L波段二次測(cè)風(fēng)雷達(dá)對(duì)流層頂氣象要素分析

張 玲，李中斌　(.章丘市氣象局，山東章丘 5000；.章丘市農(nóng)業(yè)局，山東章丘 5000)

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L波段二次測(cè)風(fēng)雷達(dá)對(duì)流層頂氣象要素分析

張 玲1，李中斌2(1.章丘市氣象局，山東章丘 250200；2.章丘市農(nóng)業(yè)局，山東章丘 250200)

摘要對(duì)濟(jì)南2005～2014年L波段二次測(cè)風(fēng)雷達(dá)探測(cè)到的對(duì)流層頂高度及溫度資料進(jìn)行分析，結(jié)果表明，在自動(dòng)探測(cè)及資料處理方法一致的情況下，濟(jì)南地區(qū)對(duì)流層頂高度、溫度有明顯的季節(jié)變化，第一對(duì)流層頂?shù)募竟?jié)變化較第二對(duì)流層頂明顯；年際變化統(tǒng)計(jì)分析表明，10年來(lái)第一、第二對(duì)流層頂高度、溫度均出現(xiàn)下降趨勢(shì)，整體下降幅度較小，與全國(guó)對(duì)流層頂前期變化升高的趨勢(shì)有所不同；近10年濟(jì)南地區(qū)主要是以第二對(duì)流層頂為主，第一對(duì)流層頂夏季出現(xiàn)頻率較少；第一對(duì)流層頂高度的變化范圍為5 334～14 200 m，平均10 984 m；第二對(duì)流層頂高度變化范圍為13 334～21 905 m，平均16 185 m；第一對(duì)流層頂溫度變化范圍為-72.0~-20.9 ℃，平均-55.4 ℃，第二對(duì)流層頂溫度變化范圍為-80.9~-51.5 ℃，平均-65.0 ℃。

關(guān)鍵詞L波段二次測(cè)風(fēng)雷達(dá)；對(duì)流層頂；對(duì)流層頂高度；對(duì)流層頂溫度

對(duì)流層頂作為對(duì)流層和平流層之間的過(guò)渡層，對(duì)于發(fā)生在大氣圈層的各種天氣現(xiàn)象和氣候演變均具有很重要的作用[1]。氣溫隨高度的垂直遞減狀況在對(duì)流層頂突然變小(高度每增加100 m溫度遞減小于0.2 ℃)，甚至隨高度增加出現(xiàn)溫度遞增現(xiàn)象[2]。根據(jù)《常規(guī)高空氣象業(yè)務(wù)規(guī)范》，對(duì)流層頂可分為第一對(duì)流層頂(極地類(lèi))和第二對(duì)流層頂(熱帶或副熱帶類(lèi))。楊茜等[3-4]通過(guò)研究全球范圍與青藏高原上空對(duì)流層頂?shù)拈L(zhǎng)期變化表明，近幾十年來(lái)全球范圍對(duì)流層頂基本上呈上升趨勢(shì)，而東亞及南半球高緯地區(qū)卻有部分區(qū)域?qū)α鲗禹敻叨瘸尸F(xiàn)緩慢下降趨勢(shì)[5]。隨著氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)現(xiàn)代化進(jìn)程和電子技術(shù)的發(fā)展，L波段二次測(cè)風(fēng)雷達(dá)這種新型高空氣象觀測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)在濟(jì)南地區(qū)正式投入業(yè)務(wù)使用十二年，筆者在此選取2005～2014年的探測(cè)資料，對(duì)其對(duì)流層頂高度和溫度的變化進(jìn)行初步探討。

1資料與方法

為了確保資料的的準(zhǔn)確性，去除了不完整探測(cè)年份的記

錄，選取2005～2014年的L波段雷達(dá)探測(cè)資料，根據(jù)高空規(guī)范對(duì)第一、第二對(duì)流層頂資料進(jìn)行逐日統(tǒng)計(jì)，分別求出月、年的平均對(duì)流層頂高度及溫度；制作高度、溫度月、年變化圖表，并采用一元線性回歸進(jìn)行相應(yīng)的趨勢(shì)分析。

2對(duì)流層頂氣象要素分析

2.1對(duì)流層頂高度、溫度季節(jié)變化

2.1.1高度。由圖1a可知，第一對(duì)流層頂?shù)母叨扔忻黠@的季節(jié)變化，7月份高度最高，1月高度最低，而8月份高度降低明顯。第一對(duì)流層頂高度的變化夏季高、冬季低，春秋季持平；8月平均高度較7月份低1 122 m，1月份平均高度比7月份低2 350 m。第二對(duì)流層頂高度各月變化不是很明顯，基本是春夏季高、秋冬季偏低；5月份最高，11月份最低，11月份平均高度比5月份低806 m。相比之下，第一對(duì)流層頂高度較第二對(duì)流層頂變化季節(jié)性更為明顯。

2.1.2溫度。從圖1b可看出，第一、第二對(duì)流層頂溫度平均變化呈現(xiàn)相反關(guān)系，第一對(duì)流層頂溫度升高時(shí)，第二對(duì)流層頂溫度降低；第一對(duì)流層頂夏季平均溫度最高(最高出現(xiàn)在8月份)，春季平均溫度最低(最低出現(xiàn)在4月份)，秋冬兩季變化不大；第二對(duì)流層頂冬季平均溫度最高(最高出現(xiàn)在1月份)，夏季平均溫度最低(最低出現(xiàn)在8月份)，春季比秋季溫度偏高。第一對(duì)流層頂溫度變化與高度變化基本一致，但滯后于第一對(duì)流層頂高度的變化；第二對(duì)流層頂夏季和冬季溫度變化與高度變化基本相反，說(shuō)明冬夏兩季逆溫較強(qiáng)。

