行星边界层表征

行星边界层(PBL),也称为大气边界层,是对流层低层的一个区域,在这里地球表面通过气团的湍流输送,强烈影响着温度、湿度和风。行星边界层就像一个盖子,将污染物困在离地球表面最近的大气层中。了解其特征对于有效开展空气质量建模至关重要。

重要发现

行星边界层(PBL)高度是空气质量模型中的关键输入参数,因为 PBL 决定了大气最底层中空气污染物的混合高度。PBL 对地表活动的响应时间在一个小时以内甚至更短,因此非常动态,难以测量。

PBL 在白天可增长至数千米高,夜间则会收缩至 100 米或更低,并因微气候不同而在空间上存在差异。

实时垂直廓线数据可提供准确的 PBL 高度,从而大幅提高空气质量模型的准确性。

微脉冲激光雷达(MPL)扫描系统通过探测和测量大气中颗粒物的大小和类型,以高达 15 公里的垂直剖面,提供关于 PBL 的最准确信息。通过研究排放羽流相对于 PBL、风向及其他因素的运动,可以更容易地识别污染源。

作者:NikNaks – 基于ScienceDirect的个人作品
另见: Archaeocosmology, CC BY-SA 3.0, Wikimedia

MPL 可随时间推移实时提供关于行星边界层(PBL)的信息。在这组数据中,数据起始阶段的 storms(风暴/雷暴)逐渐消退,导致 PBL 高度较低。随着新的一天开始,PBL 升高,并在接下来的两天里维持在约 2 公里左右。风暴过后的这段时间里天空晴朗。

“过去,行星边界层(PBL)探空仅在特定的乡村地点每天进行两次,而 MiniMPL 的高时间分辨率可提供完整的 24 小时记录,并反映原地实况。”

Yanina Barrera,哈佛大学

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