Page 200 - 《高原气象》2022年第1期
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高 原 气 象 41 卷
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珠峰地区边界层结构常受到急流和冰川风影响,在 5 大气边界层结构特征与地表加热
冰川风影响下可能形成边界层高度非常低的边界 场的关系
层结构。林芝地区 5 月和 7 月在 20:00 出现稳定边
界层结构,较其他 3 个站点的稳定边界层发展较 大气边界层的形成发展与近地面层的感热潜
早。狮泉河地区的对流边界层高度的最大值通常 热通量密切相关。感热通量是近地层中因湍流运
在 20:00 出现。本文仅限于晴朗天气条件下大气边 动引起的地面和大气之间的热量输送,潜热通量是
界层结构的分析研究,对不同大气层结条件下大气 大气中水发生相变时引起下垫面与大气之间的热
边界层结构的讨论,及大气边界层上部夹卷作用的 量输送。下面本文将分别对在西风南支绕流主导
研究有待下一步深入研究。如能获取更高时间分 风场下和高原夏季风主导风场下珠峰、林芝、那
辨率的探空数据,将有助于更加精细地描述高原大 曲、狮泉河站点感热潜热通量进行比较分析。
气边界层结构的演变特征。 图 9 和图 10 是利用再分析资料得到的观测期
4. 2 比湿、风速、风向垂直分布特征 间 02:00、08:00、11:00、14:00、17:00 和 20:00 的平
各站点的大气边界层低层比湿具有明显的日 均感热潜热通量。从图 9和图 10中可以看出,各站
变化特征,夜间近地层比湿比白天大,近地层比湿 点的感热潜热通量都表现出明显的日变化特征。
特征为 7月>5月>10月(图 6)。5月和 10月,狮泉河 一天中从早晨开始,太阳辐射对地表加热,感热潜
近地层比湿比其他 3 个站点的比湿小。7 月,珠峰 热通量随之增大为正值,中午达到最大值,地表以
近地层比湿比其他 3个站点的比湿小。林芝地区近 感热潜热通量的形式向大气中输送热量,然后感热
地层比湿明显比其他地区的比湿大,其最大比湿能 潜热通量值逐渐减小,减小为负值时大气向地表输
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达到 12. 88 g·kg 。珠峰 10 月 29 日 08:00 受低空急 送热量。图 9和图 10对比分析,5月珠峰、林芝、那
流和 16:00和 20:00低空风速极大值的影响,低层比 曲和狮泉河地区感热通量占主导。7 月珠峰、林
湿有逆湿现象出现。珠峰和林芝地区常出现逆湿 芝、那曲和狮泉河地区潜热通量占主导,这主要因
现象,稳定边界层的逆温和对流边界层顶附近的逆 为夏季是降水集中期,也是植被生长的旺盛期。10
温、低空急流对水汽输送、存在下沉气流,这些都 月珠峰和狮泉河地区以感热通量为主,林芝和那曲
有可能形成近地层内的逆湿。 地区感热通量和潜热通量相差不多。这与郑汇璇
除了位温和比湿外,风也是大气边界层的能 等(2019)的结论一致。5月和 10月林芝地区的感热
量、物质输送交换过程的主要气象要素之一。珠峰 通量较其他几个观测地区的感热通量小,到达地表
5 月 16 日和 7 月 31 日 14:00 风向受谷风的影响为偏 的太阳短波辐射减少,使地表感热通量减小,与边
北风,5 月 16 日、7 月 31 日和 10 月 29 日 20:00 受冰 界层高度较低的情况吻合。综上分析,在西风南支
川风的影响近地层出现风向为偏南风、风速较强的 绕流主导风场下各站点的感热通量更突出,近地层
现象[图 7(a),图 8(a)],这与孙方林和马耀明 能量输送以感热为主,边界层大气湍流强,对流旺
(2007)研究发现的结果吻合。珠峰 5 月 16 日 14:00 盛,从而使得边界层高度高。而在高原夏季风主导
和 20:00在 1200 m 以上以偏西西南风为主,10月 29 风场下各站点的潜热通量更突出,空气中水汽含量
日 1000 m 以上以偏西风为主。林芝风速随高度增 较大,抑制了边界层的发展。
大,近地层 14:00和 20:00风速较其他时刻大。林芝 6 结论与讨论
5 月 16 日 1500 m 以上以偏西南风和西北风为主,7
月 28 日 1200 m 以 上 以 偏 南 风 为 主 ,10 月 25 日 综合上述分析,西风南支与高原季风环流场下
1500 m 以上以偏西南风为主。狮泉河 5 月 16 日和 青藏高原大气边界层结构有明显的不同,且与地表
10 月 23 日以偏西西南风为主,近地层 20:00 都出现 加热有着明显的联系,得到以下主要结论:
了偏西风的低空急流,7 月 28 日风向以偏西西北风 (1) 西风南支风场下:珠峰、林芝、那曲和狮
为主,5 月 16 日和 10 月 23 日的低层风速比 7 月 28 泉河最高对流边界层顶分别为 3250,2250,2760 和
日低层风速强的多。珠峰、林芝和狮泉河 5 月和 10 3500 m。高原夏季风风场下:珠峰、林芝、那曲和
月高空的风速较 7 月高空风速强的多,且以偏西风 狮泉河最高对流边界层顶分别为 2000,2100,1650
或西南风为主。各站点低层风向、风速受地形影响 和 2000 m。在西风南支风场下的大气边界层高度
较大,而高层风向、风速的变化与大尺度的西风绕 较高原夏季风风场下的大气边界层高度高。
流和高原季风影响有关。 (2) 各站点的大气边界层低层比湿具有明显