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1、青藏高原及邻近地区臭氧和紫外青藏高原及邻近地区臭氧和紫外线变化特征的线变化特征的研究研究 学科 学科专业 专业：学 学 生：生：指导老师 指导老师：201 2015 5年 年X X月 月X X日 日兰州大学学士兰州大学学士学位论文答辩学位论文答辩答辩目录n 臭氧层的作用及分布特征 n 青藏高原臭氧及紫外线变化特征分析n 青藏高原紫外线变化特征分析n 结论n 青藏高原臭氧低值中心n 青藏高原及其邻近地区流场的季节性变化n 紫外线辐射强度及指数分级n 紫外线辐射强度的变化特征n 全球臭氧年平均分布特征n 全球臭氧总量季节变化 臭氧是拦截太阳紫外线的最主要屏障，没有了臭氧，紫外线就会照射到地面上，这
2、样会危害人类和植物的健康。臭氧是影响对流层和平流层之间的大气动力、热力、辐射和化学等过程的关键成分，在气候和环境变化中扮演着重要的角色。所以臭氧的含量及分布很重要。选题背景研究现状研究学者 地点 影响孔琴心 南极中山站 臭氧浓度耗减，该层温度明显下降葛玲 南极 平流层下部显著变冷，对流层变暖，对流层顶气温无显著趋势变化Kiehl 南极 平流层低层 10 月的气温比控制试验降低 5 Cariolle 南极 臭氧柱损耗会引起平流层低层降温，对流层增温Jonathan 南极 行星波活动减弱也可以使南极臭氧洞加深 从以上表格中可以看出来，臭氧对地表的温度有重要影响。1.臭氧层的作用及分布特征2.青藏高
3、原臭氧及紫外线变化特征分析3.青藏高原紫外线变化特征分析目标 目标：分析清楚青藏高原及邻近地区臭氧和紫外线的分布特征 分析清楚青藏高原及邻近地区臭氧和紫外线的分布特征研究内容全球臭氧年平均分布特征图1 1999-2013年15年平均的全球O3总量的水平分布(单位:DU)臭氧层的作用及分布特征 全球大气臭氧总量在250-380DU之间变化，并且在低纬度地区大气臭氧总量较低，但在很大部分地区分布均匀。全球臭氧总量季节变化臭氧层的作用及分布特征 图2 15年平均全球O3总量季节变化气候平均分布(左)1月，(右)4月；单位:DU)1月（左图）中可以看出，北半球为冬季，南半球为夏季。赤道附近偏北的位置臭
4、氧含量较低，北半球臭氧总量分布均衡，南半球臭氧总量变化较大。4月（右图）中可以看出，北半球为春季，南半球为秋季。赤道附近偏南的位置臭氧含量较低，北半球臭氧总量变化较大，高半球臭氧总量变化较大。图2 15年平均全球O3总量季节变化气候平均分布(左)7月，(右)10月；单位:DU)全球臭氧总量季节变化臭氧层的作用及分布特征 7月（左图）可以看出，北半球为夏季，南半球为冬季。赤道附近偏南的位置臭氧含量较低。北半球臭氧总量变化较大，而南半球变化不大。10月（右图）可以看出，北半球为秋季，南半球为春季。赤道附近臭氧总量不高。北半球臭氧总量较高，而南半球变化较大。综上所述，从全球臭氧四季分布可以看出，南北
5、半球的臭氧总量在春季较高、秋季较低、冬升夏降的变化形式。从赤道到两极，为低-高-低的分布形式。高大地形上空的臭氧含量一年四季都较低，且有强弱变化。青藏高原臭氧及紫外线变化特征分析青藏高原臭氧低值中心图3 1999-2013年15年平均中国地区O3总量月平均值分布(左)1月，(右)4月；单位:DU)1月份(左)可以看出，在中国，北方的臭氧总量大于南方，并且越往北，含量越高，臭氧总量变化越大，但青藏高原上空臭氧总量较低。4月份（右）可以看出，在中国，北半球的臭氧总量升高，但青藏高原上空臭氧总量很低。青藏高原臭氧及紫外线变化特征分析青藏高原臭氧低值中心图3 1999-2013年15年平均中国地区O3
6、总量月平均值分布(左)6月，(右)9月；单位:DU)6月份（左）可以看出，在中国，臭氧的含量变化比较大，在北方含量较高，在青藏高原上空的臭氧含量较低（为270DU）。9月份（右）可以看出，在中国，臭氧的含量变化也比较大，在青藏高原上空的臭氧含量很低（为250DU）。图3 1999-2013年15年平均中国地区O3总量月平均值分布；11月；单位:DU)青藏高原臭氧及紫外线变化特征分析青藏高原臭氧低值中心 11月份可以看出，中国的臭氧总量开始升高，没有出现最低的臭氧含量。综上所述，夏季青藏高原上空存在一个臭氧总量减少的中心，这是地形引起的动力过程形成的，这种情况在美国的西部山地等也出现过。图4 1
