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Hadley环流上升支演变特征及其与低纬大气臭氧变化的关系

李琼 郭世昌 黎祖贤 唐林 汪玲 丁莉

李琼, 郭世昌, 黎祖贤, 唐林, 汪玲, 丁莉. Hadley环流上升支演变特征及其与低纬大气臭氧变化的关系[J]. 热带气象学报, 2018, 34(3): 410-418. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.03.015
引用本文: 李琼, 郭世昌, 黎祖贤, 唐林, 汪玲, 丁莉. Hadley环流上升支演变特征及其与低纬大气臭氧变化的关系[J]. 热带气象学报, 2018, 34(3): 410-418. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.03.015
Qiong LI, Shi-chang GUO, Zu-xian LI, Lin TANG, Ling WANG, Li DING. THE EVOLUTION CHARACTERISTICS OF HADLEY CIRCULATION ASCENDING BRANCH AND ITS RELATION TO THE VARIATION OF LOW-LATITUDE ATMOSPHERIC OZONE[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2018, 34(3): 410-418. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.03.015
Citation: Qiong LI, Shi-chang GUO, Zu-xian LI, Lin TANG, Ling WANG, Li DING. THE EVOLUTION CHARACTERISTICS OF HADLEY CIRCULATION ASCENDING BRANCH AND ITS RELATION TO THE VARIATION OF LOW-LATITUDE ATMOSPHERIC OZONE[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2018, 34(3): 410-418. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.03.015

Hadley环流上升支演变特征及其与低纬大气臭氧变化的关系

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.03.015
基金项目: 

国家自然科学基金项目 41275072

详细信息
    通讯作者:

    李琼,女,湖南省人,工程师,主要从事大气物理、人工影响天气及气候变化方面的研究。E-mail:251155174@qq.com

  • 中图分类号: X16

THE EVOLUTION CHARACTERISTICS OF HADLEY CIRCULATION ASCENDING BRANCH AND ITS RELATION TO THE VARIATION OF LOW-LATITUDE ATMOSPHERIC OZONE

  • 摘要: 利用最新的NCEP/NCAR的逐月平均风场资料及ECMWF的逐月多层臭氧质量混合资料,通过定义Hadley环流上升支强度指数(HAI),用质量流函数的方法研究了纬圈平均Hadley环流上升支的演变特征及其与低纬地区不同层次大气臭氧变化的关系。结果表明,①冬季和夏季HAI较大,最大值出现在2月和8月,春、秋季HAI较小,最小值出现在5月和11月;Hadley环流上升支的位置随季节和强度变化;冬季Hadley环流上升支所跨纬度最宽,夏季最窄。②各季节代表月份的HAI具有一定的年代际特征,即1月、4月具有负距平-相持-正距平的年代际特征,线性增强趋势明显;7月、10月则表现为距平的正-负-正变化,但7月HAI在2012年以后有明显减弱趋势。总体上各季节HAI从1990年代中后期开始逐渐增强。③除春季外,Hadley环流上升支对低纬对流层臭氧的动力输送作用显著,Hadley环流上升运动越强,上升支所对应纬度带对流层臭氧浓度越低,南北两个下沉区对流层臭氧浓度越高。④ HAI表现为强指数年时,低纬对流层臭氧整体表现为增加,平流层中下部臭氧减少,体现出彼此的长期综合影响。

     

  • 图  1  1958—2016年纬圈平均的Hadley环流气候平均态分布

    等值线为质量流函数(单位:106 t/s);矢量为流场(ν单位:m/s;ω单位:0.01 Pa/s)。a. 1月;b. 4月;c. 7月;d. 10月。

    图  2  各月和年平均HAI年代际的MERRA(黄色线)和NCEP/NCAR(蓝色线)的演变(实线)及其趋势线(虚线)的计算结果

    横坐标为年份。

    图  3  各月HAI距平值的年际年代际演变(直方条)及9年滑动平均(实线)

    图  4  1958—2016年的年平均HAI距平值的年际年代际演变(直方条)及9年滑动平均(实线)

    图  5  HAI与对流层臭氧质量混合比的同期相关系数分布

    黑色和灰色阴影区分别代表通过5%显著性水平检验的正相关和负相关区域(下同)。

    图  6  HAI与平流层臭氧(左)和臭氧总量(右)的同期相关系数分布

    图  7  年平均HAI与同期纬圈平均臭氧质量混合比相关系数的垂直分布

    表  1  Hadley环流上升支强度指数(HAI)的强度、所处高度、平均位置、纬距跨度

    月份 HAI/(106 t/s) 高度/hPa 平均位置/° 纬距跨度/°
    12 192.42 550 -3.28 32.06
    1 222.07 500 -6.50 33.87
    2 224.79 400 -7.45 33.82
    3 198.47 450 -5.12 30.54
    4 173.26 500 -0.83 25.78
    5 171.20 500 2.57 25.74
    6 194.51 450 6.37 29.02
    7 220.89 400 9.19 31.91
    8 226.26 450 10.00 31.28
    9 209.47 500 7.84 29.61
    10 176.05 450 5.49 29.51
    11 170.50 500 1.47 30.00
    年平均 198.32 470.83 1.65 30.26
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-03-16
  • 修回日期:  2018-02-02
  • 刊出日期:  2018-06-01

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