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基于秒级探空资料的中国地区浮力频率分布

李芳芳 陈起英 吴泓锟

李芳芳, 陈起英, 吴泓锟. 基于秒级探空资料的中国地区浮力频率分布. 应用气象学报, 2019, 30(5): 629-640. DOI: 10.11898/1001-7313.20190511..
引用本文: 李芳芳, 陈起英, 吴泓锟. 基于秒级探空资料的中国地区浮力频率分布. 应用气象学报, 2019, 30(5): 629-640. DOI: 10.11898/1001-7313.20190511.
Li Fangfang, Chen Qiying, Wu Hongkun. A statistical study of brunt-vaisala frequency with second-level radiosonde data in China. J Appl Meteor Sci, 2019, 30(5): 629-640. DOI:  10.11898/1001-7313.20190511.
Citation: Li Fangfang, Chen Qiying, Wu Hongkun. A statistical study of brunt-vaisala frequency with second-level radiosonde data in China. J Appl Meteor Sci, 2019, 30(5): 629-640. DOI:  10.11898/1001-7313.20190511.

基于秒级探空资料的中国地区浮力频率分布

DOI: 10.11898/1001-7313.20190511
资助项目: 

公益性行业(气象)科研专项 GYHY201406007

国家自然科学基金面上项目 41375107

国家重点研究发展计划 2018YFC1506006

详细信息
    通信作者:

    陈起英, 邮箱:chenqy@cma.gov.cn

A Statistical Study of Brunt-vaisala Frequency with Second-level Radiosonde Data in China

  • 摘要: 浮力频率用来描述大气层结稳定性,反映大气扰动强弱。利用2014年6月-2017年5月中国地区高垂直分辨率的秒级探空资料,分析了中国地区浮力频率的时空分布特征。结果表明:中国地区大气浮力频率总体随高度的增加而增大,低平流层值大于对流层值;对流层和低平流层中浮力频率随高度变化均较小可视为常数,过渡层浮力频率随高度变化较大,对流层中浮力频率受地形影响较平流层大。对流层中北方地区5 km高度以下的浮力频率随时间呈现出较弱的周期变化,周期为1年,峰值出现在冬季,南方地区随时间无明显变化;在过渡层中南北地区的浮力频率随时间均呈现出1年的周期变化,峰值出现在冬季,谷值出现在夏季;在低平流层中南北地区浮力频率随时间均无明显变化。浮力频率的大小变化对重力波参数有较大影响,秒级探空资料计算的的浮力频率和风速切变更精细,较常规探空资料更准确地反映大气稳定度的变化。
  • 图  1  中国L波段探空站点分布

    Fig. 1  The distribution of L-band sounding stations in China

    图  2  2017年1月1日00:00北京站资料对比

    (a)两种探空资料的对比,(b)秒级探空资料插值前后对比

    Fig. 2  Comparison of two kinds of data at Beijing Station at 0000 UTC 1 Jan 2017

    (a)the comparison of two radiosonde data, (b)the comparison of second-level sounding data before and after interpolation

    图  3  2014—2017年中国地区平均浮力频率的垂直廓线

    Fig. 3  Vertical profile of the average brunt-vaisala frequency in China from 2014 to 2017

    图  4  2014—2017年中国地区浮力频率N2沿40°N的纬向剖面(单位:10-4 s-2)

    Fig. 4  Zonal section of the brunt-vaisala frequency in China from 2014 to 2017(unit:10-4 s-2)

    图  5  2014—2017年中国地区浮力频率N2沿112°E的经向剖面(单位:10-4 s-2)

    Fig. 5  Meridional section of brunt-vaisala frequency in China from 2014 to 2017(unit:10-4 s-2)

    图  6  2014—2017年中国地区浮力频率N2水平分布(单位:10-4 s-2)

    (a)对流层,(b)低平流层

    Fig. 6  Horizontal distribution of brunt-vaisala frequency in China from 2014 to 2017(unit:10-4 s-2)

    (a)troposphere, (b)low stratosphere

    图  7  对流层大气浮力频率N2水平分布的季节变化(单位:10-4 s-2)

    Fig. 7  Seasonal variation of brunt-vaisala frequency at tropospheric atmospheric(unit:10-4 s-2)

    图  8  低平流层大气浮力频率N2水平分布的季节变化(单位:10-4 s-2)

    Fig. 8  Seasonal variation of brunt-vaisala frequency in low stratosphere(unit:10-4 s-2)

    图  9  2014—2017年中国地区大气浮力频率N2的月平均变化(单位:10-4 s-2)

    (a)北方地区, (b)南方地区

    Fig. 9  Monthly average variation of atmospheric brunt-vaisala frequency in China from 2014 to 2017(unit:10-4 s-2)

    (a)the north region, (b)the south region

    图  10  2014年6月6日00:00北京站过渡层不同浮力频率状态下重力波动量通量变化的比较

    (a)动量通量伴随浮力频率改变时的改变,(b)浮力频率随高度变化,(c)动量通量伴随浮力频率不变时的改变,(d)浮力频率不随高度变化

    Fig. 10  Comparison of gravity flux fluctuations at different brunt-vaisala frequency in transition layer at Beijing Station at 0000 UTC 6 Jun 2014

    (a)momentum flux changes with brunt-vaisala frequency change, (b)brunt-vaisala frequency changes with height, (c)momentum flux changes with buoyancy frequency as constant, (d)brunt-vaisala frequency is a constant

    图  11  2014年6月6日00:00北京站对流层不同浮力频率状态下重力波动量通量变化的比较

    (a)动量通量伴随浮力频率改变时的改变,(b)浮力频率随高度变化,(c)动量通量伴随浮力频率不变时的改变,(d)浮力频率不随高度变化

    Fig. 11  Comparison of gravity flux fluctuations at different brunt-vaisala frequency in troposphere layer at Beijing Station at 0000 UTC 6 Jun 2014

    (a)momentum flux changes with brunt-vaisala frequency change, (b)brunt-vaisala frequency changes with height, (c)momentum flux changes with buoyancy frequency as constant, (d)brunt-vaisala frequency is a constan

    图  12  徐州站两种探资料Ri的对比

    Fig. 12  The comparison of Ri for two types of data at Xuzhou Station

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出版历程
  • 收稿日期:  2018-12-12
  • 修回日期:  2019-05-05
  • 刊出日期:  2019-09-30

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