热带平流层与对流层之间相互作用的研究进展
【国家自然科学基金】_平流层-对流层相互作用_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 ห้องสมุดไป่ตู้ 9 10 11 12 13 14
科研热词 行星波 精细结构 爆发性增温 波流相互作用 年际振荡 平流层极涡 对流层顶层 对流层顶 季节内时间尺度 剩余环流 准定常行星波 东亚冬季气候异常 上对流层/下平流层 eliassen-palm通量
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
科研热词 重力波 臭氧 波流相互作用 极涡 平流层爆发性增温 平流层极涡 平流层对流层相互作用 平流层-对流层交换 崩溃过程 大气潮汐 大气上下层相互 南北半球比较 临边遥感 o-3 ao和nao
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 科研热词 高度场 风暴轴 相互作用 热带平流层 滤波 波破碎 气候学 极涡 对流层 北大西洋涛动 北半球环状模 信息损失率 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
科研热词 推荐指数 平流层 2 高斯分布 1 重力波源谱 1 进展论述 1 波-流相互作用 1 气象学 1 极涡 1 平流层爆发性增温 1 平流层-对流层相互作用 1 对流层急流 1 季节内振荡 1 大气微量气体 1 动量通量 1 准定常行星波 1 enso 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
科研热词 推荐指数 青藏高原 2 相互作用 1 深对流 1 涛动 1 气象学 1 气温与降水异常 1 气温 1 气侯学 1 平流层过程 1 平流层与对流层的相互作用 1 平流层与对流层 1 平流层-对流层相互作用 1 平流层-对流层交换 1 太阳活动 1 大气环流 1 大气化学 1 变化特征 1 厄尔尼诺和南方 1 南亚高压 1 北极涛动 1 北半球环状模 1 分布特征 1 亚洲夏季风 1 东亚冬季风 1 东亚冬季气候 1 nam指数 1 enso 1 e-p通量 1 ao 1
平流层-对流层相互作用研究进展：等熵位涡理论的应用及青藏高原影响
平流层-对流层相互作用研究进展：等熵位涡理论的应用及青藏高原影响任荣彩;吴国雄;CAI Ming;孙舒悦;刘新;李伟平【期刊名称】《气象学报》【年(卷),期】2014(000)005【摘要】This paper reviews recent progress in understanding isentropic potential vorticity (PV)dynamics during interactions between the stratosphere and troposphere,including the spatial and temporal propagation of circulation anomalies associated with the winter polar vortex oscillation and the mechanisms of stratosphere-troposphere coupling in the global mass circulation framework.The origins and mechanisms of interannual variability