Q矢量旋度：一个与暴雨相关的新诊断量          下载免费PDF全文

杨帅  王东海 《大气和海洋科学快报》2008,1(1):36-39

As a powerful tool to diagnose vertical motion, frontogenesis, and secondary circulation, the Q vector and its divergence are widely used. However, little attention has been given to the curl of Q vector. In this paper, a new set of analyses combining the divergence of the Q vector (DQ) with the vertical component of the curl of the Q vector (VQ) is applied to a Northeastern cold vortex rainfall case. From the derivation, it was found that the expressions of the Q vectors and their divergences in saturated moist flow (DQm) differ from those of dry and unsaturated moist atmosphere (DQ), while the VQs of various background flows are exactly the same, which largely simplified the analyses. This case study showed that, compared with the DQ, not only can the DQm diagnose precipitation more effectively, but the VQ may also be indicative of precipitation (especially for heavy rainfall and strong convection) because of its direct, close relationship with ageostrophic motion. Thus, the VQ may be computed and analyzed with ease, and may serve as a useful tool for analyses of precipitation and strong convective systems. Citation: Yang, S., and D. H. Wang, 2008: The curl of Q vector: a new diagnostic parameter associated with heavy rainfall, Atmos. Oceanic Sci. Lett., 1, 36-39  相似文献   

2008年1月中国南方低温雨雪冰冻天气特征及其天气动力学成因的初步分析   总被引：80，自引：11，他引：69  

王东海  柳崇健  刘英  魏凤英  赵南  姜智娜  李英  陈菊英  王亚非  施晓晖  徐祥德 《气象学报》2008,66(3):405-422

在欧亚大陆中高纬度长期维持阻塞形势的背景下,2008年1月11日至2月2日中国南方连续经历了4 次低温雨雪冰冻天气过程(简称"0801南方雪灾").这次强天气事件过程范围广、强度大、持续时间长且灾害极为严重.其天气学特征表现为中高纬阻塞形势稳定少变,低纬系统活跃确保水汽输送,以及南方部分地区满足冰雪风暴形成的有利天气条件等.研究表明,导致大气环流异常从而促使这次低温雨雪冰冻强天气事件出现的主要因素包括:(1)北极涛动(AO)的异常活跃,有利于行星尺度波动的稳定维持;(2)阻塞上游50°N区域有极强的负涡度平流持续输送到阻塞区,使濒临崩溃的阻塞形势得以重新加强,从而使阻塞形势长时间稳定维持;(3)青藏高原以南低纬地区南支气流活跃,确保中国南方充沛的水汽来源;以及(4)长期存在有利于冰雪风暴生成发展的天气-动力-物理学条件等."0801南方雪灾"事件一个突出的特征就是冰冻现象极为严重.文中借助新型卫星CloudSat的星载云廓线雷达(CPR)资料对这次事件中典型云系进行天气-动力-物理学分析,揭示出西南暖湿气流沿锋面爬升,形成界限分明上下交替的两个冷暖气团,冷气团较浅薄;在2-4 km高度存在一个融化层,冰水不仅存在融化层之上,在近地面层亦含有丰富的冰粒子.结合常规观测资料分析发现,在此期间中国南方大部地区中层(大约在850-700 hPa)存在温度大约在0-4 ℃的逆温层,地面气温大致维持在-4-0 ℃且相对湿度在90%以上,分析表明,此次大范围冰冻灾害天气是由于冻结、凝华和冰雾粒子的附着增长等物理过程共同作用的结果."0801南方雪灾"事件持续时间较长,事件本身作为一个整体其成因可追溯到行星尺度系统.研究极涡异常及其随时间变化的结果表明,平流层极涡变化比对流层的超前,尤其是该事件前期平流层极涡进入12月后就趋于加强,而对流层的极涡加强则明显滞后,并且直到1月中至2月初才快速加强;这意味着平流层蕴含着对流层极涡变化及伴随的强天气事件的先期信号,这可能是中长期预报的一个值得深入研究的方向.  相似文献   

2009年冬季华北初雪对流层低层风场及 大气层结特征   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

