青藏高原及其邻近地区上空平流层和对流层之间质量交换的分析研究

【摘要】： 1994年我国科学家周秀骥等利用地面观测与TOMS资料，首次 发现，1979年以来夏季（6-9月）青藏高原上空出现一个大气臭氧总 量异常低值中心，并首次提出青藏高原地区夏季可能是东亚地区对流 层下部污染物质向平流层物质输送的一个重要通道。为了检验该输送 通道是否存在以及寻求臭氧低谷的成因，我们利用卫明莹提出的方法 计算了1978-1996年青藏高原及其邻近地区上空越对流层顶大气质量 交换状况，并粗略地分析了1987.1-1993.12该地区上空100百帕面 上的气溶胶臭氧及越对流层顶的质量之间的相关性。主要结论如 下： 1）青藏高原及其邻近地区夏季以对流层大气穿过对流层顶进入平 流层的输送为主，这种输送的范围和强度在盛夏7-8月份最强，出现 了两个极大值中心，分别位于孟加拉湾北岸和青藏高原东南侧，高原 上空也为一大值区，只是比前两者小一些；冬季则以平流层大气下沉 进入到对流层的输送为主，此向下的运输在1月份强度最强。且该地 区穿越对流层顶的质量交换，自1978年以来在夏季有逐年增加的趋 势，在冬季则逐年减少。 2）就青藏高原及其邻近地区上空平流层-对流层之间19年平均夏 季总的质量交换来看青藏高原及邻近区域上空穿越对流层顶有净的对 流层大气质量输送到平流层，其大小约为14.84×10~(18)kg。由此推出 夏季青藏高原与青藏高原东南侧及孟加拉湾北岸连成一片的区域是其 周围低层大气向对流层高层及平流层低层输送的一个重要的物质通 道。 3）越对流层顶的大气质量与100百帕的气溶胶浓度及100百帕的 臭氧体积比相关性，表明夏季青藏高原地区自下而上的强大上升气流 有可能将中低层高浓度气溶胶粒子带到对流层上部和平流层致使该地 区对流层顶附近气溶胶浓度增大，在适宜的条件下发生一系列化学反 应从而致使青藏高原上空臭氧减少进而促使低谷加深。