博斯腾湖流域戈壁地区大气边界层高度特征研究

杨洋 刘晓阳 陆征辉 李郝



博斯腾湖流域戈壁地区大气边界层高度特征研究

杨洋†刘晓阳 陆征辉 李郝

北京大学物理学院大气与海洋科学系, 北京 100871; † E-mail: pku789@126.com

位于新疆博斯腾湖流域戈壁地区的大气边界层过程受湖泊和戈壁的共同作用, 大气边界层结构具有特殊性。利用2013年5月21日至8月28日在博斯腾湖流域戈壁地区获得的大气边界层探测试验资料, 分析该地区大气边界层结构特征。结果显示, 博斯腾湖流域戈壁地区大气边界层最突出的特征是在夏季典型晴天时对流边界层异常深厚, 在所统计的100天探空资料中, 有45天大气边界层高度达3000 m以上, 最高可达4400 m。同时, 探讨深厚对流边界层的形成机制, 认为博斯腾湖流域戈壁地区特殊的大气热力环境以及湖风切变等因素是形成深厚对流边界层的重要原因。

边界层高度; 博斯腾湖; 理查森数; 湖陆风

大气边界层是地球与大气之间动量、能量和各种物质上下输送的纽带, 与天气、气候的形成和演化密切相关。随着Wangara (澳大利亚)[1]和Minne-sota (美国)[2]等大气探测试验的开展, 科学家对典型均匀下垫面大气边界层结构有了比较全面的认识。从20世纪80年代开始, 边界层理论的研究从均匀下垫面发展到非均匀下垫面[3]。国内外也开展了有针对性的大气综合观测试验, 如 NWC-ALIEX (敦煌戈壁)[4]、HEIFE (黑河流域)[5]、TIPEX (青藏高原)[6]、BOREAS (加拿大)[7]和HAPEX (法国)[8]等, 获得区别于传统水平均匀下垫面边界层的新发现[9-11]。由于现有观测资料十分有限, 湖泊和戈壁共同作用引起的复杂下垫面问题并没有得到很好的解决, 限制了对类似地区大气边界层物理过程的认识和大气数值模式参数化方案的改进[3]。……