in the stratospheric circulation are also reviewed.Particular attention is paid to the role of the Tibetan Plateau as a PV source (via its thermal forcing)in the global and East Asian atmos-pheric circulation.Diagnosis of meridional isentropic PV advection over the Tibetan Plateau and East Asia indicates that the distributions of potential temperature and PV over the east flank of the Tibetan Plateau and East Asia favor a downward and southward isentropic transport of high PV from the stratosphere to the troposphere.This transport manifests the possible in-fluence of the Tibetan Plateau on the dynamic coupling between the stratosphere and troposphere during summer,and may pro-vide a new framework for understanding the climatic effects of the Tibetan Plateau.%系统介绍了近年来应用等熵位涡理论研究平流层-对流层动力相互作用所发现的一些新的事实和机理，包括平流层冬季极涡振荡过程中平流层、对流层环流异常的时空传播特征，以及等熵质量理论框架下的平流层-对流层动力耦合机理，还介绍了影响平流层环流年际尺度异常的因子及影响过程。
对流层和平流层对人类活动的影响
对流层和平流层对人类活动的影响
对流层和平流层对人类活动有着重要的影响。
首先，我们来看
对流层。
对流层是地球大气层的最低层，它直接影响着我们的生活。
对流层中的氧气和氮气为人类的呼吸提供了必要的氧气，同时也为
植物的光合作用提供了二氧化碳。
此外，对流层中的大气循环也影
响着天气和气候，包括降水和温度的变化，对农业生产和人类生活
都有着重要的影响。
而平流层则对人类活动有着更为直接的影响。
平流层中的臭氧
层能够过滤掉大部分的紫外线，保护地球上的生物免受紫外线的伤害。
然而，由于人类活动的影响，例如工业生产和机动车尾气排放，导致大气中的氯氟烃等物质破坏臭氧层，造成了臭氧空洞的出现，
增加了地球生物受到紫外线伤害的风险。
此外，对流层和平流层的温度和气压分布也直接影响着航空和
航天活动。
飞机和火箭的飞行高度和速度都需要考虑大气层的特性，而对流层和平流层的风向和风速也直接影响着飞行器的轨迹和燃料
消耗。
总的来说，对流层和平流层对人类活动有着重要的影响，涉及
到气候、环境保护、航空航天等多个方面。
因此，我们需要更加重视对大气层的保护和研究，以确保人类活动与大气层的相互作用能够更加和谐地进行。
对流层与平流层[整理版]
![对流层与平流层[整理版]](https://img.taocdn.com/s3/m/82d8457049d7c1c708a1284ac850ad02de800782.png)
