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台风Morakot(2009)暴雨中关键尺度位涡的诊断分析 总被引：1，自引：1，他引：0
采用二维小波变换方法对格点分析资料进行多尺度分解,诊断分析台风Morakot(2009)登陆福建省霞浦市过程中位涡的多尺度特征。在此基础上,讨论了多尺度位涡正压项通量散度对位涡正压项局地变化的贡献。研究结果表明,在此次台风登陆过程中位涡主要包含第4、5关键尺度(理论波长范围为96.4~160.67 km)动力扰动和第3、4关键尺度(理论波长范围为64.27~128.54 km)热力扰动的综合信息。由于关键尺度位涡正压项的强度大于斜压项,因而位涡主要体现了第4、5动力尺度垂直涡度与第3、4热力尺度广义位温垂直梯度的耦合作用。第4、5动力尺度西南扰动气流为台风暴雨提供充足的水汽供应,在台风环流西北侧产生低层辐合、中高层辐散,为强对流系统的发生提供有利动力条件。第3、4热力尺度的广义位温扰动一方面增加降水区大气湿斜压性,另一方面在降水区低层形成位势不稳定,为强对流的发展提供潜在不稳定能量。位涡正压项方程强迫项的分析表明,关键尺度位涡正压项通量输送对位涡正压项局地变化有一定贡献,影响位势稳定度的变化。在台风登陆后,关键尺度位涡及位涡正压项通量散度都有所减小,使得垂直涡度和位势稳定度的变化趋缓。 相似文献
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本文是用摄动法求取正压原始方程一类非线性大尺度慢波解的二级近似的第一部分,通过求解二级问题中的涡度方程和散度方程,给出了速度势和非地转位势的二级修正的解析表达式,并计算了准地转性参数ε=0.3时散度和非地转涡度的分布. 相似文献
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台风暴雨相当位涡诊断分析 总被引：9，自引：0，他引：9
位势涡度作为热力学与动力学相结合的物理量,能更有效地显示出暴雨系统的一些特点,国内外气象学者曾用位涡来分析诸如龙卷、冰雹等强对流天气,杨大升曾用位涡成功地研究过印度季风的爆发问题,并将位涡应用于我国的暴雨诊断分析上,但暴雨过程不可能是干绝热过程,将有大量的凝结潜热释放,而潜热释放对天气系统的发生发展起着重要的反馈作用,所以将位涡应用于暴雨诊断时还应考虑水汽凝结潜热的作用。为了弥补位涡的局限性,本文从Ertel广义位涡方程出发导出了相当位涡的 相似文献
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全型涡度方程和经典涡度方程比较 总被引：15，自引：4，他引：15
在简要回顾经典涡度方程和全型涡度方程推导的基础上 ,比较了两种涡度方程的异同。集中讨论全型涡度方程新的物理内涵 ,证明了与稳定度和斜压性变化 (锋生、锋消过程 )相联系的内部强迫以及与摩擦耗散和非绝热加热相联系的外部强迫所诱发的涡度发展的机制。最后 ,指出了全型涡度方程的天气和气候应用前景。 相似文献
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暴雨和低层流场的位涡 总被引：15，自引：2，他引：15
利用1977年7月26、27日两天特大暴雨过程的资料计算了暴雨区的位涡变化,发现位涡和暴雨的发展是比较一致的,为此计算了位势涡度方程的平衡,主要结果是:位势涡度的局地变率主要决定于网格尺度的平流过程和次网格尺度质量通量引起的位涡的辐合过程,因此暴雨过程具有明显的中小尺度过程特征,并且平流过程在暴雨发展中起着重要作用. 相似文献
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涡旋发展和移动的动力和热力问题Ⅱ:广义倾斜涡度发展 总被引：1，自引：1，他引：0
从位涡-位温（PV-θ）以及拉格朗日观点,引入广义倾斜涡度发展的概念研究绝热条件下的垂直涡度发展。广义倾斜涡度发展是一个与涡度发展的坐标无关的概念框架,该框架包括倾斜涡度发展。倾斜涡度发展研究当大气处于稳定或不稳定层结情形,空气质点沿着向上凸的陡峭等熵面下滑或沿着向下凹的陡峭等熵面上滑过程垂直涡度激烈发展。因此,倾斜涡度发展是研究强烈天气过程的涡度发展非常强的情形。此外,广义倾斜涡度发展概念澄清了涡度发展和倾斜涡度发展的区别,涡度发展和倾斜涡度发展的判别标准表明,倾斜涡度发展的要求比涡度发展的要求严格很多。在空气质点沿着向上凸的陡峭等熵面下滑或沿着向下凹的陡峭等熵面上滑过程,当在稳定大气中静力稳定度（θz）迅速减小或在不稳定大气中静力稳定度（θz）迅速增大,即静力稳定度（θz）趋于0时,如果CD<0,那么垂直涡度将急速发展。应用得到的理论结果分析了2008年7月下旬的一次青藏高原低涡过程,该低涡形成于青藏高原中西部,东移滑出青藏高原然后继续东移,给四川盆地和长江中下游带来强降水。诊断表明,2008年7月22日00—06时（世界时）青藏高原低涡沿着四川盆地东北边的斜坡爬升时低涡加强发展,PV2变化对低涡加强发展有贡献,因为此时的水平涡度（ηs）变化和斜压度（θs）变化都对垂直涡度发展起正贡献。而且,22日06时,330 K等熵面的倾斜涡度发展判据满足,表明倾斜涡度发展并对垂直涡度发展起重要贡献。围绕着低涡中心较强的涡度发展和倾斜涡度发展信号表明,广义倾斜涡度发展概念框架可以作为诊断天气过程的一个有用工具。 相似文献
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能量位涡度平衡方程及其在暴雨诊断分析中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
