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《华南前汛期一次大暴雨过程的扰动位涡反演与数值研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第27卷第3期暴雨灾害Vol.27No.32008年9月TORRENTIALRAINANDDISASTERSSep.2008文章编号:1004-9045(2008)03-0193-11华南前汛期一次大暴雨过程的扰动位涡反演与数值研究1,211赵玉春,王叶红,崔春光(1.中国气象局武汉暴雨研究所,武汉430074;2.武汉中心气象台,武汉430074)摘要:利用NCEP1°×1°6h再分析资料、位涡反演和数值试验方法,分离与不同物理过程有关的扰动位涡进行反演诊断,在此基础上移除模式初始场中包含的与不同物理过
2、程有关的扰动位涡反演的平衡场进行敏感性试验,对2006年5月21—22日一次热带扰动系统北上在广东珠江三角洲地区引发的大暴雨天气过程进行了探讨。结果发现:对流层中低层与潜热释放有关的正扰动位涡是影响热带扰动形成、维持及发展的主要因子之一;与潜热释放无关的扰动位涡对副热带高压的形成和维持有重要作用,影响热带扰动系统的移动路径;边界层内的扰动位涡有利于南海热带洋面北上气旋性扰动的发生、发展与维持;中高层扰动位涡对气旋性扰动系统的直接影响很小;下边界扰动位温不利于气旋性扰动系统的形成、维持与发展。数值敏感性试验
3、表明,初始场中包含的与不同物理过程有关的扰动位涡在暴雨数值模拟中有重要作用,它们不同程度地影响热带扰动的强度、活动路径的模拟,并影响暴雨强度和落区;与非绝热物理过程有关的扰动位涡很大程度上影响暴雨强度,而与非绝热物理过程无关的扰动位涡很大程度上决定暴雨落区。关键词:暴雨;位涡反演;数值试验中图分类号:P458.1+21.1文献标识码:A对流层低层生成高值位涡,它诱生的平衡流对水汽输1引言[10]送非常重要,是气旋快速发展的主要原因。Demirtas等位涡在绝热、无摩擦的条件下具有守恒性和可逆利用卫星水汽云
4、图对局地位涡调整改进短期天气预性。20世纪80年代,Hoskins等[1]对位涡进行了较为系报。Cowen等[11]通过位涡反演方法移除局地最大PPV统的总结,提出绝热无摩擦大气有沿等熵面作二维运调整初始场,并对飓风再次快速加强的影响因子进行动的趋势,认为位涡具有丰富的动力学内涵,等熵位了研究。可见,位涡反演及其与数值模拟相结合,是大涡图是研究大气动力学过程一个非常有用的工具。气科学研究的一种有效手段,但利用位涡反演进行暴[2]Haynes等讨论了非绝热、摩擦或其它外力情形下位雨研究相对较少。涡的演变。由
5、于位涡具有守恒性,因而可以通过位涡华南前汛期期间,南海热带季风开始活跃,锋面异常确定受非绝热加热和摩擦等非守恒因子的影响扰动、边界层扰动、季风涌扰动以及热带低压(气旋)等[3]程度。20世纪90年代初,Joseph等将位涡守恒性和往往引发暴雨、大暴雨甚至特大暴雨,给该地区造成可反演性相结合,利用浅水方程进行了平衡模式的位严重洪涝灾害。不少气象学者先后研究了华南暴雨产涡反演试验,认为位涡反演原理适用于大尺度气流。生的大尺度背景、天气尺度系统以及引发暴雨的中尺Davis等[4]提出了扰动位涡(Perturbe
6、dPotentialVorticity,度对流系统等[12-14],获得大量研究成果,加深了对这PPV)分离的反演方法,即利用位涡守恒性分离出由非一特殊地理区域暴雨形成机理的认识,对暴雨业务预守恒过程引起的位涡异常,借助PPV反演方法诊断不报起到积极作用。从业务预报中发现,华南前汛期存同位涡对风场和气压场的影响,从而推断某些现象的在一类特殊的暴雨事件,即对流层低层热带扰动北上物理原因;之后,又对不同反演方法的差异进行了比引发的暴雨,这类暴雨发展迅速,加之南海热带洋面[5][6]较。Michael等用浅水模
7、式在球面上测试了不同平上缺乏观测资料,给业务预报带来相当大困难。2006[7]衡约束条件下位涡反演的准确性。Wang等和Zhang年5月21—22日,广东东部沿海地区出现大暴雨或[8]等进一步将非绝热、摩擦和降水质量强迫等非守恒特大暴雨天气(以下简称“06.5”粤东暴雨),强降雨团因子加入到非线性平衡方程和位涡方程来研究台风位于珠江三角洲,台山和新会的24h降水量分别达[9]的形成机制。Michael等在2005年分析初始潜热释放到232、229mm,这次特大暴雨就是由对流层低层南对气旋降水分布的影响时发
8、现,强降水潜热释放可在海北部强的气旋性风速扰动北上引发的暴雨。赵玉春收稿日期:2008-01-17;定稿日期:2008-06-18基金项目:中国气象局武汉暴雨研究所暴雨基金项目(IHR2007K04)资助作者简介:赵玉春,男,1972年生,博士,主要从事暴雨形成机理与预测方法、中尺度动力学及数值模拟研究.E-mail:zhaoych@cma.gov.cn194暴雨灾害第27卷[15]等曾对这类暴雨事件的典型个例进行过初步研究,
