东亚地区平流层臭氧的多时间尺度变化及其向下游对流层传输的机理研究

大气臭氧对于地球辐射平衡以及生态安全至关重要。近年来，全球大气化学成分的卫星观测表明，关于臭氧等微量气体垂直分布的研究有利于增进人类对于传统大气动力学理论的理解。目前，揭示臭氧在平、对流层耦合系统中的作用，也已经成为国际气候环境研究领域的重要发展方向之一。因此，开展东亚地区大气臭氧时空变化规律的系统性研究，能为我国气候环境监测以及平、对流层动力-化学-辐射耦合的研究提供一定的科学依据与理论基础。本项目计划使用多颗卫星观测的臭氧廓线资料，结合平、对流层大气化学模式，系统揭示东亚地区平流层臭氧垂直分布的多时间尺度变化规律及其控制因子，重点阐明典型平、对流层大气过程在区域臭氧极值形成中的协同作用以及ENSO、QBO在臭氧年际变化中的独立作用，并建立平流层臭氧经东亚地区进入对流层后进一步向下游传输的物理图像和动力学机理。

本研究项目利用卫星观测资料与数值模式揭示了“东北冷涡”天气尺度系统以及热带季节内振荡对于东亚地区平流层臭氧的影响；同时，利用2002-2012年间北京地区臭氧探空观测资料定量研究了北京地区对流层臭氧的垂直分布特征及其季节变化；此外，利用再分析资料分析了冬季平流层爆发性增温期间以及冬、夏季节转换期间平流层动力场的变化特征，还分析了平流层爆发性增温事件与热带季节内振荡以及平流层准两年振荡等大气变率之间的联系。在本项目的资助下，已完成（含已接收）SCI期刊论文3篇，国内核心期刊论文2篇，投稿至SCI期刊的论文2篇，投稿至国内核心期刊的论文1篇。项目执行期间，1名研究生获得博士学位，1名博士研究生将于2015年6月毕业。在2012年10月至2014年9月，项目负责人在美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）完成两年博士后研究。