华南地区春季平流层入侵对对流层低层臭氧影响的模拟研究

• 作者: 刘诚 包云轩 张潇艳 戚慧雯 许玮 赵恺辉 黄建平
• 来源期刊: 大气科学
• 学科: 地球科学
• 关键词: 平流层入侵 臭氧 WRF/Chem模式 华南地区
• 年，卷（期）: 2019,（1）
• 页码范围: 75-86
• 页数: 12页
• 分类号: P435
• 字数: 9085字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3878/j.issn.1006-9895.1801.17224

摘要

利用中尺度大气化学模式WRF/Chem对2013年3月6日华南地区一次平流层入侵事件及其对对流层低层臭氧的影响进行模拟研究.通过加入UBC(Upper Boundary Condition)上边界处理方案,弥补WRF/Chem模式未考虑平流层臭氧化学反应的不足.结合臭氧探空廓线资料、地面O3、CO、NOx、相对湿度、温度和风速等观测资料以及再分析资料对模拟结果进行定量评估,结果表明模式能较为真实地模拟本次平流层入侵过程.模拟分析进一步揭示:(1)副热带高空急流是本次平流层入侵的主要原因.当华南地区处在副热带急流入口区左侧下沉区域时,平流层入侵将富含臭氧的干燥空气输送到对流层中低层.(2)本次平流层入侵对对流层低层臭氧收支有重要影响,导致香港地区近地层臭氧体积混合比浓度明显上升,如塔门站夜间臭氧浓度升高21.3 ppb(1 ppb=1×10?9).地面气象场和化学物种的分析进一步确认了平流层入侵的贡献.(3)采用动力学对流层顶高度时零维箱式模型和Wei公式计算得到的平流层入侵通量相当,分别为?1.42×10?3kg m?2 s?1和?1.59×10?3 kg m?2 s?1,这一结果与前人研究相吻合,且与采用热力学对流层顶高度计算所得到的结果具有可比性.