东亚夏季平流层重力波的AIRS观测与数值模拟

摘要

对流性重力波对中层大气环境有显著影响.卫星高光谱红外大气垂直探测器AIRS的4μm和15μm波段可用于识别30-40km高度范围和41km高度附近的重力波,且其11μm通道可同步观测对流层深对流.观测表明,海面和陆面上空的平流层扰动影响范围均可达1000km,不同高度的扰动强度分布也存在差异.基于2007年6月至8月的AIRS观测资料的分析表明,东亚区域夏季夜间的深对流活动明显少于白天,但观测到的平流层重力波发生频率和扰动强度均显著大于白天,且扰动高值区与深对流高值区明显不同.在北纬36°以南的区域,41km高度上AIRS观测的重力波中,深对流云诱发的平流层重力波的比例约为30％～100％.在北纬10°至36°区间,90％的深对流均可诱发平流层重力波.在41km高度附近的重力波的扰动强度显著高于30km～40km高度,且后一高度在东南亚区域存在强扰动中心而在前一高度则没有.随后,首次给出了AIRS观测的几种典型形态的东亚区域平流层波动,表明了该区域平流层环境波动形态的复杂性和多样性.最后,针对2013年第7号强热带气旋"苏力"开展了数值模拟研究.结果表明,该台风在对流层诱发了很强的重力波,在分析的平流层高度,诱发的重力波水平波长主要在200-1000km,周期在4-10h,垂直波长为15-19km,得到的平流层半圆弧状波动在形态、强度以及传播方位上,与AIRS观测的分析结果具有惊人的一致性.