平流层大气重力波时空分布特征及其可能影响机制

左同连 ， 李永炽 ， 陈 鹏

1. 民航江苏空管分局 气象台， 江苏 南京 2100002. 广东海洋大学， 广东 湛江 5240004

0 引 言

大气重力波，是一种普遍存在于大气层中的中小尺度的波动现象，也是大气中的主要波动之一，其垂直波长为2—10 km，水平波长可以从数千米到数十千米(Alexander et al,2010)。在稳定的大气层结中，因为大气中的微小气团产生扰动，大气流体因此偏离平衡位置，并且在重力和浮力的作用下形成具有周期性的振动，这种微小气团上下波动的现象具有波的特性，因此被称为大气重力波(Faber et al,2013)。重力波的能量密度、波数、传播方向以及耗散机制，因其来源和形成原因的不同而存在差异。由于重力波的动量、能量在大气层中进行传播和耗散，使大气的动量和能量重新分配。重力波还与气候变化有关，比如低层大气扰动产生的重力波向上传播，在中高层大气重力波破碎后影响大气环流和热学结构，导致晴空湍流的发生；在低热层和中间层大气重力波发生破碎耗散，能造成中间层顶温度出现异常。国内外研究也都表明，大气重力波能造成全球大气的热力结构变化和动力调整(Holton,1983;Fritts and Alexander,2003;刘蕾等,2012)，对许多天气现象的产生和发展均有重大影响(陈丹等,2011;Chen et al,2013;洪军等,2015;程胡华,2016;王凌梓等,2018)。重力波是大气的基本扰动要素之一，在某种程度上决定天气和气候变化，其活动对各类中尺度天气系统都有重要作用，是触发各种中尺度强对流系统的一个重要因素(McFarlane,1987;Fritts and Alexander,2003)。因此，分析重力波的时空分布特征及其可能影响机制对于大气科学研究具有重要意义。……