L波段二次测风雷达对流层顶气象要素分析

张 玲，李中斌　(.章丘市气象局，山东章丘 5000；.章丘市农业局，山东章丘 5000)



L波段二次测风雷达对流层顶气象要素分析

张 玲1，李中斌2(1.章丘市气象局，山东章丘 250200；2.章丘市农业局，山东章丘 250200)

摘要对济南2005～2014年L波段二次测风雷达探测到的对流层顶高度及温度资料进行分析，结果表明，在自动探测及资料处理方法一致的情况下，济南地区对流层顶高度、温度有明显的季节变化，第一对流层顶的季节变化较第二对流层顶明显；年际变化统计分析表明，10年来第一、第二对流层顶高度、温度均出现下降趋势，整体下降幅度较小，与全国对流层顶前期变化升高的趋势有所不同；近10年济南地区主要是以第二对流层顶为主，第一对流层顶夏季出现频率较少；第一对流层顶高度的变化范围为5 334～14 200 m，平均10 984 m；第二对流层顶高度变化范围为13 334～21 905 m，平均16 185 m；第一对流层顶温度变化范围为-72.0~-20.9 ℃，平均-55.4 ℃，第二对流层顶温度变化范围为-80.9~-51.5 ℃，平均-65.0 ℃。

关键词L波段二次测风雷达；对流层顶；对流层顶高度；对流层顶温度

对流层顶作为对流层和平流层之间的过渡层，对于发生在大气圈层的各种天气现象和气候演变均具有很重要的作用[1]。气温随高度的垂直递减状况在对流层顶突然变小(高度每增加100 m温度递减小于0.2 ℃)，甚至随高度增加出现温度递增现象[2]。根据《常规高空气象业务规范》，对流层顶可分为第一对流层顶(极地类)和第二对流层顶(热带或副热带类)。杨茜等[3-4]通过研究全球范围与青藏高原上空对流层顶的长期变化表明，近几十年来全球范围对流层顶基本上呈上升趋势，而东亚及南半球高纬地区却有部分区域对流层顶高度呈现缓慢下降趋势[5]。随着气象观测业务现代化进程和电子技术的发展，L波段二次测风雷达这种新型高空气象观测系统已经在济南地区正式投入业务使用十二年，笔者在此选取2005～2014年的探测资料，对其对流层顶高度和温度的变化进行初步探讨。

1资料与方法

为了确保资料的的准确性，去除了不完整探测年份的记

录，选取2005～2014年的L波段雷达探测资料，根据高空规范对第一、第二对流层顶资料进行逐日统计，分别求出月、年的平均对流层顶高度及温度；制作高度、温度月、年变化图表，并采用一元线性回归进行相应的趋势分析。

2对流层顶气象要素分析

2.1对流层顶高度、温度季节变化

2.1.1高度。由图1a可知，第一对流层顶的高度有明显的季节变化，7月份高度最高，1月高度最低，而8月份高度降低明显。第一对流层顶高度的变化夏季高、冬季低，春秋季持平；8月平均高度较7月份低1 122 m，1月份平均高度比7月份低2 350 m。第二对流层顶高度各月变化不是很明显，基本是春夏季高、秋冬季偏低；5月份最高，11月份最低，11月份平均高度比5月份低806 m。相比之下，第一对流层顶高度较第二对流层顶变化季节性更为明显。

2.1.2温度。从图1b可看出，第一、第二对流层顶温度平均变化呈现相反关系，第一对流层顶温度升高时，第二对流层顶温度降低；第一对流层顶夏季平均温度最高(最高出现在8月份)，春季平均温度最低(最低出现在4月份)，秋冬两季变化不大；第二对流层顶冬季平均温度最高(最高出现在1月份)，夏季平均温度最低(最低出现在8月份)，春季比秋季温度偏高。第一对流层顶温度变化与高度变化基本一致，但滞后于第一对流层顶高度的变化；第二对流层顶夏季和冬季温度变化与高度变化基本相反，说明冬夏两季逆温较强。

