对流层顶
对流层顶是划分对流层的边界区域大气层的最低层从上面的平流层。由于对流层和平流层的气团相对于每个地表位置有相当明显的特征,对流层暂停高度是在垂直方向上观测到大气物理和化学性质突然变化的高度。
通常采用三种不同的定义。热对流层顶与垂直导数符号的变化有关温度(递减率),在对流层为负,在平流层为正。
世界气象组织将对流层顶定义为温度递减率绝对值下降到2K/km的最低水平。或更低,在1.2英里(2公里)范围内,该高度层与所有更高高度层之间的平均递减率不超过2K/公里。动态对流层顶是根据潜在涡度的急剧变化(平流层的涡度要高得多)来定义的,它衡量的是气团的分层和旋转。臭氧(水蒸气)混合比随高度的突然增加(减少)表明化学对流层顶的存在。对流层顶的三种定义虽然有选择现象学阈值的必要,但却是相当一致的。
热带对流层顶
通常,对流层顶高度随着纬度的增加而减少,在两极附近约3.7英里(6公里),在赤道附近约11英里(18公里)。虽然时间尺度为一周到一个月的辐射和对流过程基本上决定了热带对流层顶的性质,但在中纬度地区,由斜压推动的热带外气旋也起着相关作用,其典型的时间尺度为几天,从而使对流层顶重新调整其高度,从而有效地发挥稳定机制的作用,限制天气扰动的增长。对流层顶并不是一个坚硬的边界:对流层和平流层空气的交换通过各种机制发生,包括强烈的雷暴和中纬度扰动。
如果对流层变暖和/或平流层变冷,全球平均对流层顶高度趋于增加,高度变化与对流层和平流层温度变化的差值近似成正比。因此,平均对流层顶高度可以作为一个鲁棒气候变化指标raybet雷竞技最新.最近的气候模拟raybet雷竞技最新表明,1979年以后估计的约492英尺(150米)的增加可能主要是由人为原因解释的,即臭氧消耗导致的平流层冷却和温室气体浓度增加导致的对流层变暖。考虑到自然过程,全球平均对流层顶高度的间歇性、短暂的强烈降低是由大型爆炸性火山喷发引起的,火山喷发使对流层变暖,平流层变冷。
参见:大气环流模式;大气垂直结构;气旋。
参考书目。世界气象组织,“气象学:三维科学”,世界气象组织公报(1957年第6节);B.D. Santer“人为和自然强迫对近期对流层顶高度变化的贡献”,《科学》(第301/5632,2003)。
VALERIO LUCARINI博洛尼亚大学
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