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1、第28卷第3期高原气象Vol.28No.32009年6月PLATEAUMETEOROLOGYJune,2009文章编号:1000-0534(2009)03-0507-09干侵入强度指数的表征及其物理意义1-343姚秀萍,彭广,于玉斌(1.中国气象局武汉暴雨研究所,湖北武汉430074;2.中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室,北京100081;3.中国气象局培训中心,北京100081;4.河南省气象局,河南郑州450003)摘要:综合考虑干侵入的特征、机制和效应,定义了干侵入强度指数(DII)以表征干侵入的强度,
2、并从一个个例进一步揭示干侵入强度指数的物理意义。结果表明,DII是干侵入强度较好的定量描述指标,它与水平温度平流、位涡、假相当位温相关,正的DII表明存在干侵入过程,随着DII的增大,干侵入效应增强,此时可能高位涡异常越强、湿球位温越低、冷平流效应越强;345K等熵面上DII>1PVU/s的正值区与水汽图像暗区较为一致,DII在三维结构上表现为高层波状下传的特征,在任一特定的等熵面上,低涡西北方向的中高纬度地区是DII正值区的源地;DII体现了水平温度平流效应,低涡降水区西侧为冷平流,东侧为暖平流,冷暖平流一直贯穿于对流层整层,冷平流在西北气流引导下沿等熵面下滑,在冷暖平流交汇处出现降水,随
3、着水平温度平流梯度的增大,对应的降水增强。在实际天气预报业务工作中,DII可用以界定干侵入区域、过程以及强度,具有一定实际业务应用价值。关键词:干侵入指数;物理意义;定量分析;冷平流效应中图分类号:P458.1+21.1文献标识码:A[6][7]区,以干缝(dryslot)形式存在。根据输送带1引言的观点,气旋的发展是冷、暖输送带相互作用的结众所周知,暴雨过程的产生、发展和维持是冷果。气旋附近的干侵入和湿上升气流之间关系的简[5]暖气流交汇的结果,暴雨天气过程的预报也往往着单概念模型如图1所示。从图1可以看出,当干眼于干冷空气和暖湿气流的活动。夏季,中国及东侵入气流在地面冷锋后呈扇形下
4、沉散开时,湿上升亚地区受夏季风的影响较大,暖湿气流通常能够在气流在对流层中高层亦呈扇形外流,干侵入和湿上[1]低空急流的输送下到达暴雨区上空。同时,陶诗升气流在气旋中心(L处)附近产生相互缠绕,超越[1]言等早已指出梅雨气旋的发生、发展都与西北方上升气流的干侵入部分在对流层中高层,形成冷w移来的高空冷槽相联系,冷槽将冷空气一次次地带(假湿球位温)锋面,常称之为高空冷锋。下,成为梅雨期间重要的成员,并且指出,估计弱当干侵入接近地面冷锋时,因与其前方高w的冷空气出现的时间以及侵入的地点、方向和强度对暖输送带气流的相互作用方式不同,从而产生不同[8]预报暴雨的时间和雨量大小或许是重要的。姚
5、秀萍的锋面模型即下滑冷锋和上滑冷锋。Browning[2][4]等对2003年梅雨期干冷空气活动的特征和规律等对英国一次快速发展气旋过程的分析指出,一的分析表明,每次干冷空气活跃对应于一次暴雨过旦干冷空气从对流层顶附近快速侵入低层强斜压程。区,并凌驾于具有高湿球位温的边界层之上时,能干侵入是指从平流层低层和对流层高层下沉至导致飑线的产生和发展,确认了干冷空气侵入的重[3]低层的干空气。Danielsen曾绘制了等熵面上干要性。[9]侵入气流自对流层顶折叠附近扇状下沉至地面冷锋此外,Lemon研究表明,干侵入还与中气旋的三维流场结构图。干侵入气流具有高位势涡度和(mesocyclone
6、)的发展和强龙卷的产生密切相关,[4-5]低湿球位温的特征,在水汽图像上表现为暗并且给出了龙卷发生时上升气流和前侧下沉气流以收稿日期:2008-06-20;改回日期:2009-01-23基金项目:武汉暴雨开放基金项目(IHR2005K04);中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室开放课题(2008LASW-B06);国家自然科学基金项目(40875030)共同资助作者简介:姚秀萍(1967),女,福建福州人,博士,教授,主要从事天气动力学的研究和教学.E-mail:yaoxp@mail.iap.ac.cn508高原气象
7、28卷[10]及后侧下沉气流之间的关系示意图。LouCurtis料在天气预报业务上的应用和释用,在进一步明确指出,热带气旋登陆过程所产生的龙卷与干侵入密干侵入特征和机制的前提下,是否可以综合干侵入[11]切相关;Remy等指出,副热带干侵入过程是撒特征和机制,定义一个能够表征干侵入强度的物理哈拉地区上空产生对流活动的一个重要因子;量(姑且称为干侵入强度指数)来描述干侵入的强[12]Kunio等指
