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平流层大气成分趋势的半球非对称性研究
韩元元
西安工程大学
平流层大气成分的变化趋势在全球的辐射收支、能量平衡以及平流层中与臭氧有关的化学过程中扮演着极其重要的角色。通过MLS卫星观测资料,ERA-Interim再分析资料以及SLIMCAT模式模拟资料,研究了2004年8月至2012年N2O,HCl和CH4趋势的半球非对称性及其成因。研究证实了2004年8月至2012年这几种大气成分的变化趋势在中下平流层存在明显的半球非对称性。N2O和CH4在北半球下平流层呈现明显的负趋势,在南半球中平流层呈现明显的正趋势,HCl的趋势变化则与N2O和CH4的趋势变化相反。进一步分析发现北半球10-70 hPa间存在空气质量的净流入,主要是由残余环流浅支的减弱使得空气流出下平流层变慢所致。相比之下,空气从下平流层向上传输速率的加快以及在经向方向从南半球低纬度向中纬度传输速率的加快,导致南半球中纬度存在正的空气流入。此外,20 hPa 以上的中平流层残余环流上升支的南移也能部分解释大气成分的趋势变化。此外,在低纬度下平流层,涡动传输对大气成分变化趋势的影响与残余环流的影响相反。在南半球高纬度地区,涡动混合对大气成分的趋势变化起着相反作用。涡动传输项的影响在量级上远小于残余环流的影响。