对流层对流层（troposphere）位于大气的最低层，集中了约75％的大气质量和90％以上的水汽质量。
其下界与地面相接，上界高度随地理纬度和季节而变化。
在低纬度地区平均高度为17～18公里，在中纬度地区平均为10～12公里，极地平均为8～9公里，并且夏季高于冬季。
对流层中，气温随高度升高而降低，平均每上升100米，气温约降低0.65℃。
气温随高度升高而降低是由于对流层大气的主要热源是地面长波辐射，离地面越高，受热越少，气温就越低。
但在一定条件下，对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象，称之为“逆温现象”。
由于受地表影响较大，气象要素（气温、湿度等）的水平分布不均匀。
空气有规则的垂直运动和无规则的乱流混合都相当强烈。
上下层水气、尘埃、热量发生交换混合。
由于90％以上的水气集中在对流层中，所以云、雾、雨、雪等众多天气现象都发生在对流层。
在对流层内，按气流和天气现象分布的特点又可分为下层、中层和上层。
（1）下层：下层又称扰动层或摩擦层。
其范围一般是自地面到2公里高度。
随季节和昼夜的不同，下层的范围也有一些变动，一般是夏季高于冬季，白天高于夜间。
在这层里气流受地面的摩擦作用的影响较大，湍流交换作用特别强盛，通常，随着高度的增加，风速增大，风向偏转。
这层受地面热力作用的影响，气温亦有明显的日变化。
由于本层的水汽、尘粒含量较多，因而，低云、雾、浮尘等出现频繁。
（2）中层：中层的底界在摩擦层顶，上层高度约为6公里。
它受地面影响比摩擦层小得多，气流状况基本上可表征整个对流层空气运动的趋势。
大气中的云和降水大都产生在这一层内。
（3）上层：上层的范围是从6公里高度伸展到对流层的顶部。
这一层受地面的影响更小，气温常年都在0℃以下，水汽含量较少，各种云都由冰晶和过冷水滴组成。
在中纬度和热带地区，这一层中常出现风速等于或大于30米/秒的强风带，即所谓的急流。
此外，在对流层和平流层之间，有一个厚度为数百米到1～2公里的过渡层，称为对流层顶。
现代大气物理学研究进展
现代大气物理学研究进展一、内容概括现代大气物理学，作为地球科学的一个重要分支，致力于深入理解大气及其与周围环境的相互作用。
它涉及大气的分层结构、气象要素的动态变化、辐射传输过程中的特性以及大气现象与地球物理过程的紧密联系。
本篇文章将概述近年来在大气物理学领域的主要研究进展，重点介绍新观测手段的应用、理论模型的完善以及对大气环境变化的预测能力提升方面的显著成就。
内容涵盖了大气成分的变化、气溶胶的分布和作用、云雾的形成机制、降水过程的优化、风暴系统的结构和演化、大气动力学的基础理论以及气候变化的研究等多个方面。
通过本章节的学习，读者将能够获得对于现代大气物理学基本框架的理解，并对大气科学在应对全球气候变化、改善空气质量等方面的重要作用有更为深刻的认识。
1. 大气物理学的重要性和应用大气物理学是研究大气及其现象，特别是与其物理过程相关的问题的一门学科。
它作为地球物理学的一个分支，涉及对大气中的各种物理成分及其特征的研究。
自20世纪70年代以来，随着空间科学和航天技术的飞速发展，人们对大气的了解变得越来越深入，从而极大地丰富了大气物理学的领域。
在大气物理学的实验和观测中，我们才真正认识到大气物理现象的真实性和复杂性。
在对流层和平流层的区域里，空气流动、辐射传输和天气现象等现象相互交织并受到诸多气象因素的影响。
这些因素共同决定了气候的形成、气候变化及短期内的天气变化等多种特点。
对于大气物理学的深入研究，不仅可以增进我们对地球系统的理解，还可以为全球气候预测，极端天气预警以及应对气候变化提供关键的科学依据。