夏茹娣  王东海  张立生 《气候与环境研究》2013,18(1):87-100

对2009年冬季我同华北一次回流初雪天气进行了数值模拟和诊断分析,重点研究了与回流相关的对流层低层风场的动力热力作用以及大气层结特征.结果表明:初雪是存高空低压槽、低空回流切变线以及地面倒槽锋生的共同影响下产生的,降雪区域随着影响系统向东南方向移动而移动;对降雪起到重要动力作用的偏东风回流主要出现在850 hPa及以下层次,其发展一方面与偏西气流形成低空风场辐合线,有利于气流的上升运动,一方面在地形的共同作用下,形成偏南风;偏南风的形成有利于暖空气向降雪区域输送,而暖平流与强冷空气相遇引起了锋生;偏东风回流除了起到重要的动力作用外,热力作用也很明显,其对降雪区域的水汽辐合起到了主要作用;在降雪发生时,对流层低层有明显的降温过程,大气边界层温度降到了0℃以下,850 hPa温度降至-5℃左右,该结果表明冬季关注数值模式模拟的对流层低层温度层结特征,将有助于对降水性质做出更准确的预报.  相似文献   

南海暖季天气系统与中尺度对流过程研究进展     

王东海  曾智琳  张春燕  杨帅  梁必骐 《大气科学》2022,46(2):419-439

本文总结了近几十年来暖季(5～10月)南海热带天气系统及中尺度对流过程的相关研究进展.聚焦暖季南海中尺度对流过程,概述性回顾了与南海中尺度对流过程相关的热带大气环流和夏季风的基本特征,影响南海中尺度对流发生、发展的重要天气系统,并着重归纳了南海中尺度对流系统的活动规律、结构特征与形成机理.在此基础上,探讨了当前及未来南...  相似文献   

2008年春夏华南地区MCS时空分布和活动特征分析     

李佳颖  沈新勇  王东海  李俊 《热带气象学报》2015,31(4):475-485

利用2008年3—8月FY2号地球静止卫星逐小时红外亮温(TBB)资料对我国华南地区春夏中尺度对流系统(MCS)的分布和活动特征进行了统计分析,并采用动态合成分析方法,讨论MCS初生前、初生、成熟和消亡四个阶段的大尺度环境场特征。研究发现:(1) 两广沿海地区和海南岛北部是两个主要MCS活跃区,从两广沿海往北,随纬度增加和深入内陆MCS发生频率降低;(2) MCS活动分布具有明显的月际变化特征,3—6月对流活动逐渐增强并北扩,6月对流活动最活跃,之后又逐渐减弱南退;(3) 华南地区MCS日变化呈现双峰分布,午后到傍晚前是MCS全天发生的最高峰,傍晚前后MCS达到成熟高峰,MCS消亡高峰则出现在傍晚到晚上,另外清晨有一个MCS发生、成熟、消亡的次高峰;(4) MCS平均生命史为4.7 h,3～7 h的MCS占总数的90%,平均移速为25 km/h,以向东移动为主,向南和向西次之;(5) 华南MCS发生的大尺度环境场特征主要表现为:对流层高层,MCS被南亚高压东部的反气旋环流控制,云团北侧存在西风急流,造成较强的风切变;中层,MCS形成于副热带高压西北侧的西风槽上,云团内部出现局部中性层结;低层则有西南急流将水汽输送至华南,急流左侧(对应MCS发生处)形成低涡,水汽易在此大量堆积。   相似文献   

济南泉域岩溶地下水水质变化分析   总被引：17，自引：7，他引：10  

李大秋  高焰  王志国  王东海 《中国岩溶》2002,21(3):202-205

济南泉域岩溶地下水水质变化研究认为,随着经济的发展和人类活动的增强,水体的总硬度、SO42-、Cl- 和NO-3等指标均呈上升趋势,且近期离子浓度升高的速率加快。从泉域间接补给区到直接补给区再到排泄区,地下水污染逐步加重,水质逐渐变差。   相似文献   

单双参云微物理方案对华南暴雨的模拟对比分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

王洪  尹金方  王东海 《高原气象》2014,(5)

选取中尺度模式WRF中10种微物理参数化方案,将它们分为单参和双参两组,分别评估了两组微物理参数化方案对2011年10月13-14日一次华南局地特大暴雨过程的降水模拟。结果表明:(1)两组方案均能较好的模拟出这次暴雨过程,当水平分辨率为36,12和4 km时,大暴雨的平均TS评分分别为0.06,0.06和0.13;(2)就此次局地特大暴雨的模拟而言,不同双参方案之间的预报结果差异较大,而单参方案之间的预报结果差异不明显;(3)双参方案中同时预报粒子比质量和数浓度,但两者之间缺乏有效的物理约束,使粒子谱的演变不确定性增大,从而导致对降水预报的差异也较大。  相似文献   

