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实验室科研人员揭示了我国对流层顶长期变化的纬度分布差异

发布时间:2017-04-24 浏览:408次

作者:唐超礼  文章来源:安光所网站


      近日,实验室魏合理研究员的博士生唐超礼对中国区域对流层顶长期变化趋势进行了系统研究,分析了对流层顶高度和温度的时空季节分布特性,获得了中国区域不同经纬度的对流层顶高度年际变化趋势及其冷点温度随纬度和经度的分布规律。研究表明:近40年我国对流层顶高度逐年升高、温度逐年降低;并首次发现了高纬度和低纬度间的对流层顶高度之差逐年缩小,而纬度间的对流层顶温度之差逐年扩大,此现象进一步证实了地球的热带地区正变得越来越大(热带膨胀)。
      该工作将为全球气候的长期变化规律分析,建立和检验对流层大气模式等研究工作提供重要参考。相关工作以“Distribution and trends of the cold-point tropopause over China from 1979 to 2014 based on radiosonde dataset”为题发表在大气研究(Atmospheric Research)杂志上(doi: 10.1016/j.atmosres.2017.04.008)。
      地球对流层位于大气的最低层,集中了约75%的大气质量和90%以上的水汽质量。其下界与地面相接,上界高度(即对流层顶)随地理纬度和季节而变化,它的高度因纬度而不同,在低纬度地区平均高度为17~18公里,在中纬度地区平均为10~12公里,极地平均为8~9公里,并且夏季高于冬季。对流层顶是对流层和平流层之间一个明显的过渡层,是反映各种大气过程的一个很好的指示器,它在气压形势、气团平流、大气环流形势更替等作用下发生变化,它阻碍着积雨云顶的垂直发展、气溶胶和水汽的垂直交换。此外,大气急流、飞机颠簸、臭氧层顶等重要物理、化学现象均与对流层顶的位置、强度及其变动密切相关。因此对流层顶高度和温度的变化已成为全球气候变化的重要标志。
      唐超礼博士生等利用我国近40年大约200万次探空气球观测数据系统地分析了中国区域对流层顶时空分布和变化趋势,获得了对流层顶高度和温度随经纬度的分布规律以及年际变化率。研究首次发现:我国高纬度地区对流层顶高度抬升较快(图1c),低纬度地区对流层顶温度降低较快(图1d)。因此,高纬度和低纬度间的对流层顶高度之差逐年缩小,而纬度间的对流层顶温度之差逐年扩大,此结果验证了热带膨胀现象。该研究对认识温室气体增多导致的对流层变暖和由于臭氧减少导致的平流层变冷等气候变化趋势及其建立和检验对流层大气模式等具有重要的参考价值。此项研究工作得到了国家高技术项目和自然科学基金项目的支持。
      全文链接:https://authors.elsevier.com/a/1UsJacd3RvY8U 

中国区域对流层顶高度(H-CPT)和温度(T-CPT)的时空变化趋势.
(a)全国平均对流层顶高度的年际变化趋势(1979-2014);
(b)全国平均对流层顶温度的年际变化趋势;
(c)不同纬度带的对流层顶高度年际变化趋势;
(d)不同纬度带的对流层顶温度年际变化趋势