The January 2022 eruption of Hunga injected unprecedented volumes of water vapor(150 Tg)and modest sulfur dioxide(SO_(2))into the stratosphere,producing accelerated sulfate aerosol formation in the early plume.As the ...The January 2022 eruption of Hunga injected unprecedented volumes of water vapor(150 Tg)and modest sulfur dioxide(SO_(2))into the stratosphere,producing accelerated sulfate aerosol formation in the early plume.As the aerosols gradually spread into the global stratosphere,the role of water vapor,among other factors in the spread and residence time of the sulfate aerosols,remained unclear.We used multisatellite observations to better understand the role of water vapor in the spread and lifetime of Hunga volcanic aerosols.Stratospheric circulation transported the plumes to~26 km within the polar vortices-the Antarctic by August 2022 and the Arctic by January 2023-with the arrival of aerosols lagging behind that of water vapor by months.Even though high injection altitudes(58 km)and strong Brewer-Dobson circulation contributed to prolonging the residence time of aerosols,the water vapor enhanced particle growth and thus accelerated gravitational settling,with the half lifetime of aerosols being 14 months.Our analysis revealed a critical trade-off:after the eruption of the Hunga volcano,an extremely high injection height and strong upward motion slowed the removal of aerosols,but extreme water vapor loading still had a certain impact on the half lifetime of the aerosols.These findings highlight the role of water vapor in the persistence of aerosols from submarine eruptions.展开更多
利用1958-2001年的臭氧混合比和ECMWF（Europema Centre for Medium-range Weather Forecast）资料，采用Wei诊断模型定量计算了穿越全球对流层顶的臭氧质量通量．结果表明：（1）臭氧通量场存在纬向型和经向型的空间波列结构，这些空...利用1958-2001年的臭氧混合比和ECMWF（Europema Centre for Medium-range Weather Forecast）资料，采用Wei诊断模型定量计算了穿越全球对流层顶的臭氧质量通量．结果表明：（1）臭氧通量场存在纬向型和经向型的空间波列结构，这些空间波列均未能跨越对流层顶断裂带到达热带对流层顶控制区，其中南北两极的极区、地中海-伊朗高原-青藏高原-日本南部-北太平洋和南半球对流层顶断裂带中沿纬圈完整的空间波列最为显著．海洋上空臭氧通量的性质较为均匀一致，大陆上空的空间结构多变．北半球向下与向上的局地平均最大臭氧通量分别是-4μg·m^-2·s^-1和2．5μg·m^-2·s^-1，南半球的对应值为-2．5μg·m^-2·s^-1和1．5μg·m^-2·s^-1．（2）纬向平均的臭氧净通量依赖于纬度变化，北半球与南半球具有显著的非对称特性，总效应是平流层臭氧向对流层输运注入．臭氧通量有着显著的季节变化，可随不同季节在地理分布上发生空间转移现象，而且其控制机制不仅受对流层顶的季节运动影响，也随大气环境的季节调整而发生改变．（3）南北半球臭氧净通量的变化趋势相反，南半球为双峰结构。表现为非对称振幅的季节波动结构．全球臭氧通量振幅的年际变化表现出明显的QBO（Quasi-Biennial Oscillation）特性，年代际演变的结构形态（向下的臭氧净通量）可划分为4个阶段：1960年代是平稳变化期，1970年代为增强期，1980年代是又一个相对平稳期，1990年代为剧烈变化期．向下的臭氧净通量主极大值出现在1977、1990年和1998年，极小值在1993年和1996年．展开更多
对耦合了Noah陆面模式和单层城市冠层模式的WRF(Weather Research and Forecasting)模式系统进行了改进和优化,通过对2010年8月6-7日北京地区晴天个例的模拟试验,检验了优化前后模式系统的模拟能力,分析研究了该个例中城市边界层的特征...对耦合了Noah陆面模式和单层城市冠层模式的WRF(Weather Research and Forecasting)模式系统进行了改进和优化,通过对2010年8月6-7日北京地区晴天个例的模拟试验,检验了优化前后模式系统的模拟能力,分析研究了该个例中城市边界层的特征及日变化.另外,使用优化后的模拟系统通过两组敏感性试验研究了京津城市下垫面对海风的影响.结果表明,优化方案能够显著提高模式系统对该个例的模拟性能,模式系统基本能够模拟出北京夏季边界层的日变化特征,精确的地表使用类型分类等地理信息数据对提高模式预报的准确度有着至关重要的作用,京津城市对海风的发展和推进过程有明显影响,能够阻碍海风的推进、加强风场的水平辐合和垂直上升气流,北京城市下垫面还能在海风到达前增加其强度和推进速度,并在海风经过后延缓其消亡、增加其推进距离.展开更多
基金funding from the National Natural Science Foundation of China(Grant Nos.U2442210 and 42275059)supported by funding from Chengdu University of Information Technology(Grant No.X202310621039).
