对流层-平流层之间过渡层中臭氧含量及其加热率的变化研究

利用1958~2001年共44年的ECMWF资料及参数化方法，计算了对流层顶上、下3km气层间的臭氧含量及其吸收太阳辐射加热率的时空分布.结果表明:(1)臭氧分布的空间梯度从赤道指向两极，而加热率则是分别由高纬和低纬指向副热带，这样的经向梯度可能是驱动对流层顶结构变化的一种重要因素；两者空间分布的季节变化显著，但其对应关系并不完全一致，1月和4月的空间结构与7月和10月的相反，随季节调整具有突变现象；东亚及青藏高原是季节变化相对稳定的区域.(2)在热带对流层顶控制区加热率与臭氧含量呈正相关，而极地对流层顶控制区各季节有所不同，还与太阳赤纬变化相关联；各纬度间加热率季节变化的位相和变率都存在差异，但南半球相对较为一致，最大距平为±2×10-4K·d-1，北半球则较复杂，最大正距平为4×1010-4K·d-1；两半球的季节周期位相趋于相反.(3)除赤道外，臭氧距平的季节变化位相超前于加热率距平2~3月，并且发生在季节变化的调整期；最大距平出现在南极的8月大于0.4DU，3~4月则小于-0.2DU，而北极为±0.2DU.(4)臭氧含量和加热率的年际与年代际演变关系对应一致，并具有多尺度的结构特征；但两半球及赤道的时空演变差异明显，30°S~30°N间副热带控制区的加热率变幅剧烈，最大距平为±2.5×10-4K·d-1，高纬和两极的变幅在不同演变期各不相同；臭氧的变幅结构与之相反，北极的最大距平分别大于0.25DU和小于-0.35DU.(5)20世纪70年代以前及70年代中期，两半球的正负距平具有相反的演变结构，而90年代是负距平演变最剧烈的时期.