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《中国气象科学研究院》 2009年
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南极中山站至Dome-A考察断面近地层特征参数的研究

马永锋  
【摘要】: 利用2005-2007年南极中山站至Dome-A考察断面上3个中澳合作自动气象站(AWS)的观测资料和中山站地面常规观测资料及2008年夏季在中山站附近冰盖上所获取的湍流观测资料,分析了南极冰盖表面积雪升高对AWS观测资料的影响,并进行了修正;讨论了中山站至Dome-A断面的气候特征;并对七种常用的湍流通量参数化方案在南极内陆冰盖的适用性进行了探讨;初步得到中山站至Dome-A断面近地层湍流参数的季节变化特征。主要结论如下: 1.积雪厚度变化对AWS观测资料影响的分析表明,积雪厚度变化对离地表最近层次上的温度影响最大,越往上层或下层其影响逐渐减小,但对10m深雪温没有显著的影响;1m气温和0.1m雪温的年平均修正量在1℃左右,0.1m雪温的夏季修正量可达3℃以上。由沿岸至内陆随海拔的升高,气温修正量明显增大,这与近地层逆温有关。气温的修正量冬季为正,夏季修正量的正负由局地逆温决定。雪温的修正量夏季为正,冬季为负,积雪越厚修正量越大。 2.中山站至Dome-A断面气候特征的分析表明,气温、雪温、积累率和比湿等气象条件都是随着海拔的升高和远离海岸而减小。年平均气温由沿岸中山站的-9.2℃下降到内陆高原DomeA的- 51.2℃;积累率从LGB69的0.199m w.e./a下降至DomeA的0.032mw.e./a。风速和风向稳定性均由沿岸向冰盖陡坡区快速增大,然后向内陆高原迅速减小;下降风在陡坡区LGB69最强,内陆高原的DomeA没有下降风。气温和气压都具有明显的半年振荡(SAO)特征,其极小值出现在秋季和春季。气温的SAO信号强度和振幅均由沿岸向内陆快速增大,气压的SAO信号强度在强下降风区最弱,沿岸和内陆较强,并且其年振荡信号存在着明显的三波结构。 3.湍流通量参数化方案的比较表明:(1)Businger(1971)和Dyer-Hicks(1970)方案不适合用于南极冰盖下垫面湍流通量的求解。(2)COARE和Holtslag-Beljaars(1991)方案在对流条件下对感热通量的估算明显优于其它方案;对于稳定条件下感热通量的估算,Pleim方案效果最好。(3) Louis(1982)、Uno(1995)方案对南极冰盖湍流通量的模拟性能优于以COARE、Holtslag-Beljaars(1991)方案, Pleim(2006)方案效果介于两者中间。其中Louis(1982)方案在对南极冰盖湍流通量的模拟中效果最优。 4.中山站至Dome A断面湍流特征参数的分析表明:(1)H和LE都具有明显的年变化特征。冬季,近地层空气主要是以感热形式向雪冰表面输送热量来补偿雪冰表面所释放的长波辐射,表现出了南极冬季典型的地表能量平衡特征。LE在沿岸地区对地表能量平衡较重要,而在内陆高原其量值相当小。夏季,在中午大气层结不稳定时,H的日平均在内陆高原可达10 W/m~2。(2)中性条件下地表粗糙度z_0、动量输送系数C_D和地表摩擦速度u*均是由沿岸地区向内陆随着海拔升高和远离海岸而快速增大,在冰盖陡坡区达最大,然后向内陆高原迅速减小,DomeA达到最小值。
【学位授予单位】:中国气象科学研究院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:P463.1

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