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华东区域边界层大气稳定度的气候特征及与气溶胶时空变化的可能联系

管振宇  
【摘要】:本文利用1979~2008年逐日NCEP/NACR再分析资料集、MODIS卫星的气溶胶月平均资料,采用EOF、 SVD、相关、合成等方法研究了华东区域行星边界层大气稳定度的气候特征及年际变化,分析了相应的气溶胶光学厚度(AOD)的时空分布情况以及两者之间的可能联系,结果表明: (1)华东区域夏季行星边界层大气稳定度在空间上分布不均匀,时间上具有明显的年际变化,边界层中的非绝热加热率、大气稳定度及气溶胶光学厚度三者之间可能存在密切联系。利用经验正交函数分析了华东区域总体理查森数Rib的距平场,得到了边界层稳定度分布的三个主要模态,这三个模态所代表的边界层大气稳定度异常与夏季风环流异常密切相关,特别是P-J型遥相关波列和西太平洋副热带高压在中国东部大气边界层稳定度变化中可能起着非常重要的作用。 (2)冬季风时期,Rib数存在三个大值中心,分别位于湖北、湖南交界处附近以及长江三角洲、珠江三角洲一带,其与AOD的分布有很好的空间相似。近30年来,Rib数存在逐渐减小的趋势。同时Rib还存在显著的年际变化,具有准2年以及5—10年的周期。华东地区Rib数存在两个显著的主分量EOF1和EOF2,其分别与季风环流异常存在密切联系。通过对比夏季和冬季,发现华东地区大气稳定度的分布以及时间变化在冬、夏季存在显著不同,主要表现在其空间分布、周期、与AOD的空间相似性、EOF分离的主要模态及相应的环流背景等方面。 (3)我国东部区域的总体Richardson数数值呈现春季到秋季增强、冬季减小的季节变化特征,大值区域有由春季到冬季有明显的向东北和向西南方向移动的特点。从气溶胶光学厚度的季节平均分布看,华东地区气溶胶光学厚度的空间分布也存在明显的季节变化,其由春季到秋季逐渐减少。 (4)用SVD分析方法揭示了总体Richardson数与气溶胶光学厚度(AOD)之间的可能联系,发现SVD前两个模态左右场的时间序列的相关系数分别达到0.87(?)∏0.86。 SVD1与季节趋势和年际变化有关,而SVD2则主要反映年际时间尺度的变化。通过SVD模态的时间系数(左)与环流场各要素之间的相关分析,发现其与夏季风环流变化存在密切联系。


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