图书馆知识库

    青藏高原对我国及东亚地区的天气气候有非常重要的影响，高原高耸的巨大地形和复杂的下垫面构成了一个特殊的大气边界层，而高原对其上大气的作用是通过近地层和大气边界层逐步影响到自由大气的。本论文主要利用2008年JICA（Japan International Co-operation Agency）项目加强观测期探空观测资料，对比分析了改则、理塘和大理三个青藏高原代表区域的典型大气边界层机构特征和变化规律，以及温湿廓线分布的个例。在此基础上，结合边界层塔和自动气象站资料，通过能量分析得到了青藏高原不同区域大气边界层加热的异同，探讨了大气边界层发展过程中位于青藏高原西部的改则和位于高原东南边缘的大理，因海拔和下垫面情况不同，感热通量、潜热通量和净辐射与大气边界层高度的关系，简单阐述了大气边界层形成和发展的机理。分析结果表明：

         1.边界层发展的最大高度在不同地域高度差异较大。观测所得的高原西部及东南周边代表地区大气边界层高度明显高于平原地区，白天对流边界层发展具有发展速度快且发展高度高的特点。总体来看三站季风期的最大边界层高度比季风前均有不同程度降低。

          2．白天地表强烈加热造成显著增温，为激发大气边界层对流提供强有力的外部强迫条件，超绝热层的出现是三站对流不稳定的共同特征，由此容易形成极端深厚的白天大气对流边界层。观测期内超绝热层为白天对流边界层的发展提供了有利条件，使其在短时间内发展得更高。但有最大超绝热层出现的同时，对流边界层并没有发展到最高。说明超绝热层高度能反映近地层空气层的不稳定性。但是对边界层发展的贡献还取决于超绝热的强度，即位温递减率的大小，和近地超绝热层厚度维持时间。

         3．夜间稳定边界层三个站均表现为先减小再增大。稳定边界层强度也随着季风过程逐渐降低，其强度反映的是稳定边界层形成过程中的冷却量，JICA-1时期最大，JICA-2时期次之，JICA-3时期最小。

          4.  根据三个时期不同站位温廓线的个例分析得到了大气边界层发展的共性特点：充分混合的对流边界层位温廓线在一定范围内保持不变或变化不大，上部覆盖明显的逆温层顶盖，顶层位温跃变。夜间稳定边界层发展的同时上部大气仍然保留了深厚的残留曾大气特征，这为白天对流边界层的发展提供了有利条件；随着日出后太阳辐射的加强，地面加热大气，湍流运动加强，对流边界层发展到突破夜间形成的逆温层与残留层内空气充分混合，致使对流边界层开始在残留层内发展。随着地面持续加热，近地面超绝热层的出现有利于对流边界层向上发展。  

    5.    青藏高原上空水汽混合比在对流层随高度迅速减少，其变化在对流层中下层比较显著。季风过程中混合比相对季风前有显著增加。从混合比廓线中可以看出，三个时期三站混合比均有明显的日变化，受大气热力作用的影响，边界层内水汽分布有着类似温度的分布特征。白天对流比较旺盛的时候，混合比也有明显的混合层特征。

    6. 改则和大理的净辐射日峰值平均随着季风带来逐渐增加，改则的感热通量日峰值平均逐渐降低，净辐射转换为感热通量的比率降低。季风到来后，空气湿度增加，潜热通量所占比例有所增加。大理各个时期的净辐射转换率都比改则低，潜热占主要形式，改则以潜热为主。地面对大气的加热是通过近地层和边界层逐渐影响到自由大气的，这需要一个逐渐的加热过程。太阳辐射和感热通量为边界层的发展奠定了强有力的能量基础。