7、5 年平均1月(左)和6月(右)100 hPa位势高度场的水平分布(单位:dagpm)青藏高原臭氧及紫外线变化特征分析青藏高原及其邻近地区流场的季节性变化 1月份可以看出，在冬季，西风在东亚地区的对流层顶出现的次数较多，并且在东亚大陆东岸1400E附近出现的风最大。6月份可以看出，南亚高压在青藏高原上空，在冬季青藏高原上面会出现冷高压，并且会有西风气流出现在它的上空。青藏高原臭氧及紫外线变化特征分析青藏高原及其邻近地区流场的季节性变化图5 15年平均1月和7月不同高度上垂直速度的水平分布(a)1月300 hPa,(b)1月500 hPa；单位:10-3hPas-1)下沉气流控制着整个东亚地区和
8、西亚南部，青藏高原是亚洲上空最大的3个下沉中心之一，它的上空整个对流层都被下沉气流所控制，只是在高原的西北部有微弱的上升气流存在。图5 15年平均1月和7月不同高度上垂直速度的水平分布(c)7月300 hPa,(d)7月500 hPa；单位:10-3hPas-1)青藏高原臭氧及紫外线变化特征分析青藏高原及其邻近地区流场的季节性变化 上升气流控制着亚洲大部分地区，并且随着高度的增加，气流的上升区增加，上升运动加强大。青藏高原的上空整个对流层为上升气流，只是在它的东北侧有少许下沉气流。图6 青藏高原冬夏季温度廓线对比青藏高原臭氧及紫外线变化特征分析青藏高原及其邻近地区流场的季节性变化 从图中可以看
9、出，在平流层下部100 hPa的高度，夏季的平均温度低于冬季（约为-75）。因此在夏季，青藏高原部分地区平流层下部会出现-80以下的低温。级别 到达地面的紫外线辐射量紫外线指数紫外线辐射强度对人体可能的影响需采取的防护措施一级 5 0,1,2 最弱 100180 不需要采取防护措施二级 5且10 3,4 弱 60100 可以适当采取一些防护措施三级 10且15 5,6 中等 3060 外出时戴好遮阳帽、太阳镜和太阳伞等四级 15且30 7,8,9，强 2040 上午十时至下午四时段避免外出，或尽可能的在遮荫处五级 30 10 很强 20 尽可能不在世外活动表1 紫外线辐射强度、指数分级及防护措
10、施青藏高原紫外线变化特征分析紫外线辐射强度及指数分级 将正午前后到达地面的太阳光中的紫外线辐射对眼睛、人体皮肤等组织和器官造成的损伤程度来划分的，损伤的强弱即为紫外线指数。表2 紫外线指数日最大值逐月统计表月份 平均 有效观测天数各等级天数最弱 弱 中等 强1 2.47 31 17 12 22 5.29 28 9 193 6.60 31 1 10 204 7.03 30 1 1 1 275 7.21 31 1 306 7.30 30 1 1 287 7.20 31 1 1 298 7.15 31 1 1 299 6.68 30 1 1 3 2510 5.83 31 25 611 3.58 30
11、 3 24 312 2.07 31 25 6累积-365 47 58 67 193青藏高原紫外线变化特征分析紫外线辐射强度的变化特征 在6月，紫外线指数达最大值（达7.30）；其次为5、7、8、4、9月（达4级）。2、3月是紫外线辐射强度“最弱弱中等强”的逐步增强变化过程；10月和11月则为“强中等弱 最弱”的逐步减弱变化过程。图7 紫外线辐射强度日最大值出现时刻(抽样)变化曲线图青藏高原紫外线变化特征分析紫外线辐射强度及指数分级 从图中可以看出，紫外线辐射强度最大值集中在12-14时。一般在13小时左右，并且出现在12时以前和14时以后的天数里，辐射强度出现的时间会受到天气的影响。（1）大气臭氧总量在全球的分布是不均匀的，O3总量极小值出现在赤道地区，自赤道向南北极呈低-高-低型的分布。与北半球相比，南半球O3总量的值较小，纬向分布也更加均匀。南北半球的O3总量都是春季高、秋季低、冬升夏降的变化形式。（2）青藏高原O3总量在春季达到最高值，在秋季达到最低值。（3）夏季，青藏高原上空形成一个较强的臭氧低值中心。（4）青藏高原地区到达地面的紫外线辐射强度具有明显的季节变化，夏季最强，春季较强，秋季较弱，冬季最弱；其中6月最强，12月最弱。冬季强等级天数为零。紫外线辐射强度日变化有明显规律，每日13时达到最强，之前为持续上升，之后为逐渐减弱。结论谢谢！