切变风螺旋度和热成风螺旋度在东北冷涡暴雨中的应用

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1、第33卷第6期大气科学Vo1．33No．62009年11月ChineseJournalofAtmosphericSciencesNOV~2009王东海，杨帅，钟水新，等．2009．切变风螺旋度和热成风螺旋度在东北冷涡暴雨中的应用I-J]．大气科学，33(6)：1238—1246．WangDonghai，YangShuai，ZhongShuimn，eta1．2009．Theapplicationofshearingwindhelicityandthermalwindhelicityinnortheasternc0ldvor—texrainfalleventEJ]．Chines

2、eJournalofAtmosphericSciences(inChinese)，33(6)：1238—1246．切变风螺旋度和热成风螺旋度在东北冷涡暴雨中的应用王东海杨帅钟水新韩瑛。1中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室，北京1000812中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴实验室，北京1000293中国气象局国家气象中心，北京100081摘要引入切变风螺旋度和热成风螺旋度，并将其应用于东北冷涡暴雨的诊断分析。理论上，切变风螺旋度定义为风速垂直切变与绝对涡度矢量的点积，表示风速垂直方向的分布不均匀对涡管的扭转效应，由扭转项和垂直涡度的辐合辐散项两部分组成。热成风

3、螺旋度是在切变风螺旋度的基础上利用地转关系和热成风关系得出的简化形式，其强度和符号取决于上升气流和暖湿空气的配置。相对于切变风螺旋度，热成风螺旋度的计算只需要单平面层的资料即可，避免了垂直差分计算，这大大弥补了台站观测中垂直层密度稀疏或者边界层的处理等问题的不足，使得计算大大简化，便于业务应用。在以上定义和理论分析的基础上，选取一次东北冷涡降水过程进行数值模拟，利用模式输出的中尺度资料，诊断分析这次降水过程中的切变风螺旋度和热成风螺旋度。分析表明，降水中心位于切变风螺旋度的正值和负值区的边界，与降水的强度变化一致；而作了热成风近似后的切变风螺旋度中的扭转项(即热成风螺旋度)

4、，与切变风螺旋度相似，也能较好地诊断降水和对流(尤其是强降水和强对流)的发展，而且其对暴雨的诊断优于传统的螺旋度。关键词切变风螺旋度热成风螺旋度东北冷涡暴雨文章编号1006—9895(2009)06—1238—09中图分类号P445文献标识码ATheApplicationofShearingWindHelicityandThermalWindHelicityinN0rtheasternColdVortexRainfa11EventWANGDonghai1，YANGShuai2，ZHONGShuixin，andHANYing。1StateKeyLaboratoryofSeve

5、reWeather，ChineseAcademyofMeteorologicalSciences，Beijing1000812LaboratoryofCloud-PrecipitationPhysicsandSevereStorms，InstituteofAtmosphericPhysics，ChineseAcademyofSci—ences，Beijing1000293NationalMeteorologicalCenter，ChinaMeteorologicalAdministration，Beijing100081AbstractTheshearingwindheli

6、cityandthermalwindhelicityareintroducedandappliedtoanortheasterncoldvor—texrainfallevent．Intheory，shearingwindhelicityisdefinedasthedotproductbetweenverticalwindshearandab—solutevorticityvector，whichrepresentsthetwistingeffectofnonuniformdistributionofwindvectorintheverticaldirectiononvort

7、icitytube．ItincludestWOterms，torsionandthedivergenceofverticalvorticity．Byuseofgeo—strophicrelationandthermalwindrelation，theshearingwindhelicityissimplifiedasthermalwindhelicity．Itsin一收稿日期2008一O5—14，2009—04—20收修定稿资助项目国家自然科学基金资助项目40633016、40805001作者简介王东海，1965年