基本介紹
- 中文名：氣團變性試驗
- 外文名：air-mass transformation experiment
- 簡稱：AMTEX
- 試驗地區：北緯22度至32度，東經118至132度
- 試驗時間：1974年2月，1975年2月
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概念
氣團變性試驗是由日本、美國、澳大利亞、加拿大等國家組織實施的一項大規模的試驗研究，在1973年進行了預備性現場試驗，1974年2月及1975年2月均用兩周時間進行正式試驗。
試驗目的
氣團變性試驗的主要目的是：①弄清冬季大陸氣團的冷空氣移到黑潮暖流海域時，海洋以顯熱和潛熱的形式向大氣輸送能量的過程；②從物理基礎上了解大氣擾動的發生髮展問題，並研究海氣通量與擾動發生髮展的關係；③利用氣團變性特徵，了解大氣和下墊面之間的相互作用以及各種尺度大氣運動之間的聯繫。
研究課題
氣團變性試驗有4個主要的研究課題：①確定整個試驗區海面動量、熱量、水汽通量的水平分布，進而了解表面邊界層中輸送過程的物理機制；②確定表面層上行星邊界層中通量輸送隨高度的分布，弄清行星邊界層的三維力學和熱力學結構；③進行對流雲的實驗研究，弄清來自海面的能量通過積雲對流在自由大氣中的再分配；④對大氣和海洋的能量平衡進行實驗研究，從理論上考察這個實驗地區的氣團變性問題。
試驗內容
氣團變性試驗分兩次進行，第一次在1974年2月14～28日，野外試驗中心設在沖繩，在30°N以南，22°S以北，123°E以東，132°E以西的一個六邊形地區進行作業，設定足能掌握中尺度擾動的高空和地面觀測站。第二次試驗在1975年2月14日～3月1日進行，試驗地區和範圍與第一次類似。
在氣團變性試驗中，主要對海面邊界層、行星邊界層、積雲對流、中尺度和中間尺度擾動、輻射、海洋要素等進行了觀測。通過在沿岸設立船舶站和定點漂浮站，直接測定20～30米高度的風、氣溫、濕度，在島嶼和船舶上還進行了定點湍流觀測，同時利用飛機、下投探空儀進行行星邊界層的補充觀測，利用氣象雷達、地面攝影等對積雲對流雲團進行觀測，配合衛星圖片，掌握雲團動向，還用都卜勒雷達、探空儀和飛機，觀測雲內外空氣溫度、濕度、風、上升氣流、雲粒分布和雲的含水量等，用地面觀測、海上船舶觀測、氣象雷達和高空觀測資料，來分析擾動的結構特性以及它與邊界層和積雲對流中能量輸送的關係，還對海面上輻射平衡、各種輻射波長、海冰、溫度、海流，波浪等進行了觀測。
試驗結論
在氣團變性第一次試驗後，使用Bulk法計算了氣團變性試驗海區的淨輻射Rn=100卡/日·平方厘米，海面向大氣輸送的可感熱H=127卡/日·平方厘米，潛熱L=346卡/日·平方厘米，海面總熱量損失為473卡/日·平方厘米，大約與黑潮輸送熱相當，在不同天氣形勢下，變化比較大。通過對試驗期間的資料計算發現，在整個試驗期間，就平均情況而言，氣團變性僅發生在800mb以下的大氣層次。顯熱和潛熱的供給隨大範圍天氣形勢的不同而有很大變化，在冷期供給的熱能為1500卡/日·平方厘米，暖期為350卡/日·平方厘米。在暖期(2月14～23日)，試驗區800～700mb附近有一強穩定層、逆溫層下的低層出現水平輻散，逆溫層上方出現輻合，逆溫層附近出現大尺度冷卻和大量的水汽源，在邊界層發現大尺度的熱量和水汽源。在冷期，低層盛行北風，逆溫層上方為穩定西風，850～700mb的逆溫層內出現水平輻合，500mb以下層次發生上升運動。在邊界層，由於海面大量水熱供給出現大尺度加熱和水汽源，海面供給總量中有20%通過逆溫層頂向上傳送。