文摘The January 2022 eruption of Hunga injected unprecedented volumes of water vapor(150 Tg)and modest sulfur dioxide(SO_(2))into the stratosphere,producing accelerated sulfate aerosol formation in the early plume.As the aerosols gradually spread into the global stratosphere,the role of water vapor,among other factors in the spread and residence time of the sulfate aerosols,remained unclear.We used multisatellite observations to better understand the role of water vapor in the spread and lifetime of Hunga volcanic aerosols.Stratospheric circulation transported the plumes to~26 km within the polar vortices-the Antarctic by August 2022 and the Arctic by January 2023-with the arrival of aerosols lagging behind that of water vapor by months.Even though high injection altitudes(58 km)and strong Brewer-Dobson circulation contributed to prolonging the residence time of aerosols,the water vapor enhanced particle growth and thus accelerated gravitational settling,with the half lifetime of aerosols being 14 months.Our analysis revealed a critical trade-off:after the eruption of the Hunga volcano,an extremely high injection height and strong upward motion slowed the removal of aerosols,but extreme water vapor loading still had a certain impact on the half lifetime of the aerosols.These findings highlight the role of water vapor in the persistence of aerosols from submarine eruptions.
文摘利用1958-2001年的臭氧混合比和ECMWF（Europema Centre for Medium-range Weather Forecast）资料，采用Wei诊断模型定量计算了穿越全球对流层顶的臭氧质量通量．结果表明：（1）臭氧通量场存在纬向型和经向型的空间波列结构，这些空间波列均未能跨越对流层顶断裂带到达热带对流层顶控制区，其中南北两极的极区、地中海-伊朗高原-青藏高原-日本南部-北太平洋和南半球对流层顶断裂带中沿纬圈完整的空间波列最为显著．海洋上空臭氧通量的性质较为均匀一致，大陆上空的空间结构多变．北半球向下与向上的局地平均最大臭氧通量分别是-4μg·m^-2·s^-1和2．5μg·m^-2·s^-1，南半球的对应值为-2．5μg·m^-2·s^-1和1．5μg·m^-2·s^-1．（2）纬向平均的臭氧净通量依赖于纬度变化，北半球与南半球具有显著的非对称特性，总效应是平流层臭氧向对流层输运注入．臭氧通量有着显著的季节变化，可随不同季节在地理分布上发生空间转移现象，而且其控制机制不仅受对流层顶的季节运动影响，也随大气环境的季节调整而发生改变．（3）南北半球臭氧净通量的变化趋势相反，南半球为双峰结构。表现为非对称振幅的季节波动结构．全球臭氧通量振幅的年际变化表现出明显的QBO（Quasi-Biennial Oscillation）特性，年代际演变的结构形态（向下的臭氧净通量）可划分为4个阶段：1960年代是平稳变化期，1970年代为增强期，1980年代是又一个相对平稳期，1990年代为剧烈变化期．向下的臭氧净通量主极大值出现在1977、1990年和1998年，极小值在1993年和1996年．
文摘对耦合了Noah陆面模式和单层城市冠层模式的WRF(Weather Research and Forecasting)模式系统进行了改进和优化,通过对2010年8月6-7日北京地区晴天个例的模拟试验,检验了优化前后模式系统的模拟能力,分析研究了该个例中城市边界层的特征及日变化.另外,使用优化后的模拟系统通过两组敏感性试验研究了京津城市下垫面对海风的影响.结果表明,优化方案能够显著提高模式系统对该个例的模拟性能,模式系统基本能够模拟出北京夏季边界层的日变化特征,精确的地表使用类型分类等地理信息数据对提高模式预报的准确度有着至关重要的作用,京津城市对海风的发展和推进过程有明显影响,能够阻碍海风的推进、加强风场的水平辐合和垂直上升气流,北京城市下垫面还能在海风到达前增加其强度和推进速度,并在海风经过后延缓其消亡、增加其推进距离.