本文从Ertel广义位涡方程和大气总能量概念出发,导出了一个把能量天气学与动力学相结合的新物理量——能量位涡度。文中给出了相当能量位涡度的概念,导出了二者的简化形式,并对它们的物理意义和天气背景作了讨论。从定义入手,推导了能量涡度平衡方程,解释了各项的物理意义。在此基础上结合尺度分离方法,对一次暴雨实例作了能量位涡诊断分析和平衡分析,发现暴雨区与能量位涡正中心相对应,与相当能量位涡负中心也对应。最后还讨论了各个因子对能量位涡的贡献,表明能量位涡能够反映出暴雨所必需的动力场和能量背景场条件,并与水汽通量散度结合对暴雨具有诊断意义。 相似文献
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位势涡度（ＰＶ）可近似当作随极涡移动的坐标，进而对由Ｎｉｍｂｕｓ７号臭氧总量测绘分光仪（ＴＯＭＳ）测量的全球臭氧数据进行分析。分析时段是在皮纳图博火山爆发以前，即由１９７８年１１月到１９９１年３月。ＴＯＭＳ资料重新用ＰＶ坐标作图，并计算多种变化趋势，由此可以表示冬季极涡内部和外围臭氧亏损的特点。这些分析结果显示出，无论在哪一半球极涡外围都有很大的臭氧亏损地区。再者，这些材料表明，北半球中纬度冬春季 相似文献
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多台风的相互作用和水平涡度与垂直涡度的关系 总被引：3，自引：2，他引：1
利用WRF模式较成功地模拟出2009年发生在西太平洋上的三个台风("天鹅"、"莫拉克"和"艾涛"),并在此基础上,对三个台风中的水平涡度、垂直涡度及它们的相互作用进行分析和诊断。结果发现,在这三个台风演变过程中,水平涡度与垂直涡度的合矢量有较固定的模式,在900 h Pa以下低层有水平涡度的辐合,900~800 h Pa左右有水平涡管的流出,800~700 h Pa有水平涡管的流入,当有多个风速中心存在时,在风速中心之下有水平涡管向台风中心辐合、之上有自中心向外的辐散。特别是在低层通过涡管形成的垂直环流相互作用,这种环流主要由自西向东、或自东向西的水平涡度矢量构成,其上升支有云和降水产生,多从左台风的东北部流向右台风的西南部。由完全涡度方程分析可见,在850 h Pa以下的最大风速中心附近有水平涡度向垂直涡度转化,其转化最剧烈的时期与台风的风速增长期一致,涡度平流的作用与之相反,起到减弱台风的作用。800~600 h Pa有垂直涡度向水平涡度转化,低层最大风速之上风速减小。 相似文献
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在本文中,利用运动方程在β平面条件下,求得了无辐散运动的局地势。从它推出了涡度守恒原理。也就是说,当局地势为最小时,运动是满足涡度守恒的。在文中,还对涡度方程的Lagrange函数、能量等问题作了简单的分析。 相似文献
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湿位涡和倾斜涡度发展 总被引：266，自引：22，他引：266
从完整的原始方程出发，在导出精确形式的湿位涡方程的基础上，证得绝热无摩擦的饱和湿空气具有湿位涡守恒的特性。并由此去研究湿斜压过程中涡旋垂直涡度的发展。结果表明，在湿等熵坐标中，涡旋的发展与对流稳定度的减少，等熵面上的辐合和潜热的释放有关。由于等熵位涡分析的应用受等熵面倾斜的限制，又进而发展了Ｚ坐标及Ｐ坐标中的倾斜涡度发展理论。指出无论是湿对称不稳定或对流不稳定大气，还是湿对称稳定或对流稳定大气，除对流稳定度的影响外，风的垂直切变的增加或水平湿斜压的增加均能因湿等熵面的倾斜而引起垂直涡度的增长。湿等熵面的倾斜越大，这种由干湿斜压性加强所引起的涡旋发展更激烈。在梅雨锋附近及其南侧暖湿区的北端，湿等熵面十分陡立，是涡旋发展及暴雨发生的重要地区。对１９９１年６月１２—１５日江淮流域暴雨过程的湿位涡分析表明，湿位涡分析，尤其是等压面上湿位涡量ＭＰＶ１和ＭＰＶ２的分析不仅在中高纬有效，在低纬度及低对流层也十分有效，是暴雨诊断和预报的有力工具。 相似文献
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大气中的位涡守恒和Rossby波的能量、波作用与拟能守恒 总被引：1，自引：0，他引：1
推导得到普遍形式的位涡度守恒方程，其条件是外源Ｇ和摩擦Ｆ组成的矢量散度为零，放松了位涡守恒的绝热无摩擦限制，对准地转位涡方程，利用ＷＫＢ近似，得到了层结可变情况下的ＲＯｓｓｂｙ波的能量、波作用和拟能守恒的条件，对于空间缓变的基本气流，它们分别是基本气流与空间坐标无关，基本气流与ｘ无关和基本气流是空间坐标的函数。最后还给出了地形存在情况下的Ｒｏｃｓｂｙ波的能量、波作用和拟能守恒的条件。 相似文献
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Three typhoons, Goni, Morakot and Etau which were generated in Western Pacific in
2009, are successfully simulated by the WRF model. The horizontal and vertical vorticity and
their interaction are analyzed and diagnosed by using the simulation results. It is shown that
