以干平流为主，但在夏季出现了较弱的湿平流。（4）视热源Q₁具有明显的垂直分层特征:全年500 hPa以下大气表现为冷源，300～500 hPa和100～150 hPa表现为热源，150～300 hPa则在冬春干季表现为冷源，在夏秋雨季表现为热源，不同高度层的冷、热源的形成原因不同，其中夏季由于增强的上升运动、感热垂直输送和水汽凝结潜热以及高云的形成，因此几乎整层大气表现为热源。