除了对大气现象本身的研究，大气物理学还非常关注人类活动对大气的影响。
随着工业化进程的加快，化石燃料的大量燃烧、气溶胶的释放以及温室气体的增加都使得大气环境遭到破坏。
大气物理学致力于研究这些污染物对人体健康和环境的影响，并探寻可行的解决方案。
在研究城市大气污染的过程中，我们可以通过加强对流层臭氧的观测和模型模拟以理解其形成机制和控制方法。
平流层-对流层相互作用的多尺度过程特征及其与天气气候关系——研究进展
ｅ ｙｏ ｉｎ ｅ ，ｔｅｉｖ ｓｉａ ｉｎ ｆ ｈ ｈ ｒｃｅ ｉｔ ｓｏ ｈ ｌ－ｃ ｌ ｒｃ ｓ ｅ ｎ ｈ ｅａ ｉｎ ｈｐ ｂ ｔ ｅ ｈ ｍ ｆ ｅ ｃ ｓ ｈ ｅ ｔ ｔ ｓｏ ｅｃ ａａ ｔｒｓｉ ｆｔ ｅｍｕｔ ｓａｅｐ ｏ ｅ ｓｓａ ｄｔ ｅｒｌｔｏ ｓ ｉ ｅｗｅ ｎｔ ｅ ｃ Ｓ ｎ ｇ ｏ ｔ ｃ ｉ
ＬＵ ｒｎ， Ｄａ ｅ ＣＨ Ｅ Ｚ ｙ ，ＢＩ Ｎ ｅ ｕ ＡＮ ｉｎ ｈ ｎ ｎ Ｊａ ｃ ｕ ，ａ ｄＣＨＥＮ ｎ ｂｎ Ｈｏ ｇ ｉ
Ｉｓ ｔｔｏ ｍｏｐ ｅｉ Ｐ ｙ ｉｓ ｈｎｓ ａ ｅ ｙｏ ｃｅｃｓ Ｂｅ ｎ １ ０ ２ ｎｔｕｅ ｆＡｔ ｓｈ ｒｃ ｈ ｓ ，Ｃ ｉｅｅ ｉ ｃ Ａｃ ｄ ｍ ｆＳ ｉ春， 平流层一 等． 对流层相互作用 的多尺度过程特征及其与天气气候关系——研究进展． 大气科学， ０８ ３ ４： ８￣７３ ２ ， ２（） ７２ ９ ０
Ｌ ｒｎ Ｃ ａ Ｚ ｙ ， ｎＪ ｃ ｕ ， ｔ Ｌ Ａ ｖｎ ｅ ｉ ｓａ ｃ ｅ ｏ ｈ ａ ａｔｒ ｔ ｓ ｆ ｈ－ｅ ｌ ｐＤ ｅｓＳ ｆｎ ｅａ ｉ ｓ ｅ ｅ ｈ ｒｔｓ ｈ ｒ ｎＤａｅ ， ｈ ｎ ｅ ｕ Ｎａ ｉ ｈ ｎ ｅ ｄ ａ ｃｓ ｎｒ ｅｒｈ ｓ ｎｔｅｃ ｒｃｅｉ ｉ ｏ ｍｕ ｉ ａｅ １ｃｓｅ ｏ ｉ ｒｃ ｏ ｂ ｔ ｎｔｅ ｔａｏｐ ｅｅ ｎ ａ ａ ｅ ｈ ｓｃ ｓ ｔ ｔ ｎ ｗｅ ｓ
平 流 层 一 流 层 相 互 作 用 的 多 尺 度 过 程 特 征 及 其 与 对 天 气 气候 关 系— — 研 究 进展
吕达 仁 陈泽 宇 卞建 春 陈洪 滨
中国科学 院大气物理研究所 中层大气与全球环境探测实验 室，北京 １ ０ ２ ００ ９
摘
要
平流层大气过程研究的前沿与重要性
平流层大气过程研究的前沿与重要性平流层大气过程研究的前沿与重要性引言：平流层作为大气层中最上层的一部分，扮演着重要的地球屏障角色，在地球的气候变化、生态环境和天气预测等方面发挥着重要作用。
平流层大气过程是指在平流层中发生的各种动力学、热力学和化学变化过程，是了解大气层结构和演化以及预测气候变化等重要研究领域。
本文将以平流层大气过程研究的前沿和重要性为主题，探讨该领域的最新进展和其对人类的重要意义。
一、平流层大气过程的研究方法平流层大气过程研究的方法涉及气象学、气候学、计算机模拟和观测等多个领域的交叉课题。
其中，计算机模拟是一种常见的研究方法，通过建立大气动力学和物理过程的数学模型，模拟平流层的各种变化。
观测方法则通过地面观测站、卫星和探空器等方式，收集大气中的相关数据，对平流层进行实时监测和数据分析，从而推断大气变化和过程。
同时，大气质谱仪、激光雷达等先进技术也为平流层大气过程的研究提供了重要的手段。
二、平流层大气过程的主要研究内容1. 平流层风场和垂直运动平流层风场和垂直运动是平流层大气过程中的重要研究内容。
通过对平流层风场和垂直运动的观测和模拟，可以了解平流层环流系统的变化和演化过程，进而揭示平流层与对流层之间的相互作用。
