北京地区边界层低空急流特征及形成机理研究

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本文用南郊(54511)观测站三年(2009~2011)高分辨率的L波段分钟探空数据分析了北京地区垂直风场特征。根据风速极大值和风速切变的垂直分布特征给出了北京地区边界层急流发生频率为15%的三个标准:距地高度1000米,风速极大值大于等于6ms-1,风速极大值上方有负的垂直风切变,风速极大值下方有大于等于11×10-3s-1的正垂直风切变。采用新标准分析发现北京地区00:00UTC,12:00UTC边界层低空急流最大峰值在300米高度,600米以下(上)主要以12:00UTC(00:00UTC)的急流为主。1000米以下00:00UTC,12:00UTC发生的急流季节差异不大,频率都在15%左右。用高时空分辨率一年的风廓线(2008.10~2009.9)资料得到的急流有明显的日变化,夜间到凌晨(12:00UTC~20:00UTC)急流频率最高,白天(03:00UTC~08:00UTC)发生频率最低。  北京地区的边界层低空急流有明显的西北~西南~西北日震荡,地面风场也存在由地形热力差异引起的偏北~偏西南~偏北日震荡。通过分析对比三年7,8月急流日和非急流日的平均温度梯度差发现,由地形引起的温度梯度对急流生成有明显影响。在急流发生频率最高的高度上(200米~700米),急流发生时和急流发生前几个时刻的温度梯度比没有急流发生时更大;有急流发生时的温度梯度变化比没有急流发生时的温度梯度变化更大,偏南急流发生时温度梯度差比偏北急流大。偏南急流多发生在晴天,所以急流发生前后12小时内北京平均的降水概率和降水强度都比正常日和无偏南急流日小;偏北急流多发生在有高空槽和地面冷锋的影响下,所以急流发生前后12小时的降水概率和降水强度明显增强。偏南急流发生时通常伴随有污染物(O3,PM2.5)浓度的增加,偏北急流发生时通常伴随有污染物浓度的减少。
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