2.2對(duì)流層頂高度、溫度年際變化由圖2可見(jiàn)，第一對(duì)流層頂高度與溫度的年際變化也呈相反關(guān)系，高度最高的年份，溫度最低；近10年第一對(duì)流層頂高度總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，溫度也呈現(xiàn)略微的下降趨勢(shì)，2005～2014年平均高度變率為-1.038 6 m/a，10年高度平均下降約10 m，2005～2014年平均溫度變率為-0.021 6 ℃/a，10年溫度平均下降約0.2 ℃。第二對(duì)流層頂高度與溫度在2009～2011年間呈現(xiàn)一致變化、相輔相成，而在其他的年份則呈現(xiàn)相反變化，說(shuō)明2009～2011年第二對(duì)流層頂逆溫較其他年份明顯；第二對(duì)流層頂高度總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，溫度也呈現(xiàn)略微的下降趨勢(shì)，2005～2014年平均高度變率為-15.013 m/a，10年高度平均下降約150 m，2005～2014年平均溫度變率為-0.038 6 ℃/a，10年溫度平均下降約0.4 ℃。

2.3對(duì)流層頂出現(xiàn)頻率及其高度、溫度的變化從2005～2014年第一、第二對(duì)流層頂出現(xiàn)頻率(圖3)可以看出，第一對(duì)流層頂夏季出現(xiàn)頻率最低，冬春兩季出現(xiàn)頻率較高；第二對(duì)流層頂全年出現(xiàn)頻率均較高，與第一對(duì)流層頂相反，夏季出現(xiàn)頻率最高。由此可見(jiàn)，近10年濟(jì)南是以第二對(duì)流層頂為主的地區(qū)。

統(tǒng)計(jì)對(duì)流層頂高度和溫度極值(表1)發(fā)現(xiàn)，2005～2014年濟(jì)南地區(qū)第一對(duì)流層頂高度的變化范圍為5 334~14 200 m，平均10 984 m；第二對(duì)流層頂高度變化范圍為13 334~21 905 m，平均16 185 m；第一對(duì)流層頂溫度變化范圍為-72.0~-20.9 ℃，平均-55.4 ℃，第二對(duì)流層頂溫度變化范圍為-80.9~-51.5 ℃，平均-65.0 ℃。

表1　2005～2014年對(duì)流層頂高度和溫度極值

3結(jié)論

(1)分析2005～2014年L波段二次測(cè)風(fēng)雷達(dá)探測(cè)到的

對(duì)流層頂資料發(fā)現(xiàn)，濟(jì)南地區(qū)對(duì)流層頂高度和溫度均有季節(jié)變化，第一對(duì)流層頂季節(jié)變化較第二對(duì)流層頂明顯。第一對(duì)流層頂高度的變化夏季高、冬季低，春秋季持平；第二對(duì)流層頂高度各月變化不是很明顯，基本是春夏季高、秋冬季偏低。第一、第二對(duì)流層頂溫度平均變化呈現(xiàn)相反關(guān)系，第一對(duì)流層頂溫度升高時(shí)，第二對(duì)流層頂溫度降低。第一對(duì)流層頂溫度變化與高度變化基本一致，但滯后于第一對(duì)流層頂高度的變化；第二對(duì)流層頂夏季和冬季溫度變化與高度變化基本相反，說(shuō)明冬夏兩季逆溫較強(qiáng)。

(2)年際變化統(tǒng)計(jì)分析表明，近10年來(lái)第一、第二對(duì)流層頂高度、溫度均呈現(xiàn)緩慢下降趨勢(shì)，整體下降幅度較小。第一對(duì)流層頂2005～2014年平均高度下降約10 m，平均溫度下降約0.2 ℃；第二對(duì)流層頂2005～2014年平均高度下降約150 m，平均溫度下降約0.4 ℃。2009～2011年比其他年份逆溫現(xiàn)象更為明顯。

(3)2005～2014年第一、第二對(duì)流層頂出現(xiàn)頻率表明濟(jì)南是一個(gè)以第二對(duì)流層頂為主的地區(qū)。2005～2014年第一對(duì)流層頂高度的變化范圍為5 334～14 200 m，平均10 984 m；溫度變化范圍為-72.0~-20.9 ℃，平均-55.4 ℃。第二對(duì)流層頂高度變化范圍為13 334～21 905 m，平均16 185 m；溫度變化范圍為-80.9~-51.5 ℃，平均-65.0 ℃。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬霍韋爾.對(duì)流層頂氣候?qū)W[M].張貴銀，廖壽發(fā)，譯.北京：氣象出版社，1988：5.

[2] 鄔平生，龔潛亮.氣象學(xué)[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1979：17.

[3] 楊茜，吳澗，王衛(wèi)國(guó)，等.全球?qū)α鲗禹敋鈮簣?chǎng)的季節(jié)變化特征分析[J].氣象科學(xué)，2008，28(3)：96.

[4] 雒佳麗，田文濤.青藏高原上空對(duì)流層頂高度的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)[C]//第27屆中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì)應(yīng)對(duì)氣候變化分會(huì)場(chǎng)：人類(lèi)發(fā)展的永恒主題論文集.中國(guó)氣象學(xué)會(huì)，2010.

[5] 吳澗，楊茜，符淙斌，等.全球變暖背景下東亞對(duì)流層頂高度演變特征的研究[J].熱帶氣象學(xué)報(bào)，2007，23(6)：78.

收稿日期2015-10-19

作者簡(jiǎn)介張玲(1977- )，女，山東章丘人，工程師，從事綜合觀測(cè)業(yè)務(wù)工作。

中圖分類(lèi)號(hào)S 16

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2015)33-359-02