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亚洲季风区输送到极地平流层的研究

对流层平流层交换，亚洲夏季风，拉格朗日化学输送模式

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.4 大气垂直结构探测技术和过程研究

亚洲夏季风环流能将边界层污染物输送到平流层，已有研究大多关注亚洲近地面污染排放对北半球的影响，这里我们用ERA5再分析资料驱动拉格朗日化学输送模式CLaMS来研究从亚洲夏季风区输送到平流层的特征，重点关注输送到南半球极地平流层的特征。我们发现亚洲夏季风区边界层污染物通过亚洲夏季风环流，不仅能把污染物输送到北半球中高纬度包括北极地区，甚至能把污染物输送到南极地区。其中输送到南极平流层的大气量是南半球副热带地区直接输送过去的1.5倍，大约是热带地区输送量的一半。从亚洲季风区边界层向极地平流层涡旋的输送主要发生在450 K等熵面以上，耗时超过2年；而向极地涡旋下方区域的输送需要的时间则较短（通常不足2年）。通过对ACE-FTS卫星中SF₆数据进行去除趋势计算分析，我们发现其与源自亚洲季风区、南半球副热带及热带地区的年轻气团（年龄小于2年）空气质量分量存在强相关性。我们结合模式模拟结果和NOAA地面观测的SF₆数据重建SF₆数据从对流层到平流层的全球分布结果。利用重建后的SF₆数据研究表明：南北极地区平流层中约20%的SF₆源自亚洲季风区边界层，占整个亚洲季风区纬度带的四分之一。但极地平流层中SF₆的最大来源仍是热带边界层，其贡献比例约为50%。