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青岛海陆风精细结构季节变化及大气边界层要素的调控机制

海陆风,逆温层,湍流强度

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.3 大气边界层和低空环境

海陆风是一种典型的由于海陆热力性质差异引起的中尺度环流，在沿海地区经常发生并且对区域环境和天气都存在重要影响。本研究利用激光测风雷达两年连续观测数据，探究中国典型沿海城市青岛海陆风环流的精细结构及其季节变化特征，并从大气边界层视角揭示其发生发展机制。研究中共筛选出 2022-2023 年的101个海陆风日，年平均发生概率约 14%，呈现显著季节差异，7月发生频率最高，1月最低，且与大尺度环境风速呈显著负相关。青岛海风建立时间主要集中在当地时间 8:00-12:00，春夏较秋冬提前约 1 小时，海陆风转换时长也随季节变化，夏季最长、冬季最短。海陆风环流垂直高度存在明显季节与昼夜差异，夏季环流发展最高可超 3000米，冬季仅约 1000米，且各季节海风环流高度均高于陆风。春季海陆风高度建立后持续降低，其他季节则表现出复杂的曲线变化特征，这种变化与不同季节边界层的性质存在密切关系。

进一步研究发现，海-陆温差为负并非海陆风形成的必要条件，海陆风日夜间均存在显著逆温层，致使大气边界层高度较常年平均降低，冬季降幅近 50%，其他季节达 10%-30%。逆温层抑制了边界层湍流活动，增大了大气上下层风速差，日出后湍流增强引发的动量向下输送，成为海陆风环流发展的重要动力。该研究突破了传统从海-陆温差解释海陆风的视角，从大气边界层气象要素变化角度提出了海陆风形成的新机制，为理解中纬度沿海地区中尺度环流特征提供了新观测事实与理论参考。