長生命史冷渦影響下天津持續(xù)多次的強對流天氣的環(huán)流背景及個例模擬試驗.pdf

1、強對流降水是天津地區(qū)重要的災(zāi)害性天氣,為了研究該類天氣發(fā)生發(fā)展的動力學(xué)、熱力學(xué)機制,本文首先利用NCEP再分析資料和Micaps的常規(guī)資料對2008年6月22日—7月1日發(fā)生在天津地區(qū)的強對流降水過程進行了初步分析,結(jié)果表明：⑴蒙古冷渦穩(wěn)定維持并不斷分裂冷空氣南下,使天津形成了上冷下暖的不穩(wěn)定層結(jié),觸發(fā)了強對流天氣的發(fā)生。⑵高低空急流相互耦合,激發(fā)了次級環(huán)流,提供了有利的水汽和上升運動條件,非常有利于強對流降水的發(fā)生和持續(xù),同時,高低空

2、存在較強的垂直切變,也促進了強降水的發(fā)生發(fā)展。⑶天津地區(qū)強降水一般都伴隨著垂直上升運動的發(fā)生發(fā)展。垂直上升運動發(fā)生在渦度場由負值轉(zhuǎn)向正值,以及散度場為高層輻散區(qū),低層輻合區(qū)的情況下。⑷在強對流頻發(fā)的9天里,水汽借助中心位于膠東半島的反氣旋西北側(cè)的西南氣流源源不斷地向天津地區(qū)輸送；⑸天津9天平均處于高溫高濕狀態(tài),為強對流天氣的發(fā)生積累了足夠的能量。伴隨著冷渦后部不斷分裂冷空氣南下,觸發(fā)了多次強對流天氣的發(fā)生。⑹溫度平流和V分量(即南北風(fēng)分

3、量)可以較好地反映中高層冷空氣侵入的情況,通過分析,此9天對流性天氣與冷渦分裂的冷空氣有直接關(guān)系。
　　 本文運用WRF中尺度數(shù)值模式對6月25日那次過程進行了數(shù)值模擬,在模擬結(jié)果與實況基本吻合的情況下,利用模式輸出的時空分辨率較高的資料,分析了此次強對流天氣過程的特征,并對其發(fā)生和發(fā)展的條件、演變規(guī)律及動力機制做出了解釋,模擬的結(jié)果表明：①在強降水發(fā)生時刻,低空西南干暖急流與北方的濕冷氣流相遇形成露點鋒,為此次強對流天氣過程提

4、供了一個很有利的觸發(fā)條件,它的分布特征對強對流云團以及暴雨的發(fā)生區(qū)域起著至關(guān)重要的作用。②不穩(wěn)定能量的累積和釋放,在此次強對流降水的發(fā)生發(fā)展過程中起到了非常重要的作用。③螺旋度對強降水落區(qū)有較強的預(yù)報能力,分析同時顯示螺旋度對1小時內(nèi)的降水預(yù)報有一定的指示意義。④對濕Q矢量的分析表明,700 hPa濕Q矢量散度場輻合區(qū)的存在、位置及強度與強對流降水的產(chǎn)生、落區(qū)及強度具有較好的對應(yīng)關(guān)系；非地轉(zhuǎn)濕Q矢量分量的垂直分布揭示了次級環(huán)流的方向和強

5、弱,強對流降水位于次級環(huán)流的上升支附近。⑤此次強降水區(qū)的移動和發(fā)展與高低層等熵面的位渦和流場密切相關(guān),在垂直方向上,天津北部地區(qū)代表冷空氣的正位渦異常區(qū)由對流層高層向南向下侵入,使天津中部地區(qū)中低層發(fā)生正位渦異常,然后在垂直方向上伸展,從而,正位渦異常與上升運動形成正反饋,促進強降水的發(fā)展。⑥濕位渦是表征大氣穩(wěn)定度的一個很好的物理量,MPV在降水對應(yīng)的各個時次始終維持著低層為負值,對應(yīng)著不穩(wěn)定區(qū)；高層為正值,對應(yīng)著穩(wěn)定區(qū)的分布。通過對M