水平输送水汽通量matlab,水汽通量的经向输送分析
水汽通量的经向输送分析
摘要:使用2012年NCEP/NCAR再分析经向风资料vwnd.2012.nc和比湿资料shum.2012.nc,计算总的经向输送(TOTAL)、定常经向环流输送(MMC)、定常波输送(SE)以及瞬变部分输送(TE)。利用NCL绘制各项的垂直剖面图,分析水汽通量的经向输送。分析发现MMC对于水汽的输送作用最为明显,主要体现为Hadley环流将水汽向低纬地区输送以及Ferrel环流将水汽向高纬地区输送,而TE与SE都主要将水汽向高纬地区输送,且TE的作用比SE稍大。
关键词:水汽通量,经向输送,时空分解
1、引言:水汽的输送,直接决定着大气的各个物理过程,决定着全球的气候,以及天气状况,影响着全球经济生产活动。
2、使用资料:本文使用了2012年NCEP/NCAR再分析资料中的经向风场vwnd.2012.nc和比湿场shum.2012.nc资料,垂直方向取8层(1000、900、850、
700、600、500、400、300hPa)。水平分辨率均为2.5度。
3、水汽经向输送分析:计算总的经向输送(TOTAL)、定常经向环流输送(MMC)定常波输送(SE),以及瞬变经向环流与瞬变涡动输送之和(TE)。分别见下图
从图中可以发现水汽主要集中在850hPa以下的低层大气。水汽的定常经向环流输送(MMC)量级最大,接近总的水汽输送(TOTAL)。它的主要作用范围在低纬地区。北半球低纬地区(5-30N)是个强的负值区;南半球赤道附近地区(30S-5N)存在一个强的正值区,这些区域正是Hadley环流所在区,因此,MMC反映了水汽在经向的输送,主要是Hadley环流将水汽向低纬输送,此外还有中纬度的Ferrel环流将水汽向高纬输送。定常波输送(SE)的作用则相对较小。图中南半球赤道附近及低纬地区是负值中心,而北半球中纬附近地区为正值中心。因此,在南北半球,SE都起到了向极地的水汽输送作用。瞬变部分输送(TE)主要在中高纬地区,作用比SE稍大。输送主要来自于向极地移动的暖空气和向低纬移动的冷空气。图中北半球地区为正值区,南半球地区为负值区,都表示向极地输送水汽。
4、总结:本文得到的结果与实际结果相符,TOTAL=MMC+SE+TE,并且反应出了各项对水汽输送的重要性。
附:NCL数据处理脚本:
load "$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_code.ncl"
load "$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_csm.ncl"
load "$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/contributed.ncl"
begin
a=addfile("./vwnd.2012.nc","r")
b=addfile("./shum.2012.nc","r")
v1=short2flt(a->vwnd)
q=short2flt(b->shum)*1000
lat=b->lat
lev_p=b->level
v=v1(:,0:7,:,:)
Avgtime_v=dim_avg_n(v,0)
timetb_v=v
do z=0,7,1
do y=0,72,1
do x=0,143,1
do t=0,365,1
timetb_v(t,z,y,x)=v(t,z,y,x) - Avgtime_v(z,y,x)
end do
end do
end do
end do
Avgzon_v=dim_avg_n(v,3)
zontb_v=v
do t =0,365,1
do z =0,7,1
do y=0,72,1
do x=0,143,1
zontb_v(t,z,y,x)=v(t,z,y,x) - Avgzon_v(t,z,y)
end do
end do
end do
end do
Avgtime_q=dim_avg_n(q,0)
timetb_q=q
do z=0,7,1
do y=0,72,1
do x=0,143,1
do t=0,365,1
timetb_q(t,z,y,x)=q(t,z,y,x) - Avgtime_q(z,y,x)
end do
end do
end do
end do
Avgzon_q=dim_avg_n(q,3)
zontb_q=q
do t=0,365,1
do z=0,7,1
do y=0,72,1
do x=0,143,1
zontb_q(t,z,y,x)=q(t,z,y,x) - Avgzon_q(t,z,y)
end do
end do
end do
end do
AvgzonAvgtime_v=dim_avg_n(Avgtime_v,2)
AvgzonAvgtimetb_v=Avgtime_v
do z=0,7,1
do y=0,72,1
do x=0,143,1
AvgzonAvgtimetb_v(z,y,x)=Avgtime_v(z,y,x) - AvgzonAvgtime_v(z,y)
end do
end do
end do
AvgzonAvgtime_q=dim_avg_n(Avgtime_q,2)
AvgzonAvgtimetb_q=Avgtime_q
do z=0,7,1
do y=0,72,1
do x=0,143,1
AvgzonAvgtimetb_q(z,y,x)=Avgtime_q(z,y,x) - AvgzonAvgtime_q(z,y)
end do
end do
end do
;Total
vq=v
do t=0,365,1
do z=0,7,1
do y=0,72,1
do x=0,143,1
vq(t,z,y,x)=v(t,z,y,x) * q(t,z,y,x)
end do
end do
end do
end do
vq_Avgtime=dim_avg_n(vq,0)
Total=dim_avg_n(vq_Avgtime,2)
;MMC
MMC=AvgzonAvgtime_v
do z=0,7,1
do y=0,72,1
MMC(z,y)=AvgzonAvgtime_v(z,y) * AvgzonAvgtime_q(z,y)
end do
end do
;SE
Totaltb=AvgzonAvgtimetb_v
do z=0,7,1
do y=0,72,1
do x=0,143,1
Totaltb(z,y,x)=AvgzonAvgtimetb_v(z,y,x) * AvgzonAvgtimetb_q(z,y,x)
end do
end do
end do
SE=dim_avg_n(Totaltb,2)
;TE
Totaltb1=timetb_v
do t=0,365,1
do z=0,7,1
do y=0,72,1
do x=0,143,1
Totaltb1(t,z,y,x)=timetb_v(t,z,y,x) * timetb_q(t,z,y,x)
end do
end do
end do
end do
TE1=dim_avg_n(Totaltb1,0)
TE=dim_avg_n(TE1,2)
;attribute
Total!0="lev"
Total!1="lat"
Total&lev=lev_p
Total&lat=lat
MMC!0 = "lev"
MMC!1 = "lat"
MMC&lev = lev_p
MMC&lat = lat
SE!0 = "lev"
SE!1 = "lat"
SE&lev = lev_p
SE&lat = lat
TE!0 = "lev"
TE!1 = "lat"
TE&lev = lev_p
TE&lat = lat
;output
system("bin/rm -f ./Total.nc")
d = addfile("./Total.nc","c")
d->Total = Total
system("bin/rm -f ./MMC.nc")
e = addfile("./MMC.nc","c")
e->MMC = MMC
system("bin/rm -f ./SE.nc")
f = addfile("./SE.nc","c")
f->SE = SE
system("bin/rm -f ./TE.nc")
h = addfile("./TE.nc","c")
h->TE = TE
end
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