(毕业论文 页数:26 字数:2681)摘 要:本文采用了从1991年12月—2003年5月日出时的卤素掩星试验（HALOE）
资料，将其按季节在空间上进行了插值（5°×5°），并验证了插值数据的可靠性。给出了各个季节的全球平均和不同纬度的垂直廓线，各个季节纬向平均后的经向-高度垂直剖面，北纬30度纬向-高度垂直剖面，分析了不同纬度、不同经度、不同高度水汽的分布及其季节变化。还给出了各个季节的100hPa和200hPa的水汽全球区域分布。另外，我们对上述水汽分布特征进行了试探性的解释。分析表明：在全球平均状况下，水汽混合比在对流层上层200hPa左右存在一个高值中心（9ppmv到12ppmv之间）。从200hPa到100hPa水汽随高度锐减，到100pHa左右达到极小值（3ppmv到4ppmv之间）。100hPa以上直到平流层顶，水汽又经历一个缓慢增加的过程。在纬向平均状况下，各个纬度的高度廓线形状基本上相似，只是在不同纬度不同季节，水汽混合比达到极大值和极小值的高度和混合比数值有着一定的差别。在平流层，随着高度的增加，水汽的区域分布进一步均匀，各纬度带之间的水汽混合比差别进一步缩小。北纬30度，在平流层底部对流层上部，…海陆差异明显。研究平流层的水汽分布可以给研究平流层的温度分布以及研究平流层的臭氧等微量气体的研究提供很好的分析资料。

Abstract

We adopt the HALOE data, from December in 1991 to May in 2003, and transact it to the grid data of 5*5 with FORTRAN. Having approved the grid data’s reliability, we use it drawing some GRADS chart to analyze the distributing of the water vapor and the its seasonal change. We give the charts which showing the change of water vapor content along longitudes, latitude and height. We also give the charts which showing the seasonal variationety of water vapor. Further more, we give some trial explanation of these changes.
Our resulting contribution is tow－fold：First，the water vapor achieve its maximum at 200hPa, but minimum at 100hPa, and is slowly increasing above the latter. Second, the content of water vapor is very different between the ocean and the mainland but this difference is much weaker at the higher layersaerosphere.
We believe our analysis to this in stratosphere is very useful to the research of the temperature and ozone there.

目 录

中文内容摘要 ――――――――――――――――――――――――3
英文内容摘要 ――――――――――――――――――――――――4

第一章 前言 ―――――――――――――――――――――――――5
第一节 平流层水汽简介 ―――――――――――――――――― 5
一．平流层简介――――――――――――――――――――――5
二．平流层水汽影响――――――――――――――――――――5
第二节 本论文的主要研究内容和意义―――――――――――――6

第二章 观测资料和处理方法简介―――――――――――――――― 7
第一节 观测资料简介―――――――――――――――――――― 7
第二节 资料处理方法简介―――――――――――――――――― 8
一．资料处理方法 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 8
二．资料处理可靠性比较 －－－－－－－－－－－－－－－－－ 9

第三章 对流层顶至平流层水汽分布特征和季节变化―――――――― 12
第一节 对流层顶至平流层水汽的垂直分布特征和季节变化――――12
一．全球平均的垂直分布――――――――――――――――― 12
二．不同纬度水汽的垂直分布和季节变化―――――――――― 13
三．北纬30度水汽纬向分布特征――――――――――――――18
第二节 对流顶层和平流层底部水汽区域分布特征和季节变化―――20
一．200hPa等压面水汽区域分布特征和季节变化―――――――20
二．100hPa等压面水汽区域分布特征和季节变化―――――――22

第四章 结论―――――――――――――――――――――――――25
参考文献―――――――――――――――――――――――――― 26

第一章 前言
第一节 平流层水汽简介
一． 平流层简介
平流层是指由对流层顶向上一直到50km左右，垂直减温率为负值的气层。层内气流平稳，没有强烈的对流运动。温度最初随高度的升高不变或微升，大约到30km以后，温度随高度的升高增加很快。这主要是由于O3吸收太阳辐射所致。这一层水汽极少，但在平流层底部，有时能见到对流层中发展强烈的云的顶部，或一些分散的卷云。有时在中、高纬度地区的晨昏，还能观测到出现在20一27km高度处的具有奇异色彩的珠母云。在中纬度地区夏季是东风，冬季是西风。
对流层向平流层过渡，除有温度变化作为标志外,还有某些可变的微量成分的突然变化作为标志。从对流层顶向上的头几千米范围内，水汽含量陡降。这是因为对流层和平流层之间的混合是相当弱的。

二． 平流层水汽影响
平流层的水汽含量虽然很少，但是却对平流层的温度和其他微量气体的分布
有着不可忽略的影响。
1．对平流层温度的影响
大气温度的分布和变化，主要决定于大气辐射差额的分布和变化。水汽是大气中辐射吸收最重要的气体，吸收主要发生在红外区，水汽的吸收系数与波长的关系极为密切，同时还随气压、温度而变化。平流层水汽的分布对平流层温度的分布有着很大的影响。

2．对平流层中的臭氧等其他微量气体的影响
众所周知，臭氧在大气中含量虽然很少，但其作用却不小。臭氧能强烈地吸收太阳紫外辐射，因而对大气有增温作用，这样，在50km附近，形成了一个暖区。由于紫外辐射在高空已被臭氧挡住，地面上的生物就能免受紫外线的伤害。
大气臭氧的含量取决于太阳辐射、大气化学成分(主要是氧、氮氧化物、和含氢自由基)以及大气运动状况，而大气中的含氢自由基主要来自水汽的光化学离解。所以水汽对臭氧的含量有着很大的影响。
臭氧与水汽的关系可从下面的反应过程看出。
H2O＋hv →H2＋O（D）
H2＋hv →H＋H
O（D）＋H2O →OH+OH
H2+O →OH+H
H+O2+M →HO2+M
H+O3 →O2+OH
OH+O+M →HO2+O
OH+O →H+O2
OH+O3 →HO2+O2
HO2+O3 →OH+2O2





第二节 本论文的主要研究内容和意义

从第一节分析我们可以看出，研究平流层的水汽分布可以给研究平流层的温度分布以及研究平流层的臭氧等微量气体的研究提供很好的分析资料。这就是本论文所要给出的结果。
从一般的气象观测方法譬如说探空气球来看，很难得到较高层面上的水汽资料。本论文采用的卤素掩星试验（HALOE）资料，观测高度可达到10-6hPa，经向在南北纬70度之间，为我们研究平流层水汽分布提供了较充分的资料。
我们将从HALOE官方网站下载的数据按季节在空间上进行了插值，从而得到了5×5的网格点数据，然后分析了水汽的各种分布以及季节变化特征，并对其分布特征的成因进行了初步分析。这是这篇论文的主要内容。