【摘 要】
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青藏高原大地形作用所产生的动力、热力效应使该地区成为深对流活动的频发区,深对流过程能够将近地面大气成分传输至上对流层下平流层(UTLS)区域,影响全球的能量循环和气候变化。本文首先利用2014-2019年GPM卫星的Ku波段数据分析了青藏高原地区深对流系统的空间分布特征、季节变化与年变化;而后利用WRF-Chem(V3.9.1)模式对发生在青藏高原东南部的一次深对流过程进行模拟,通过加设一组无对流
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青藏高原大地形作用所产生的动力、热力效应使该地区成为深对流活动的频发区,深对流过程能够将近地面大气成分传输至上对流层下平流层（UTLS）区域,影响全球的能量循环和气候变化。本文首先利用2014-2019年GPM卫星的Ku波段数据分析了青藏高原地区深对流系统的空间分布特征、季节变化与年变化;而后利用WRF-Chem（V3.9.1）模式对发生在青藏高原东南部的一次深对流过程进行模拟,通过加设一组无对流试验深入分析深对流过程中和深对流结束后的平流层对流层物质交换（STE）特征及其影响机制。得到的主要结论如下:1.利用2014-2019年GPM卫星资料分析了青藏高原地区（包括70°E-105°E,28°N-40°N范围内地形高度大于3 km的高原地区以及70°E-105°E,25°N-35°N范围内地形高度小于3 km的高原周边地区）深对流系统的分布特征。从空间分布来看,喜马拉雅山脉南麓低海拔地区和高原东南部为深对流系统的密集分布区,强深对流系统大部分分布于此,高原上则以弱深对流系统为主。16 km及以上高度的深对流系统占比约为13.3%。从季节变化来看,深对流系统在春季集中分布于恒河三角洲和高原东南部;夏季基本覆盖除高原西部以外的整个青藏高原地区;秋季较为分散,且强度较弱,冬季未探测到深对流系统。一年中,8月份深对流系统所占比重最大,7月次之。2.利用WRF-Chem模式模拟了2010年8月12日发生在青藏高原东南部的一次深对流活动,分析了深对流过程中以及深对流结束后的STE特征及其影响机制。结果表明,此次深对流系统具备穿透性对流特征,强上升气流能够在一个小时内直接将近地面含高浓度CO和低浓度O3的空气输送至低平流层（80 h Pa）,使低平流层CO浓度升高、O3浓度降低。受凝结脱水作用影响,水汽浓度在上对流层显著增加;从时间上看,水汽浓度在低平流层先减少后增加。3.在分析深对流活动结束后的STE过程及其影响机制时发现,此次深对流活动激发了较强的湍流混合过程,在深对流活动结束后的3-4小时内,湍流混合作用导致UTLS区域持续发生STE过程,将对流层的冰晶、CO和O3输送至低平流层;受凝结脱水作用的影响,湍流过程向低平流层传输的水汽显著减少。
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