青藏高原东坡及下游关键区大气边界层的观测分析

The east slope of Qinghai-Tibetan Plateau is a transition zone between the main body of the Plateau and the Sichuan Basin. The complex topography and large topographic gradients result in the unique thermal and dynamical features of the atmospheric boundary layer. However, the understandings of its variations are limited due to the lacking of observations. Recent years, a series of systematic observation experiment have been carried out by Institute of Plateau Meteorology(IPM),Chengdu,CMA at the Litang/Wenjiang observation station for the atmospheric boundary layer. Taking advantage of the observation data, this study intends to reveal the turbulent transportation and micro-meteorological characteristics in the boundary layer of the east slope of Qianghai-Tibetan Plateau and Sichuan Basin and the atmosphric stuctions in the boundary layer over different underlying surface of the plateau and basin will be intensively compared. On the basis of analyzing the observed station data, together with the intensive souding data for the Southwest vortex in the Qinghai-Tibetan Plateau and its douwnstrem key areas of Sichuan Basin by IPM,the diurnal variations of the profiles for temperature, humidity, wind and pressure and the height of boundary layer will be further studied. The comprehensive structures of the boundary layer for above areas are expected to be depicted, so as to set up the framework for the ongoing experiments of atmospheric sciences over the Qinghai-Tibetan Plateau and its downstream areas, and to provide the scientific basis for improving the parameterizations of physical processes of Plateau-basin transition zone in numerical models.

高原东坡是青藏高原主体和四川盆地之间的一个过渡带，地形复杂且梯度很大，其边界层热力和动力变化特征独具特色，但受观测资料限制目前了解不多。近年来，中国气象局成都高原气象研究所开展了大气边界层塔系统观测试验和西南涡加密探空试验，该项目拟用上述观测资料，分别给出青藏高原东坡及四川盆地近地层湍流输送及微气象特征的观测事实，总结出他们各自的日变化，季节变化及年际变化特征，揭示高原东坡及四川盆地近地层湍流及微气象特征的异同点。综合西南涡加密探空试验资料，分析不同天气背景下青藏高原东坡及下游关键区大气边界层温、湿、风、压廓线日变化特征和对流/稳定边界层高度的特征，揭示高原东坡及四川盆地边界层垂直结构及演变特征的异同。既为后续开展的青藏高原及下游区域大气科学试验做好铺垫，又为数值模式中高原-盆地过渡区物理过程参数化方案的改进提供科学基础。

高原东坡正好处于青藏高原主体和成都平原之间的过渡带，地形复杂，环境恶劣，观测站点稀少，其边界层热力和动力变化独具特色。观测资料不足是制约正确认识该区域大气边界层结构的重要因素。成都高原所从2005年开始，陆续建成理塘和温江大气边界层观测站，自2010年始，又开展了连续的西南涡加密探空科学试验。本项目通过对上述原始观测资料收集、整理，得到一套可靠实用的数据集；在此基础上通过分析理塘、温江大气边界层塔获取的观测资料，给出青藏高原东坡及四川盆地近地层湍流输送及微气象特征的观测事实；利用多站同步开展的加密探空观测获取的资料，分析青藏高原东坡及下游关键区大气边界层温、湿、风、压廓线日变化特征和对流/稳定边界层高度的特征，揭示高原东坡及四川盆地边界层垂直结构及演变特征的异同。项目取得的主要进展包括：利用温江观测站边界层塔和探空获取的观测资料，从地表物理量的日变化、边界层的垂直结构及逐日变化这些方面给出了温江站夏季边界层特征，并对比分析了该站有雨日和无雨日的边界层大气特征的异同；基于多年连续观测所得的九龙站加密探空资料，认为：九龙边界层大气具有相似的日变化特征。其夏季混合边界层的平均高度在1000m左右。边界层大气存在显著的年际变化。降水和地面温度和比湿存在正相关关系，和地面气压及风速之间存在负相关关系；通过对比分析高原东侧不同海拔高度台站的边界层特征，结果表明：高海拔地区地表大气受陆面的影响更为剧烈，日变化幅度更大，且极值出现时间更早；在数值模式初值中引入空间加密探空资料后，发现初始的大气状态必然会随着模式的磨合过程进行调整，不同初值在调整期能对中小尺度低涡系统的位置及强度产生影响，形成各自稳定的低涡系统初态。