2.2对流层顶高度、温度年际变化由图2可见，第一对流层顶高度与温度的年际变化也呈相反关系，高度最高的年份，温度最低；近10年第一对流层顶高度总体呈现下降趋势，温度也呈现略微的下降趋势，2005～2014年平均高度变率为-1.038 6 m/a，10年高度平均下降约10 m，2005～2014年平均温度变率为-0.021 6 ℃/a，10年温度平均下降约0.2 ℃。第二对流层顶高度与温度在2009～2011年间呈现一致变化、相辅相成，而在其他的年份则呈现相反变化，说明2009～2011年第二对流层顶逆温较其他年份明显；第二对流层顶高度总体呈现下降趋势，温度也呈现略微的下降趋势，2005～2014年平均高度变率为-15.013 m/a，10年高度平均下降约150 m，2005～2014年平均温度变率为-0.038 6 ℃/a，10年温度平均下降约0.4 ℃。

2.3对流层顶出现频率及其高度、温度的变化从2005～2014年第一、第二对流层顶出现频率(图3)可以看出，第一对流层顶夏季出现频率最低，冬春两季出现频率较高；第二对流层顶全年出现频率均较高，与第一对流层顶相反，夏季出现频率最高。由此可见，近10年济南是以第二对流层顶为主的地区。

统计对流层顶高度和温度极值(表1)发现，2005～2014年济南地区第一对流层顶高度的变化范围为5 334~14 200 m，平均10 984 m；第二对流层顶高度变化范围为13 334~21 905 m，平均16 185 m；第一对流层顶温度变化范围为-72.0~-20.9 ℃，平均-55.4 ℃，第二对流层顶温度变化范围为-80.9~-51.5 ℃，平均-65.0 ℃。

表1　2005～2014年对流层顶高度和温度极值

3结论

(1)分析2005～2014年L波段二次测风雷达探测到的

对流层顶资料发现，济南地区对流层顶高度和温度均有季节变化，第一对流层顶季节变化较第二对流层顶明显。第一对流层顶高度的变化夏季高、冬季低，春秋季持平；第二对流层顶高度各月变化不是很明显，基本是春夏季高、秋冬季偏低。第一、第二对流层顶温度平均变化呈现相反关系，第一对流层顶温度升高时，第二对流层顶温度降低。第一对流层顶温度变化与高度变化基本一致，但滞后于第一对流层顶高度的变化；第二对流层顶夏季和冬季温度变化与高度变化基本相反，说明冬夏两季逆温较强。

(2)年际变化统计分析表明，近10年来第一、第二对流层顶高度、温度均呈现缓慢下降趋势，整体下降幅度较小。第一对流层顶2005～2014年平均高度下降约10 m，平均温度下降约0.2 ℃；第二对流层顶2005～2014年平均高度下降约150 m，平均温度下降约0.4 ℃。2009～2011年比其他年份逆温现象更为明显。

(3)2005～2014年第一、第二对流层顶出现频率表明济南是一个以第二对流层顶为主的地区。2005～2014年第一对流层顶高度的变化范围为5 334～14 200 m，平均10 984 m；温度变化范围为-72.0~-20.9 ℃，平均-55.4 ℃。第二对流层顶高度变化范围为13 334～21 905 m，平均16 185 m；温度变化范围为-80.9~-51.5 ℃，平均-65.0 ℃。

参考文献

[1] 马霍韦尔.对流层顶气候学[M].张贵银，廖寿发，译.北京：气象出版社，1988：5.

[2] 邬平生，龚潜亮.气象学[M].北京：农业出版社，1979：17.

[3] 杨茜，吴涧，王卫国，等.全球对流层顶气压场的季节变化特征分析[J].气象科学，2008，28(3)：96.

[4] 雒佳丽，田文涛.青藏高原上空对流层顶高度的长期变化趋势[C]//第27届中国气象学会年会应对气候变化分会场：人类发展的永恒主题论文集.中国气象学会，2010.

[5] 吴涧，杨茜，符淙斌，等.全球变暖背景下东亚对流层顶高度演变特征的研究[J].热带气象学报，2007，23(6)：78.

收稿日期2015-10-19

作者简介张玲(1977- )，女，山东章丘人，工程师，从事综合观测业务工作。

中图分类号S 16

文献标识码A

文章编号0517-6611(2015)33-359-02