高空急流诱发平流层重力波数值模拟

【作者】 陈丹； 陈泽宇； 吕达仁；

【机构】 中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测重点实验室；

【摘要】 使用中尺度预报模式WRF-ARW,针对2010年6月发生在中国东北地区一例伴随对流层高空西风急流(位于~9 km高度)演变过程出现的平流层重力波活动开展了数值模拟.事件发生期间,对流层区域环流处在一个东北冷涡系统的控制之下.模拟结果再现了该东北冷涡的发展和维持过程,以及与之相伴的高空急流的特征.模拟结果揭示了在急流区域上空的平流层中出现的显著重力波活动现象.重力波活动的分析结果显示,它们与急流存在紧密联系,重力波呈显著二维结构,出现在急流出口区上部并逆背景流向西传播.功率谱分析结果表明盛行波动具有~700 km水平尺度、9-12hrs时间尺度以及4-5 km垂直波长.由于急流的存在,造成其与平流层中下部之间存在显著的水平风速垂直切变,与切变相伴的耗散使得上传的重力波动量通量数值随着高度升高而递减.同时,在18-20 km高度间出现的西风-东风转换带极大地抑制了波动在垂直方向的传播,形成显著动量通量沉积效应;经过估计表明在11-20 km高度之间,这种效应的整体作用相当于对该层背景流施加强度为0.86 m/s/day的动力阻曳.更多还原