青藏高原出射长波辐射特征分析

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1、青藏高原出射长波辐射特征分析苏文颖毛节泰纪飞（北京大学地球物理系暴雨监测与预报国家重点实验室，北京100871）摘要对青藏高原地区1月、4月、7月和10月高时空分辨率的出射长波辐射（OLR）时间序列进行了谱分析。将各点的功率谱分为三类：第一•类代表日变化（周期Sd），另外两类分别为天气过程（2d裁期WOd）和低频（周期＞10d）变化;将高原分为6个区域，对区域平均的各季节OLR时间序列进行功率谱分析和显著性检验，结果表明：1、4、10月份高原上以日变化为主；而7月份日变化、天气尺度变化和低频变化的贡献相当。显著性分析表明

2、高原上最为显著的周期为1d周期,2〜4d的天气尺度振荡也较明显。6〜8d和10〜13d处虽冇明显的谱峰，但只冇少数地区和个別季节矢键词：出射长波辐射;谱分析;青藏高原;显著性检验1引言牛球大气对热带热源的响应果大气环济中晶重要的间题。对济活动果汶种响应的主要机制，对流不仅伴有大量的凝结潜热释放,并且是将热量、动量和水汽由行星边界层传入自由大气最有效的途径。研究对流活动所用的资料有两种:一种是利用降水资料作为深对流的代用参数】，另一种是用出射长波辐射（OLR）数据集研究对流的变化2〜§。OLR是从宇宙空间观测到的地气系统的

3、射出长波辐射，主要决定于云顶和下垫面的温度。由于OLR取决于云顶温度，而云顶温度又取决于对流强度,深对流的云顶温度低，OLR值小，浅对流则反之。所以OLR在一定程度上可以揭示对流活动的强度“。青藏高原（以下简称高原）'是一个耸立在对流层中空的大陆块,它犹如T人气海洋"中的一个巨大岛屿，对四周大气起着明显的热源作用。这种作用强烈影响高原及其邻近地区的大气环流，也决定了高原及其邻近地区的天气气候待征。青藏高原上全年约有70%以上的日子有对流云出现，对流云主要出现在高原屮、东部地区，其屮高原屮部32^附近为高原上全年对流云出现

4、频率最高的地区；其次是藏东南地区和位于印度东北部菸迪布鲁加尔、高哈蒂一带；高原西部狮泉河一带，对流活动较弱。青藏高原对流云的季节变化表现为：7月最多,1月最少，4月增加最快，10月明显减少。但这种季节变化特点存在地区差异*。钱正安等°利用1979年5〜8月逐日13〜17时的泰罗斯・N气象卫星可见光云图，分别统计雨季前（5月1日〜6月17日）和雨季中（6月18日〜8月31口:青藏高原上对流云岀现的相对频数分布。发现雨季前对流云主要集中在高原东南部、昆1999-04-01收到,1999-11-16收到再改稿3国家礬登B项冃肯

5、藏高原地・气系统物理过程及对全球气候和中国灾害性天气影响的观测和理论研究贸助达木盆地对流云较少出现。进入雨季后，除昆仑山区外，对流云的频数都有不同程度的增加，喜马拉雅山中段、雅鲁藏布江流域及帕米尔高原一带尤为明显。雨季中，高原35^以北及羌塘高原地区仍比较干燥，各代表站对流云日变化明显，午后対流云（特别是秩云）明显发展，而夜间及清晨对流云则较少出现，其中积云和积雨云的最高频数分别出现在14时和20时；而在较潮湿的高原东部及雅鲁藏布江流域，各代表站对流云频数的FI变化则不太明显,在夜间及清晨仍有对流云强烈发展。rh于资料所

6、限，以往对高原地区的对流研究只限于个别月份和区域，无法给出高原全局各个月份完整的对流图像。谢安等"利用2.592.5的OLRH平均资料分析了青藏高原及其附近地区的周期振荡特征。但由于资料的时间分辨率较低，无法给出日变化特征。我们利用高吋空分辨率的GMS5卫星资料（分别为1h和12km）反演所得高原±1996年8月至1997年12月的OLR资料"，分析了高原地区各个季节的对流特2青藏高原对流特征分析2.1方法简述利用GMS5卫星高时空分辨率的资料，反演得到时间分辨率为1h的OLR资料。对于缺测的时次，利用前后两天同一时刻的

7、OLR资料，平均后给出该时次的OLR。利用1996年8月至1997年12月的OLR时间序列仃olrJJ=1,2,…，总天数＞24），计算各月的功率谱。首先计算不同波数斤的傅里叶系数：bkgoLR，・U,Tk=k/n.&的取值为1,2，…，〃/2,表示取整。然后计算不同波数&的功率谱值:波数斤与周期有如下对应关系:将各点所得的功率谱值按周期分为三类:第一类代表周期小于等于1d的口变化，第二类代表周期介于2〜10d之间的天气尺度变化，第三类代表周期大于1（）d的低频变化。计算这三类变化的功率谱占总功率谱的百分比，了解百分比分

8、布有助于研究各种变化的相对贡献，特別是周期Sd的口变化贡献，揭示对流发展的强度。以下分析了1997年1月、4月、7月和10月的日变化、天气尺度变化和低频变化的功率谱及百分比分布。2.2日变化1月份整个高原地区的功率谱值不到300（Wm-2）2,高原北边塔克拉玛干沙漠和高原中东部地区的功率谱值较大，而高原南边恒河布拉马