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青藏高原地区一次深对流过程对物质传输影响的模拟研究
刘迪
兰州大学
本文利用两层嵌套的WRF-Chem模式对2010年8月12日发生在青藏高原地区的一次深对流过程进行模拟,通过分析CO、O3和水汽的三维传输过程深入了解平流层对流层物质交换(STE)的细节与特征;通过计算CO、O3和水汽的垂直通量将STE过程定量化,并分析三种物质垂直通量的异同。结果表明,5 km分辨率能够模拟出深对流的强度、位置、时间等细节;近地面高浓度CO和低浓度O3依靠较大的垂直速度穿过动力对流层顶和冰点对流层顶进入低平流层,并使10:00 -18:00 UTC低平流层中CO浓度升高、O3浓度降低;在此过程中,深对流系统使对流层增湿,使平流层产生先脱水后增湿。从数值量级上看,O3通量与CO通量的量级一致,;而水汽通量则比CO通量小2~3个量级。从垂直分布上看,CO和水汽通量的最大值均出现在近地面,O3通量的最大值出现在平流层;深对流过程一方面引起了近地面物质的向上传输,使增加了UTLS区域内的CO通量、O3通量和水汽通量增加,另一方面也而冲淡了该区域内的O3通量。10:00 UTC时,CO通量随高度递减,但在200 hPa附近有增加 加,100 hPa附近又急剧减小,但此时平流层内依然存在垂直输送过程,正、负通量约为14 千吨和11 千吨;水汽通量则一直随高度递减,150 hPa附近急剧减小,该高度上水汽正、负通量约为11 吨和8 吨,100 hPa附近水汽通量基本消失;O3正、负通量在对流层中低层约为95 千吨,在UTLS区域约为85 千吨。关键词:平流层对流层物质交换(STE)、WRF-Chem模式、深对流、青藏高原