这对于理解天气现象如台风的生成、发展和消散等过程具有重要意义。
2. 辐射平衡和温度变化辐射平衡和温度变化是影响平流层大气过程的重要因素。
平流层中的臭氧层对太阳辐射的吸收和反射起着重要作用，影响着大气的辐射平衡和温度分布。
平流层温度变化对于探索和预测地球气候变化具有重要意义，因为温度变化可能会影响大气层结构、大气层化学等重要过程。
三、平流层大气过程研究的前沿进展1. 高分辨率观测技术的发展近年来，随着先进观测仪器的使用，如激光雷达等，观测数据的时空分辨率得到大幅提升。
高分辨率的观测数据使得平流层大气过程的研究更加精确和细致。
同时，数据的多元化也为研究者提供了更多的资源和挑战，将观测数据与模拟数据相结合进行研究，有助于更全面地理解平流层大气过程。
平流层
381
引起的强迫驱动 着一种热带外全球尺 度的流体动力 学抽吸泵，从热 带 下 平 流 层 向 上、向 极 方向 抽 吸 空 气，然后向极、向 下将气团推到热带外 对流层。形成 这个“泵”的 机制 是 向上 传 播到 平 流层 以 上 高度 的 行星波和重力波 破碎后产生动量通量 辐散所致。这 种全球尺度环流 使平流层远离辐射平 衡条件。他同 时指出，引起的强 迫可以认为是非局 地控制的，在热 带外主要是向下控制（downw ard control），即穿过某 一等压面的质量 交换由该等压面之上 的大尺度涡旋 和动量的辐 合、辐 散 引 起 的 经 向流 动 控 制［9］ ，并 通 过穿过下平流层 等熵面的质量输送横 向的到达热带 地区。
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下层 相互作用 中扮演 什么 角色 ，平流层 过程是 否会调 整
Ｅ Ｏ的发生 、发展和演变 ，这些 问题都还没有 得到一致 ＮＳ
而令人信服的结论 。
另 一方 面 ，热 带 地 区是 平 流层 和 对 流层 物 质 交换 （Ｔ Ｓ Ｅ）的重要 区域 ，而穿越对流层顶 的物 质和能量 交换
文献标识码 ：Ａ Ｄｏ：１ ．９ ９ ．ｓ． ０ ．９ ５ ０ １ ５ｏ ｉ ０３ ６ ８ｉ ｎ１ ４４ ６ ． １ ． ．０ ｓ ０ ２ Ｏ 中图分 类号：Ｐ ２ ４５
ｌ 引
言
整个平 流层 而到达 中间层顶 ， 在那里产生 中间层 的准两年 振荡１称为ＭＱ Ｏ。尽管 目前我们对Ｑ Ｏ的起源和物理机 ９ ］ Ｂ Ｂ
过程对对流层 的天气 、 气候 的影 响是很小 的。但是越来越
多的研究表 明 ， 对流层 和平流层在动力 、物理 、化学过程
等多方面均存在着相互作 用和影响【 ］ ｌ。 墙 热带 地 区是 平流 层和对 流层相 互作用 的一个关 键 区 域 。热带对流层 内的对流 ， 流层 ，进 而引起平 流层环 流的变
化 。热带平流层大气准 两年 振荡 （ Ｏ） ＱＢ 正是这种波流相 互作用 的结果 。 一些起 源于对流层的重力波甚至可 以穿透
是对流层 、 流层 相互作用的一种定量表述 。全球尺度上 平
收稿 日期 ：２ １—７２ ；修 订 日期 ：２ １－３１ ０００—８ ０ １０—６
．
气相互作用 年际尺度现象【ｌ １ ，已被认 为是气候年际变化
的最 强信 号 。 它不仅直接影 响热带气候变 化 ， 而且可 以通 过大气遥相关 的方式影响 中、高纬度地 区的大气环 流［ １ ， 对全球气候异常产生重要影 响。一些 研究 表明 ， 的火 山 大 喷发 导 致 的 大气 温 度变 化 以及 太 阳活动 的变化 均 会对 Ｅ Ｏ事件产生影 响【－２ ＮＳ １ １ ；反过来 ，Ｅ Ｏ事件 也会对平 ３４ ＮＳ 流层 的大气过程如极涡 的强度 、 平流层爆发性增 温（ Ｓ ） ＳＷ 过程造成显著 的影 响【 ｌ 。但是 ， ＮＳ Ｅ Ｏ事件在热带 大气上