探空观测的边界层高度时空变化特征   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

梁智豪  王东海  梁钊明 《应用气象学报》2020,31(4):447-459

基于2010—2018年我国119个站点L波段探空秒级资料,通过对位温廓线法所得边界层高度进行Kmeans聚类,将我国分为青藏地区、西北地区、中部地区和东部地区4个分区,分析我国边界层高度及边界层状态（对流、中性和稳定边界层）发生频率的变化特征。结果表明:2010—2018年08:00我国年平均边界层高度均为200~600 m,以稳定边界层为主,20:00年平均边界层高度从青藏地区、西北地区、中部地区到东部地区逐渐减小,其中青藏地区和西北地区全年以对流和中性边界层状态为主,中部地区和东部地区以中性边界层为主;4个分区的月平均边界层高度在08:00逐月变化不明显,且各分区间差异不大,而4个分区20:00月平均边界层高度随时间呈单峰结构,最大值出现在春夏季,最小值出现在秋冬季,从青藏地区、西北地区、中部地区到东部地区变化幅度逐渐减小;青藏地区、西北地区和中部地区的边界层高度日变化幅度春夏季大、秋冬季小,而东部地区边界层高度日变化在不同季节特征相近。  相似文献   

2018年8月华南超历史极值降水事件的观测分析与机理研究     

曾智琳  谌芸  王东海 《大气科学》2020,44(4):695-715

2018年8月30~31日一条超长生命期的中尺度线状对流（线状β-MCS）引发了华南沿海一次极端降水事件[1056.7 mm（24 h）?1],刷新广东省24小时雨量历史纪录,造成严重洪涝并引起社会极大关注。文章采用多源观测资料与NCEP/NCAR_FNL分析资料,首先从观测分析角度提炼该次过程的降水特点与卫星、雷达的基本演变特征,然后分析了极端降水的天气尺度背景与中尺度环境条件,最后从中尺度大气动力学角度探讨超长生命期线状β-MCS的触发演变与海陆边界风向旋转维持的关系,并揭示线状对流组织与维持的可能物理机制。结果表明:季风低压作为稳定的天气尺度背景,大气层结表现为深厚暖湿与持续不稳定,季风云团北推上岸造成华南沿海大范围暴雨,一条超长生命期、准静止、低顶高、低质心并具备后向传播特征的线状β-MCS造成高潭持续性强降雨,降水强度大、持续时间极长是累积雨量破纪录的主要原因。对流触发及线状β-MCS组织发展与地面风场有密切关系,海陆边界风向旋转率方程定性分析发现地面风场受多尺度调节影响,季风低压的天气尺度项、局地地形摩擦项与中尺度气压梯度项对地面风场协同形成的反向强迫及平衡机制,是偏南气流长时间维持的关键。斜坡地形与黄江河谷一侧偏南气流增强并建立“暖脊”,致使山脉一侧冷池出流边界无法向南扩展,形成强烈的水平温度梯度,基于中尺度动力学方程定量诊断表明β-MCS的线状组织过程及对流维持的动力机制来源于局地垂直风切变,这种局地垂直风切变有别于环境垂直风切变,其显著增强是对地面强烈纬向水平温度梯度响应的结果。  相似文献   

一次冷涡发展阶段大暴雨过程的中尺度对流系统研究   总被引：7，自引：0，他引：7  

钟水新  王东海  张人禾  刘英 《高原气象》2013,32(2)

利用2009年东北暴雨试验资料、常规气象观测资料、自动站资料、FY-2C卫星资料和NCEP再分析资料,对2009年6月19日东北地区一次短时强降水过程的天气尺度环流特征、中尺度对流系统(MCS)环境场及其触发机制进行了分析,概括了此次冷涡发展阶段暴雨过程的三维概念模型.结果表明,此次强降水系统主要发生在东北冷涡的发展阶段,造成强对流天气的系统尺度较小、突发性强,具有明显的β-γ中尺度对流系统的特点.高温高湿及位势不稳定层结、低层的湿舌北伸及中层干冷空气的侵入,为MCS的发生、发展提供了非常有利的环境条件.位于高空西风急流出口区北侧和偏东北大风中心入口区南侧的暴雨区上层有强的高空辐散,与辐合区南侧的低空急流前部相互耦合,使得暴雨区上升气流增强;高空急流出口区南侧的偏南风低空急流加强了风暴的人流强度,为风暴提供了有利的风场环境和水汽条件.暴雨区西南侧中低层存在干空气侵入,使中低层干冷空气迅速向对流风暴发生区输送,形成逆温层.在强对流爆发前,中低层的逆温层与上层的干层分开,使风暴发展所需的不稳定能量得以累积,冷涡系统东移引导低层偏西北气流南下,增强了地面流场的辐合,是触发初始对流的关键因素.  相似文献