第九届青年地学论坛

平流层-对流层交换（STE）作为对流层臭氧的重要来源之一，对臭氧浓度垂直分布特征产生显著影响。长期以来对华南臭氧廓线特征和诊断平流层入侵的贡献的研究极大依赖于香港天文台长期的臭氧探空观测，亟需应用更广泛的探空观测数据对华南整体情况开展进一步的深入研究。本研究旨在优化区域环境气象数值预报系统，改进模式系统对平流层臭氧传输的模式代表性，提高其诊断平流层臭氧影响贡献的能力。结合广东省四个探空站（阳江、清远、河源、汕头）和香港京士柏站的臭氧廓线数据、ERA5再分析资料，对2023年2月至3月华南地区持续时间长、污染程度重的春季臭氧污染问题进行研究，定量解析了平流层臭氧对华南对流层臭氧廓线的贡献。初步研究结果表明，2-3月期间发生了多起STE事件，导致平流层臭氧下传至对流层不同高度。2月4日、23日附近均检测到STE信号，随后通过下沉运动，逐步向下输送，造成700-300hPa高度层间出现明显的臭氧浓度高值现象，一直持续到3月上旬。在近地面污染最严重的3月1日，具有有效探空数据的四个站点均观测到离地高度6-7 km和9-10 km的两个臭氧廓线峰，对应极低的相对湿度气团，显示平流层气团在这两高度层内的较强影响的可能性。3月频繁的STE过程在800hPa至对流层顶部造成臭氧浓度升高。然而，由于3月下旬出现了强对流活动，平流层入侵影响的高度有所限制在600 hPa以上。结合观测、再分析、和模拟实验的结果表明，在华南地区的春季，STE事件发生频率较高，平流层臭氧对该地区对流层臭氧浓度的潜在贡献值得关注。本研究为华南地区的环境气象数值预报业务提供了定量解析平流层臭氧输送影响的能力，这将有助于进一步厘清春季对流层高臭氧浓度现象与近地面臭氧污染事件之间的关联，为完善臭氧污染预报提供更多角度的科学支撑。
 

臭氧,平流层-对流层交换,探空,环境气象,数值预报