基金 项 目： 国家 自然科 学 基金 重 点项 目 （ ０３ ９９）；国家 ９３项 目 （ ００ Ｂ ２６ ４） 同资助 ４７ ０ ４ ７ ２ ｌＣ ４ ８０ 共 通讯 作 者 ： 田文 寿 ，男 ，甘肃 省 人 ，教授 ，主要 从事 平 流层 大气 与 气候 相互 作 用方 面 的研 究 。Ｅｍａ ：ｗ ｔ ｎ ｚ ． ｕｃ － ｉ ｓ ａ＠ｌ ｅ ． ｌ ｉ ｕｄ ｎ
文章 编 号 ：１ ０ —９ ５２ １）５０ ６ —０ ０ ４４ ６ （０ ｏ —７ ５１ １
热带平流层与对流层 之 间相互作用 的研 究进展
田文寿 ，田红瑛 ，商林 ，辛 玉姣
（ 干 旱气 候 变化 教育 部 重点 实验 室／ 半 兰州 大学 大 气科 学 学院 ，甘 肃 兰州 ７ ００ ３ ００）
摘
要 ：以热带平流层和对流层大气中的准两年振荡和 Ｅ Ｓ Ｎ Ｏ现象，以及热带平流层和对流层交换 （ Ｔ Ｓ Ｅ）
过程 为主轴 ，介绍 了热带平 流层 和对流层大气相互作用方面 的一些研究进 展。众 多的研究结 果表 明 ，平流层 准
两年振荡 （ Ｂ ） Ｑ Ｏ 和对流层准两年振荡 （ Ｂ 存在潜在联 系 ， Ｔ Ｏ） 但二者之 间相互作用 的物理机 制还不是很清晰。
些复杂且瞬变 的天气 现象 。传统上认 为 ， 平流层及 以上大 气 的整 体特 征与发展 演变极 大地受 制于地 表与对 流层 的 动力 、 理过程的强迫和化学成分 的输送 ， 物 而平流层大气
天气 过程 造成 显著的影响 ，还是一个很受争议 的问题 。 厄尔尼诺 ／ 南方涛 动 （ ＮＳ 是热带太平洋最强 的海 Ｅ Ｏ）
ＱＢ Ｏ对 平流层大气 中化学成分 的空 间分 布具 有显 著的影响 ， 其 中的化学． 但 辐射． 动力反馈作用 目前还 未得 到充
分 的研究 。以往的研究提供 了 Ｅ Ｏ影 响热带平 流层 大气令人信服的证据 ， ＮＳ 但影 响的程度 和范围还未 形成 一个
共识 ， 中一个原 因是 平流层内的 Ｅ Ｏ信号受到火 山喷发 和太 阳活 动的干扰 。一些研究指 出 Ｅ Ｏ事件通过 其 ＮＳ ＮＳ 改变行 星波的强度和传播对极地平流层大气产 生影 响 ，而平流层过程也会对 Ｅ Ｏ 的发生 、发展 和演 变产生影 ＮＳ 响 ，但其 可靠性需 要进 一步的确证 。目前 ，一个较一致 的结论是全球变 暖会导 致热带上涌增 强 ，Ｓ Ｅ加快。然 Ｔ 而 ，影响热带 Ｓ Ｅ的大气过程较多 ，特别是 季风系统和热带深对流系统对 Ｓ Ｅ的贡献还需要深入 的分析研究 。 Ｔ Ｔ 关 键 词：气候学 ；相互作用 ；热带平 流层 ；对 流层
第２ ７卷 第 ５ 期
２１ ０ １年 １ 月 ０
热
带
气
象
学
报
Ｖ＿ ． ． Ｎｏ． ０ ２７ １ ５
Ｊ ＯＵ ＲＮＡＬ ＴＲＯＰ ＣＡＬ ＥＴＥＯＲＯＬｏＧＹ ＯＦ Ｉ Ｍ
Ｏｃ ． ０１ ｔ．２ １
田文 寿 ， 田红 瑛 ，商林 ，等 ． 带平 流 层与 对 流层 之 间相互 作 用 的研 究进 展 ［ ＿ 带气 象学 报 ，２ １，２ （）７５７４ 热 Ｊ 热 ］ ０ １ ７５：６ －７
制 已有较 明确 的认识 ［］ ｍ ，但Ｑ 是否会 对热带 对流层 的 ＢＯ
众所周知 ，对流层和平流层 的热力 、动力过程 以及大
气成分 的分 布特征均 有 明显 的不 同 ，对流层 静力稳定 度 低 ，天气变化快而剧烈 ，而平流层稳 定度 较高 ，空气的垂 直运动很弱 ，大气演变 比较缓慢 ， 乎没有对流层 中的那 几