their resultant vectors had a fixed pattern in the evolution process of the three typhoons:
The horizontal vorticity converged to the tropical cyclone (TC) center below 900 hPa level,
flowed out from it at around 900 to 800 hPa, and flowed in between 800 hPa and 700 hPa. If
multiple maximum wind speed centers showed up, the horizontal vorticity converged to the
center of the typhoon below the maximum wind speed center and diverged from the TC center
above the maximum wind speed center. At low levels, the three typhoons interacted with each
other through vertical circulation generated by the vortex tube. This circulation was mainly
generated by the eastward or westward horizontal vorticity vectors. Clouds and precipitation
were generated on the ascending branch of the vertical circulation. The vortex tubes often
flowed toward the southwest of the right TC from the northeast of the left TC. According to
the full vorticity equation, the horizontal vorticity converted into the vertical vorticity
near the maximum wind speed center below 850 hPa level, and the period of most intense
conversion was consistent with the intensification period of TC, while the vorticity advection
was against the intensification. The vertical vorticity converted into the horizontal
vorticity from 800 hPa to 600 hPa, and the wind speed decreased above the maximum wind speed
region at low levels. 相似文献
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In this paper,the local potential of nondivergent flow on beta plane is derived from the motion equa-tion.The conservation principle for vorticity is obtained when the local potential tends to be minimumwith the variational technique.Some other properties st,ch as Lagrangian of vorticity equation,energyetc.are also discussed briefly in the paper. 相似文献
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CONSERVATION OF MOIST POTENTIAL VORTICITY AND DOWN-SLIDING SLANTWISE VORTICITY DEVELOPMENT* 
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下载免费PDF全文 An accurate form of the moist potential vorticity(MPV) equation was deduced from a complete set of primitive equations.It was shown that motion in a saturated atmosphere without diabatic heating and friction conserves moist potential vorticity.This property was then used to investigate the development of vertical vorticity in moist baroclinic processes.Results show that