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利用1948~2006年共59年的NCEP/NCAR的温度场、风场、气压场、高度场逐日资料,运用热力学第一定律及散度公式,再结合回归方程和相关性公式,对全球以及青藏高原地区的对流层顶的热力强度及流场情况进行计算并对其结果进行了分析。
研究结果表明,全球位温在310K~380K之间变化,副热带最高,两极最低。位温的空间尺度在大陆上空为小尺度变化,海洋上空为大尺度变化。1979年全球突变增温,南半球增幅最大。
对流层顶断裂带区域上的加热强度绝对值最大。全球对流层顶加热强度的最大值303mW·kg-1和最小值-189mW·kg-1,分别位于印度北部的克什米尔(32.5°N,75°E)地区和中国西藏的狮泉河(32.5°N,80°E)地区。海洋的加热强度比陆地的加热强度更为均匀,呈现大尺度的空间特征,陆地加热强度的空间尺度较小。全球对流层顶平均加热强度为负值,表明对流层顶整体为冷却状态。加热强度的年际波动具有明显的QBO现象。南北半球各自的冬季热量收支变化最活跃,加热强度随纬度变化最剧烈。对流层顶断裂带上加热强度的月方差和年方差最大。在亚洲区域内,平流项对非绝热项加热强度的贡献最大。近60年来,全球及青藏高原主题区域的加热强度整体呈现下降趋势。
全球对流层顶高度在10km~17km之间范围内,副热带最高,两极最低。两半球的高度升高与降低均同步。近60年来,全球平均的对流层顶高度升高,而青藏高原则降低。
亚洲对流层顶呈现南亚高压的特征。散度场与垂直风速对应良好。在20°N~45°N的纬度带内,加热强度与水平风分量和加热强度与垂直风分量的相关性,前者更好一些。在加热强度与水平风分量的相关中,海洋多呈现负相关特征,陆地呈正相关。而加热强度与垂直风分量的相关当中,大陆海洋均为负相关。