Page 193 - 《高原气象》2022年第1期

1 期 伏 薇等：西风南支与高原季风环流场下青藏高原大气边界层结构研究 191
等，2000）。徐祥德等（2001）根据（TIPEX）昌都、当 场、感热潜热通量资料，分析讨论在西风南支和高
雄和改则观测站资料综合分析了高原地-气物理过 原季风不同风场下高原对流边界层高度、湿度、风
程及其动力学模型，发现高原边界层热力结构异 速、风向和感热潜热通量等基本特征，以期深入了
常、对流边界层较为深厚及高原边界层埃克曼“抽 解西风季风相互作用区地气相互作用过程对高原
吸泵”动力机制。关于珠峰大气边界层结构的研 大气边界层结构的影响，对气候变化背景下高原天
究，几乎都观测到了谷风和冰川风存在并影响大气 气气候的预报预警提供一定的理论依据。
边 界 层 结 构 的 现 象（刘 宇 等 ，2004；陈 学 龙 等 ，
2007；孙方林和马耀明，2007；王树舟和马耀明， 2 观测场地和资料选取
2008）。李茂善等（2011）利用 2004 年 CAMP-Tibet
本文使用了第二次青藏高原科考“地-气相互
预试验期和加强期的无线电探空仪观测资料研究
作用与气候效应”立体综合加强期观测试验珠峰、
发现了藏北高原地区干季的对流混合层高度在
林芝、那曲和狮泉河 4 个站点的探空观测资料，探
2211~4430 m，雨季对流混合层高度在1006~2212 m，
干季比湿明显小于湿季比湿。苏彦入等（2018）利 空观测每隔 6 h 一次，数据采集频率为 2 s。站点位
用 2000-2016年高原夏季再分析资料分析发现高原 置分布、基本信息和探空具体时段分别如图 1 和
夏季整体大气边界层高度明显降低，潜热通量明显 表 1 所示。环流风场、感热潜热通量资料均来自
增大，感热通量呈先增后降。周文等（2018）利用 ERA5再分析资料，水平分辨率为 0. 25°×0. 25°。若
COSMIC 掩星资料发现高原边界层高度呈西高东 没有特殊说明的情况下，本研究使用的所有数据时
低，西部边界层高度 1800~2300 m，东部边界层高 间均为北京时。
度 1400~1800 m。目前高原大气边界层的研究资料
主要来自无线电探空、雷达、飞机观测、星载遥感
以及再分析数据等。高原边界层无线电探空多集
中 于 2010 年 以 前（李 家 伦 等 ，2000；宋 星 灼 等 ，
2006；马伟强等，2007；朱春玲等，2011；李英等，
2012；徐桂荣等，2014），近几年高原大气边界层关
于再分析资料、星载遥感、WRF模式模拟等研究较
多（苏 彦 入 等 ，2018；周 文 等 ，2018；李 斐 等 ，
2017；许鲁君等，2018）。鉴于此，本文利用 2019 图1 探空站点位置分布
年第二次青藏高原科考探空资料及 ERA5再分析风 Fig. 1 Location distribution of sounding stations
表1 站点基本信息和探空试验时段
Table 1 Basic information of stations and sounding test period

站点 纬度 经度 海拔 下垫面类型 探空试验时段
珠峰 28. 21°N 86. 56°E 4276 m 裸地为主，植被稀疏、矮小 5月14-18日、7月28日至8月2日、10月21-22日、10月28-30日
林芝 29. 77°N 94. 74°E 3326 m 高山草甸 5月14-19日、7月28日至8月2日、10月21-25日
那曲 31. 37°N 91. 90°E 4509 m 高山草甸 5月14-17日、7月28日至8月1日、10月21-25日
狮泉河 32. 49°N 80. 10°E 4278 m 较平坦的裸土 5月14-18日、7月28日至8月1日、10月21-25日

关于探空数据处理，位温计算使用泊松方程， 高度。
比湿根据湿度参量公式计算。边界层高度确定以 3 西风南支与高原季风环流场
位温廓线法为主，将梯度明显不连续存在较强逆温
的高度作为边界层高度（Sullivan et al，1997；Seib‐ 20 世纪 70 年代末，汤懋苍等（1979）研究认为
ert et al，2000；Seidel et al，2010；Wang et al， 高原确实存在一个独立的季风系统，它在 600 hPa
2016）。夜间稳定边界层可参考边界层顶风速极大 最明显，即是高原季风。高原季风是一个在夏季较
值高度作为边界层高度，对流边界层高度可参考湿 强、冬季较弱，近地层较强、高层较弱的季风系统。
度梯度明显不连续的高度作为大气边界层高度。 从2019年1-12月高原600 hPa风场（图2）中可
若无特殊说明的情况下，文中所用高度均为相对 以看出，1-5月和 11-12月高原主要处于西风带下