基于飞机观测的华北地区气溶胶垂直分布及边界层-云耦合的季节性影响
编号:474
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更新:2025-03-29 13:29:09 浏览:8次
口头报告
摘要
由气溶胶-云相互作用驱动的变化对大气动力学和能量平衡有着深远的影响。本研究基于2019–2021年华北平原上空34个飞机观测数据,分析气溶胶、云和气象要素垂直与谱分布及相互作用的季节特征。结果显示,晴空探测时,由于逆温层的阻碍和扩散条件的影响,四季的气溶胶数浓度(Na)和BC质量浓度(MBC)随高度先减小后稳定,冬季(3000 m)和其他季节(2000m)达到稳定的高度不同。Na谱分布在四季都呈单峰型且峰值直径(Dp)接近,夏季和秋季Dp为0.15 μm,春季和冬季为0.14 μm。有云条件下,四季在云外约3700m处均存在逆温层(RH≈67%),Na和MBC垂直分布同样先减少后趋于稳定,稳定高度为 3500 m。Nc和LWC的垂直分布在四个季节均为先增加再减少。而Ni的季节性差异较大,垂直分布未见明显规律。IWC仅在春季达到1 g⸱m-3以上且分布不均,其他季节随高度无明显变化。四个季节Nc谱分布都呈单峰型,Dp都位于6.5 μm。Ni谱分布在春季波动最显著(Dp=125 μm),其他季节都呈现双峰分布(Dp=125 and 1500 μm)。Na的谱分布都为单峰型,且都集中分布在D<0.3 μm。将云与边界层耦合是否耦合进行分类发现,耦合云内RH,水平和垂直风速波动更明显。Na和MBC的垂直分布,在不耦合情况下,春季为先减再增再减,秋冬先减后稳,都在约3500 m处达到稳定;在耦合情况下, Na和MBC的垂直分布在春秋季为先减后稳,同样在3500 m处达到稳定,但冬季在约1500 m就达到稳定。结合后向轨迹和聚类算法发现,不耦合云与边界层的关系较弱,其变化更容易受大气环流等其他外部因素影响。对于云微物理情况,不耦合云内,春季仅获取3325 m平飞观测资料,Nc均值为222.91 cm-3,LWC均值0.13 g⸱m-3,均高于同高度处的秋冬季观测值;秋季Nc和IWC无明显垂直分布规律,LWC≤0.10 g⸱m-³,Ni随高度先增后稳;冬季Nc,Ni和IWC无明显垂直分布规律,LWC先升后降。在耦合云内,春季和冬季的Nc,Ni和LWC随高度先增后减,IWC 无明显规律但春季浓度较高;秋季Nc在2500 m以下和4800 m以上Nc小于1 cm-3,在2500–4800 m则无明显规律,Ni,LWC和IWC随高度无明显变化。
关键词
飞机观测,气溶胶,垂直分布,边界层-云耦合
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