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1、《大气化学杂志》46:117-129,2003印在荷兰117©2003克吕韦尔学术出版集团一个暖输送带的航测一一一个案例研究G.VAUGHAN1,W.E.GARLAND1,K.J.DEWEY2andC.GERBIG31PhysicsDept.,UniversityofWales,AberystwythSY233BZ,U.K.,e-mail:gxv@aber.ac.ukIMeteorologicalResearchFlight,TheMet.Office,DERA,Farnborough,HampshireGU146TD,U.K.3ICG-2,ForschungszentrumJiilic
2、h,Germany(收讫：2002年7月10R;已承兑：2003年5月28日)摘要文章对北海上的一个暖锋附近的航测案例进行了研究。英国气象局Met.Office的C130飞机记录了一个消暧锋后面的臭氧，一氧化碳和气彖在不同海拔下的参数，气象研究曾在1997年10月3日使用过这架飞机。木次研究的口的是调查暖输送带(WCB)的组成以及伴随冇中纬度气旋的主气流，该主气流有将含有臭氧的边界层大气和它的前体物输送到口由对流层的潜力。我们通过被测量参数方而的变化来识别这三个不同的气团。轨迹分析连同概要的图表表明这些气I才I同WCB和它之前和之后的大气是一致的，并BWCB包含来自边界层和较低一层的自由
3、对流层的海洋大气。我们清楚的确认WCB为一•个独特的化学气团，即使暖锋开始消散之后仍能保持其完整性；出于它的远程海相成因，它包含了较周围口由对流层大气更少的臭氧。关键字：情况和观察，模型，横断面和分析1.简介(Introduction)臭氧和其他的光化学活性气体的从上层平流层和底层边界层的输送对自曲对流层的组成是极其重要的。长久以来，人们都认为上层锋面系统能输送平流层空气进入对流层深处(Danielsen,1967;Reiter,1975;Vaughan,1988;Holtonetal.,1995)而且深对流能将边界层空气抬升进入屮上的对流层(Pickeringet加.,1988;Ban
4、icetal.,1986;Chaumerliacet1992)。同样重耍的是锋面输送对抬升边界层空气使之进入自曲对流层的贡献。在这篇论文中，我们对这样一个锋面抬升的一个方面进行了调查——暖输送带(WCB),来确定化学气团在锋面区域里面是多么的与众不同。暖输送带(WCB)是与一个发展中的中纬度气旋有关的主要的气流(Carlson,1991;Harrold,1973),在抬升到暖锋表面之前，它在低层对冷锋以平行层次运行。作为来自于地球表面的光化学臭氧生产(NOx,HC和CO)所必需的组成成分,边界层大气能不但含有臭氧，也含有它的化学催化剂。同样的，远处的海洋大气能含冇这些少量的人为排放(VO
5、pptvNOx),致使臭氧被破坏，导致海洋边界层中的臭氧浓度降低(Thompsonetal.,1993;Monksetal.,1998)O因此，WCB有使臭氧浓度壇强或使臭氧匮乏的边界层大气进入自出对流层到暖锋表面的潜力。Bethan等人(1998),使用临场航测，首先证明锋面区域的特色是在痕量气体浓度中具有强烈的梯度特点，而且把他们遇到的一些气流作为WCB。Stohl和Trickl(1999)根据在徳国上方进行的激光雷达测量和后推气流轨迹，联合北美边界层，确定了WCB有能将污染气团抬升到高层的对流层的潜力。这种抬升发生在一个狭窄的垂直层中，深度在1・2公里左右，因此这在边界层成分在自由
6、对流层屮的分层屮是个重要的过程。最近，古柏等人(2002a,b)为了呈现一个在气旋系统里化学种类分配的概念模型，已经扩展了这些概念。相互之间具有严格边界的化学成分的层次在自由对流层(Wuetal.?1997;Newelletal.,1999)屮是无处不在的，并且，由于全球化学模型垂直解析度的限制，它将一个艰难的挑战呈现给这些模型。对这些层的合成过程，以及将非常不一样的化学成分的空气带入临近的垂直境况有一个更好的了解是有必要的。暖输送带是这种过程的一个主要例子。在这里，我们呈现出一次研究飞行的结果，旨在对不同高度下对一个WCB进行五次解释和抽样來检杳这个WCB的结构。由英国MetOffic
7、e于1997年10月3口制造的C130飞机负责测量邻近北海上一个衰弱的暖锋的化学和热力学参数。我们使用这些测量确定边界层大气能否在锋面区域里面被确认为一个清楚的气团，或者在途屮与周围的自由对流层进行混合。轨迹分析被用来展示WCB在大西洋上方一个发展中的锋面系统中上升时所经过的路径。2.天气形势(SynopticSituation)图1.1997年10月3H12UT的表面图表（摘口U.K.Met.Office分析）展示了主耍锋而特征和
