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平流层准零风层的诊断分析与数值模拟

    平流层准零风层(Quasi-Zero Wind Layer,QZWL)是指平流层下层20km高度附近纬向风很小的大气层,上下层纬向风风向相反,同时南北风分量亦很小。这个高度上的风速很小,气象场相对稳定,很适合平流层浮空器的长期驻空飞行;而平流层浮空器能很好地适用于区域气象防灾减灾、实时监测预警等现实应用场景中。因此平流层准零风层的研究对于平流层浮空器的发展应用、对于气象防灾减灾等具有重大意义。但是目前关于平流层准零风层的研究主要是基于再分析资料分析QZWL的空间分布特征和年际或季节变化等,对于QZWL的垂直精细结构及短时变化特征研究较少,而后者对平流层浮空器的驻空飞行则至关重要。

    围绕上述问题,中国科学院大气物理研究所的杨瑞博士、冉令坤研究员、张玉李博士和刘毅研究员等基于高分辨率的探空资料,发现新疆库尔勒附近地区上空20km附近存在显著的QZWL现象。此外,研究团队利用WRF模式很好地模拟了观测点上空的水平风速、风向等的廓线特征,并且与观测结果具有较好的一致性。进一步,基于水平动量方程,研究人员分析了各诊断项对纬向风的强迫效应,结果显示平流项是影响纬向风速变化的主要强迫因子;而波动项起次要的强迫作用,但在部分区域对纬向风的强迫效应也很显著。


观测点上空的风速和风向廓线(红线表示风速,单位:m/s;黑线表示风向,单位:deg)。


以上研究已被《Advancesin Atmospheric Sciences》接收并出版,得到了中国科学院战略性先导专项等项目的资助,杨瑞为第一作者, 刘毅研究员为通讯作者。

 

  论文信息:

Yang,R., L. K. Ran, Y. L. Zhang, and Y. Liu, 2019: Analysis and simulation of thestratospheric quasi-zero wind layer over Korla, Xinjiang Province, China. Adv.Atmos. Sci., 36(10), https://doi.org/10.1007/s00376-019-9045-6.

  论文链接:

http://www.iapjournals.ac.cn/aas/en/article/doi/10.1007/s00376-019-9045-6