in the framework of moist isentropic coordinate,vorticity development can result from reduction of convective stability,or convergence,or latent heat release at isentropic surfaces.However,the application of the usual analysis of moist isentropic potential vorticity is limited due to the declination of moist isentropic surfaces.and a theory of development based on z-coordinate and p-coordinate was then proposed.According to this theory,whether the atmosphere is moist-symmetrically stable or unstable,on convective stable or unstable,the reduction of convective stability,the increase of the vertical shear of horizontal wind or moist baroclinity may result in the increase of vertical vorticity,so long as the moist isentropic surface is slantwise.The larger the declination of the moist isentropic surface,the more vigorous the development of vertical vorticity.In a region with a monsoon front to the north and the warm and moist air to the south,or by the north of the front,the moist isentropes are very steep.The is the region most favorable for development of vorticities and formation of torrential rain.For a case of persistent torrential rain occurring in the middle and lower reaches of the Changjiang and Huaihe Rivers in June 11-15,1991,moist potential vorticity analysis,especially the isobaric analysis of its vertical and horizontal components,i.e.MPV1 and MPV2,respectively,is effective for identifying synoptic systems not only in middle and high latitudes,but also in low latitudes and in the lower troposphere.It can serve as a powerful tool for the diagnosis and prediction of torrential rain. 相似文献
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台风暴雨作为台风引起的最主要灾害之一,一直被人们关注。台风常被认为是对称结构,但从实际状况来看台风的非对称性非常明显,所以有必要研究斜压性涡度在台风中的表现。在高分辨率数值模拟的基础上,通过引入斜压涡度的概念,分析和总结了斜压涡度在2009年台风“莫拉克”暴雨过程中的表现。通过模拟与分析得到如下的结果:斜压涡度和MPV对比,可以看出在登陆前和登陆后,明显低层斜压涡度有更强的异常信号,围绕台风内核呈现正负正的位相特点;从沿着台风中心时间剖面可以看出,登陆前斜压涡度低层多为负正负的位相,并且随着时间的推移,斜压涡度有从大气的高层向台风的移动中心传递的趋势,即在台风即将到达时原先的正涡度被替换为负涡度,所以对其移动有一定指示意义;在台风“莫拉克”过台湾岛时,其斜压涡度表现为负涡度消失,在山地附近有正涡度生成,完成过岛,台风中心被替换;斜压涡度的异常值主要位于大气的低层时,一般会产生较强的降水。 相似文献
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鄂霍茨克海阻高发展过程的正斜压涡度和涡度拟能的演变特征 总被引：2，自引：0，他引：2
用正斜压分解法，对1998年发生在鄂霍茨克海的阻高进行涡度和涡度拟以分析，结果发现：在阻高的不同阶段，正压涡度和正压涡度拟能远大于斜压涡度和斜压涡度拟能且在不同的阶段有着不同的演变过程；在阻塞的酝酿阶段正压和斜压涡度和涡度拟能不稳定增长，且向西南传播；在维持阶段，正压和斜压涡度和涡度拟能的增长达到最大值，阻塞形势建立并维持在阻塞区域内；在消亡阶段，正压涡度和涡度拟能与斜压涡度拟能则呈现出不稳定减少，向东南传播，阻塞崩溃，然后又增长。 相似文献