平流层大气成分的时空变化特征及其影响因子

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1、研……论文题目（中文）平流层大气成分的时空变化特征及其影响因子臓目獻＝＝ＥＥ３ｉＥ三一Ｉ＇〇丨２〇１５〇９〇３〇〇学院：大气科学学院学号：学生姓名：韩元元导师姓名：田文寿原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的学位论文，是在导师的指导下独立进行研宄所取得的成果，。学位论文中凡引用他人己经发表或未发表的成果、数据、观点等均己明确）主明出处。除文中己经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果，。对本文的研宄成果做出重要贡献的个人和集体均己

2、在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。４〇！８＇、、论文作者签名：日期：（）关于学位论文使用授权的声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属兰州大学，同意学校保存或向。本人完全了解兰州大学有关保存、使用学位论文的规定国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权兰州大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或一，第署名单位仍然为兰州

3、大学与该论文直接相关的学术论文或成果时。本３位论文研究内容：以公开□不宜公开，己在学位办公室办理“保密”申请，解密后适用本授权书。一论（请在以上选项内选择其中项打Ｖ）文作者签名：＞导师签名：＼日期：／（＾？日期：平流层大气成分的时空变化特征及其影响因子中文摘要平流层大气成分在全球的辐射收支，能量平衡以及平流层化学过程中扮演着极其重要的角色。本论文从平流层大气成分研究的一些前沿科学问题入手，利用多种卫星观测的大气成分资料以及气象要素的再分析资料，结合化学传输模式研究了平流层几种

4、大气成分的时空变化特征及其影响因子。分别就1990-2015年平流层水汽的长期变化趋势及其影响因子，1996年和1999年所出现的热带低平流层水汽与对流层顶温度的“不匹配”现象及其成因，2004-2012年间平流层大气成分变化趋势的半球非对称性及其成因以及2010/2011年北半球平流层大气成分的异常变化及其原因做了细致分析。所得的主要结论如下：（1）利用1990-2015年SWOOSH观测资料、欧洲中心的ERA-Interim再分析资料以及SLIMCAT模式资料，研究了平流层水汽的时空变化特征以及影响平流层水汽长期

5、变化趋势的主要因子。结果表明，1990-2015年平流层水汽呈现显著的增加趋势，其中，1990-2000年，平流层水汽显著增加，2000-2005年，平流层水汽显著减少，2006-2015年，平流层水汽又开始显著增加。不同时间段影响平流层水汽趋势变化的因子有所差异。1990-2000年，甲烷排放的增加以及深对流活动的增强是该时段内平流层水汽增加的主要原因。2000-2005年，残余环流的显著增强造成对流层顶温度的明显降低，进而导致该时段内平流层水汽呈下降趋势。2006-2015年，平流层水汽的增加则主要受对流层顶温度

6、的升高所影响。（2）我们发现1996年和1999年出现了低平流层水汽异常与热带对流层顶温度异常的“不匹配”现象。进一步分析了这两年出现热带对流层顶温度-平流层水汽“不匹配”的原因后发现，1996年深对流活动的显著加强是造成该年出现温度-水汽“不匹配”的关键因素。该年出现的温度-水汽的“不匹配”月份的对流活动瞬时强度较大，在四个时段内发生了强而深厚的深对流活动，在较强上升气流的作用下，水汽能够从对流层低层直接传输至低平流层，导致低平流层水汽增加。与此同时，较强的深对流活动抬升对流层顶，使得对流层顶温度降低。地面气旋活动

7、与海温升高则是造成这四个时段发生强深对流活动的主要因素。另一方面，1996年残余环流的异常增强使得低平流层的水汽有所增加，加剧了温度-水汽的“不匹配”现象。1999年对流层顶温度的显著升高是造成该年出现温I度-水汽“不匹配”的主要原因。而该年份对流层顶温度的显著升高主要是由于热带平流层准两年振荡（QBO）从东风位相向西风位相的转换，导致对流层顶的异常下降，绝热增温。回归分析的结果表明QBO位相的转换贡献了约50%的对流层顶温度的升高。（3）进一步采用MLS卫星观测资料，ERA-Interim再分析资料以及SLIMCA

8、T模式模拟资料，研究了2004年8月至2012年N2O,HCl和CH4趋势的半球非对称性及其成因。研究证实了2004年8月至2012年这几种大气成分的变化趋势在中下平流层存在明显的半球非对称性。N2O和CH4在北半球下平流层呈现明显的负趋势，在南半球中平流层呈现明显的正趋势，HCl的趋势变化则与N2O和CH4的趋势变化相反。进一步分析发现北半球