东亚上对流层/下平流层痕量物质交换途径研究

In this proposal, we aimed to study the upper troposphere and lower stratosphere exchange processes of tracer compositions over East Asia by using multi-satellite, soundings and aircraft observations et al., and a Lagrangian chemistry transport model (CLams). Firstly, we aim to better understand what kind of weather systems control the different time scales of UTLS tracers (e.g., O3, H2O, HCN, CO) over East Asia. Secondly, Based on the above results and reanalysis meteorologic data, we will analyze the main Stratosphere-Troposphere Exchange (STE) processes related to subtropical jet streams, severe convective systems and Asian summer monsoon system et al., over East Asia. Thirdly, using satellite observations, soundings, aircraft observations and CLaMS, we will quantify the STE strength and the processes related to the different weather systems above, especially for the Asian summer monsoon system and subtropical jet streams.

本项目计划利用多种大气成分观测资料（卫星、探空和飞机观测等），并结合大气化学输送模式，开展东亚上对流层/下平流层（Upper Troposphere and Lower Stratosphere）痕量物质交换途径研究。主要内容包括：（1）东亚UTLS区域O3、H2O、HCN和CO等大气示踪物的多时间尺度变化规律，并揭示他们在不同时间尺度变化中的主要大气控制因素；（2）基于以上变化规律，结合再分析气象场资料，分析东亚副热带急流、强对流系统和亚洲夏季风等不同尺度天气系统相对应的平流层-对流层交换的主要途径；（3）结合卫星资料、探空资料、飞机观测资料和大气化学输送模式，定量估算以上典型的天气系统和过程引起的平流层-对流层物质交换的途径和强度；重点分析亚洲夏季风环流系统和副热带急流系统引起的平流层-对流层物质交换的途径和强度。

上对流层/下平流层是对流/斜压涡控制的对流层和层结稳定的平流层之间的转换区域，该区域是大气动力、热力和大气成分结构发生巨大转换的区域，辐射过程、跨越不同尺度的动力学过程、化学过程和微物理学过程等都起着同样重要的作用。.本项目利用多种大气成分观测资料，并结合大气化学输送模式（CLaMS），开展了东亚上对流层/下平流层痕量物质交换途径研究。主要内容包括：（1）东亚UTLS区域O3、H2O、HCN和CO等大气示踪物的多时间尺度变化规律；（2）基于大气痕量物质的变化规律和再分析气象场资料，分析东亚副热带急流、强对流系统和亚洲夏季风系统等不同尺度天气系统相对应平流层-对流层交换的影响；（3）CLaMS大气化学输送模式可以较好的表现东亚UTLS中痕量物质的变化规律和特征，可以分离动力输送过程和化学过程对UTLS区域痕量化学成分的贡献，重点分析亚洲夏季风环流系统和副热带急流系统引起的平流层-对流层物质交换的途径和强度。