基于风廓线雷达的对流边界层高度的确定

摘要：

大气边界层高度对于天气、气候和大气污染研究是一个至关重要的参量.对流边界层(Convective Boundary Layer,CBL)顶部的夹卷过程造成温度和湿度垂直梯度增强,导致这一层的折射率结构常数Cn2变高.Cn2的这种垂直分布特征经常被用来定位出CBL高度Zi.本文利用2010年7-8月天津大港的风廓线雷达数据推断出CBL高度Zi,对于多重Cn2峰值或不明确的Cn2峰值,本文改进了对Zi的测定,分别讨论了Cn2最大后向散射法与Cn2和垂直速度方差(σn2)相结合的新方法的适用性.研究显示:(1)Cn2廓线具有单峰时,最大后向散射强度法能正确估计CBL高度,这种情况往往对应的是晴天.CBL上存在的残留层或云层引起的温湿起伏变化导致Cn2廓线具有双峰甚至多峰时,最大后向散射强度法可能会错误估计CBL高度;(2)Cn2和σn2结合的方法不仅与晴天时Cn2最大后向散射法有较好的一致性,而且可以将CBL造成的Cn2峰值从云层造成的Cn2峰值中区分出来,从而正确估计CBL高度;(3)一般而言,对流边界层中存在有明显的、破碎或者分散不明显的云时,Cn2和σn2结合的方法都能较好地识别出CBL对应的Cn2峰值.但由于边界层中的情况极为复杂,Cn2和σn2结合法也会因不同的原因而错误估计CBL高度.

关键词：边界层高度、风廓线雷达、折射率结构常数

所属期刊栏目：39

分类号：P412.25(大气探测（气象观测）)

资助基金：国家重点研发计划2016YFC0208802,2017YFC0209600;国家自然科学基金资助项目41675012

在线出版日期：2019-07-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：359-367