干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 一次干冷空气过境对鄂陵湖地区大气边界层过程的影响

Arid

	一次干冷空气过境对鄂陵湖地区大气边界层过程的影响
	李照国; 吕世华; 文莉娟; 奥银焕; 赵林; 张少波
英文摘要	1引言近些年来,非均匀下垫面和特殊气象条件下的大气边界层研究日益受到重视,较为突出的有湖泊以及干旱荒漠区中绿洲等;这种非均匀性不仅存在各子系统之间的相互作用,内边界层特征也非常显著[1]。一般意义上,地表通量的变化在改变地表能量和水分平衡过程的同时,也会通过大气边界层这个纽带对气压场、流场、温度场产生作用,影响对流系统的启动和发展,进而引起天气气候的变化[2]。平均海拔超过4000 m的青藏高原,太阳辐射强烈,空气密度仅有海平面的50~60%,独特的气候环境导致湖泊大气相互作用呈现特殊性[3]。本文利用2012年夏季黄河源区鄂陵湖的探空资料,以一次典型的干冷空气入侵为例,分析了干冷空气过境对湖区天气过程、边界层结构和地表热量交换的影响,揭示了这一过程中水陆不同下垫面热量交换的差异及其对大气边界层结构的影响,有助于加深对高原地区湖泊大气边界层特征的认识,为青藏高原陆面过程和边界层参数化的改进提供参考。2数据资料鄂陵湖位于青藏高原东部的黄河源区,面积610 km2,平均深度17 m,海拔4274 m。扎陵湖(526 km2)位于鄂陵湖西侧。该地区年均气温-3.7°C,年均降水量321.4 mm(1953-2012年)。2012年7月下旬至8月初,在鄂陵湖西岸开展了GPS探空观测。其中7月28至29日和7月30日夜间至8月1日早晨,探空仪每3小时释放一次,连续性好,是本文分析的重点;29日夜间至30日傍晚因下雨而未观测。为了便于比较,在7月28-31日,还在鄂陵湖以东30 km外的玛多气象站开展了同步探空观测,两地海拔相近。除了探空外,鄂陵湖地区还架设有湖面和陆地通量观测系统以及20 m的梯度观测塔。探空使用的International Met Systems公司生产的i Met-1-AB型GPS探空仪,数据采集频率为1.0 Hz。3结论通过对2012年夏季黄河源区鄂陵湖一次干冷空气过境前后GPS探空资料的分析,得到以下结论:(1)干冷空气过境前,湖区对流边界层高度白天小于100 m,夜间较高,可以达到400-600 m,与不受湖泊影响的陆地显著不同;干冷空气到来后,鄂陵湖上空风速增大,大气温度和比湿大幅下降,白天对流边界层高度达到1000 m,夜间爆发性增长到2000 m以上,甚至超过了平时邻近地区的陆地边界层高度。(2)冷空气过境前,湖面感热的日累积量仅为陆地的40%左右;冷空气入侵后,气温骤降,湖水巨大的热容量导致湖表温度的降幅远小于地表温度,水气温差迅速增加而地气温差急剧减小,陆地与湖泊的感热累积量此消彼长,这一阶段湖面的感热累积值几乎与平时晴天的陆地相当,为湖泊对流边界层的爆发式增长提供了较强的热动力。冷空气到来后,风速增大并且垂直方向的风切变增强,有助于湖面热通量的增加和对流边界层的增长。(3)受制于湖泊与陆地热力性质的巨大差异,湖泊沿岸地区大气边界层存在跃变和不连续性,在探空廓线中得到体现,湖泊与陆地两种边界层的相互侵袭受到局地风场环流的显著影响。
英文关键词	湖泊大气边界层非均匀下垫面冷空气感热通量
来源出版物	第32届中国气象学会年会S5 干旱陆面过程与气候变化
出版年	2015
页码	5
中图法分类号	P404
资源类型	会议论文
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/372647
作者单位	中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	李照国,吕世华,文莉娟,等. 一次干冷空气过境对鄂陵湖地区大气边界层过程的影响[C],2015:5.