北极地区大气边界层结构与参数化研究

鉴于北极地区大气边界层物理过程研究的重要性，本申请项目对北极地区大气边界层结构特征，尤其是稳定层结条件下湍流特征及通量计算进行深入研究，利用我国四次北极考察持续的湍流脉动观测资料进行稳定度分类，应用时间序列分析和谱分析（FFT或小波法），研究不同层结（重点是稳定层结）湍流特征和近地层通量输送过程；分析湍流特征量与平均量梯度之间的关系。应用SHEBA资料分析大气边界层温度、湿度、风速和风向的垂直分布及其时间变化，揭示北极大气边界层结构的主要特征。利用WRF模式对选择的北极考察时段进行模拟，研究大气边界层结构特征形成的天气背景和物理过程，应用高频率提取有关物理量的模式输出值与观测资料进行比较，进而对模式进行评估。在北极大气边界层湍流特征研究基础上，建立更符合观测实际的边界层（主要是稳定边界层）参数化方案。

本基金项目主要研究北极地区大气边界层结构，重点是湍流特征。拟利用我国四次北极考察持续的湍流脉动观测资料和谱分析研究不同层结（重点是稳定层结）的湍流特征和近地层通量输送过程；分析湍流特征量与平均量梯度之间的关系。应用SHEBA资料分析大气边界层温度、湿度、风速和风向的垂直分布及其时间变化，揭示北极大气边界层结构的主要特征。利用观测资料对模式进行评估。在北极大气边界层湍流特征研究基础上，建立更符合观测实际的边界层参数化方案。. 项目组成员经过4年的共同努力，基本上完成了项目的研究任务。完成的工作包括：整理了4次北极考察资料，对数据进行质量控制；COARE SNOW/ICE通量计算法进行评估；模式计算湍流通量方案评估和新计算方案的建立；北极大气边界层结构研究以及北极地区感热通量和潜热通量变化趋势的研究等。. 在研究成果基础上己发表标注本基金项目资助的论文五篇。另外，还撰写了论文三篇，已投稿相关期刊，现正在根据审稿意见修改文稿。