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1、《大氣化學(xué)雜志》46:117-129,2003印在荷蘭117?2003克呂韋爾學(xué)術(shù)出版集團一個暖輸送帶的航測一一一個案例研究G.VAUGHAN1,W.E.GARLAND1,K.J.DEWEY2andC.GERBIG31PhysicsDept.,UniversityofWales,AberystwythSY233BZ,U.K.,e-mail:gxv@aber.ac.ukIMeteorologicalResearchFlight,TheMet.Office,DERA,Farnborough,HampshireGU146TD,U.K.3ICG-2,ForschungszentrumJiilic
2、h,Germany(收訖：2002年7月10R;已承兌：2003年5月28日)摘要文章對北海上的一個暖鋒附近的航測案例進(jìn)行了研究。英國氣象局Met.Office的C130飛機記錄了一個消曖鋒后面的臭氧，一氧化碳和氣彖在不同海拔下的參數(shù)，氣象研究曾在1997年10月3日使用過這架飛機。木次研究的口的是調(diào)查暖輸送帶(WCB)的組成以及伴隨冇中緯度氣旋的主氣流，該主氣流有將含有臭氧的邊界層大氣和它的前體物輸送到口由對流層的潛力。我們通過被測量參數(shù)方而的變化來識別這三個不同的氣團。軌跡分析連同概要的圖表表明這些氣I才I同WCB和它之前和之后的大氣是一致的，并BWCB包含來自邊界層和較低一層的自由
3、對流層的海洋大氣。我們清楚的確認(rèn)WCB為一?個獨特的化學(xué)氣團，即使暖鋒開始消散之后仍能保持其完整性；出于它的遠(yuǎn)程海相成因，它包含了較周圍口由對流層大氣更少的臭氧。關(guān)鍵字：情況和觀察，模型，橫斷面和分析1.簡介(Introduction)臭氧和其他的光化學(xué)活性氣體的從上層平流層和底層邊界層的輸送對自曲對流層的組成是極其重要的。長久以來，人們都認(rèn)為上層鋒面系統(tǒng)能輸送平流層空氣進(jìn)入對流層深處(Danielsen,1967;Reiter,1975;Vaughan,1988;Holtonetal.,1995)而且深對流能將邊界層空氣抬升進(jìn)入屮上的對流層(Pickeringet加.,1988;Ban
4、icetal.,1986;Chaumerliacet1992)。同樣重耍的是鋒面輸送對抬升邊界層空氣使之進(jìn)入自曲對流層的貢獻(xiàn)。在這篇論文中，我們對這樣一個鋒面抬升的一個方面進(jìn)行了調(diào)查——暖輸送帶(WCB),來確定化學(xué)氣團在鋒面區(qū)域里面是多么的與眾不同。暖輸送帶(WCB)是與一個發(fā)展中的中緯度氣旋有關(guān)的主要的氣流(Carlson,1991;Harrold,1973),在抬升到暖鋒表面之前，它在低層對冷鋒以平行層次運行。作為來自于地球表面的光化學(xué)臭氧生產(chǎn)(NOx,HC和CO)所必需的組成成分,邊界層大氣能不但含有臭氧，也含有它的化學(xué)催化劑。同樣的，遠(yuǎn)處的海洋大氣能含冇這些少量的人為排放(VO
5、pptvNOx),致使臭氧被破壞，導(dǎo)致海洋邊界層中的臭氧濃度降低(Thompsonetal.,1993;Monksetal.,1998)O因此，WCB有使臭氧濃度壇強或使臭氧匱乏的邊界層大氣進(jìn)入自出對流層到暖鋒表面的潛力。Bethan等人(1998),使用臨場航測，首先證明鋒面區(qū)域的特色是在痕量氣體濃度中具有強烈的梯度特點，而且把他們遇到的一些氣流作為WCB。Stohl和Trickl(1999)根據(jù)在徳國上方進(jìn)行的激光雷達(dá)測量和后推氣流軌跡，聯(lián)合北美邊界層，確定了WCB有能將污染氣團抬升到高層的對流層的潛力。這種抬升發(fā)生在一個狹窄的垂直層中，深度在1?2公里左右，因此這在邊界層成分在自由
6、對流層屮的分層屮是個重要的過程。最近，古柏等人(2002a,b)為了呈現(xiàn)一個在氣旋系統(tǒng)里化學(xué)種類分配的概念模型，已經(jīng)擴展了這些概念。相互之間具有嚴(yán)格邊界的化學(xué)成分的層次在自由對流層(Wuetal.?1997;Newelletal.,1999)屮是無處不在的，并且，由于全球化學(xué)模型垂直解析度的限制，它將一個艱難的挑戰(zhàn)呈現(xiàn)給這些模型。對這些層的合成過程，以及將非常不一樣的化學(xué)成分的空氣帶入臨近的垂直境況有一個更好的了解是有必要的。暖輸送帶是這種過程的一個主要例子。在這里，我們呈現(xiàn)出一次研究飛行的結(jié)果，旨在對不同高度下對一個WCB進(jìn)行五次解釋和抽樣來檢杳這個WCB的結(jié)構(gòu)。由英國MetOffic
7、e于1997年10月3口制造的C130飛機負(fù)責(zé)測量鄰近北海上一個衰弱的暖鋒的化學(xué)和熱力學(xué)參數(shù)。我們使用這些測量確定邊界層大氣能否在鋒面區(qū)域里面被確認(rèn)為一個清楚的氣團，或者在途屮與周圍的自由對流層進(jìn)行混合。軌跡分析被用來展示W(wǎng)CB在大西洋上方一個發(fā)展中的鋒面系統(tǒng)中上升時所經(jīng)過的路徑。2.天氣形勢(SynopticSituation)圖1.1997年10月3H12UT的表面圖表（摘口U.K.Met.Office分析）展示了主耍鋒而特征和
