干侵入對一次東北冷渦暴雨發(fā)生發(fā)展作用的研究.pdf

1、本文利用NCEP/NCAR1°×1°再分析資料，F(xiàn)Y-2C衛(wèi)星資料及常規(guī)氣象觀測資料，對2006年7月20-24日發(fā)生在我國東北地區(qū)的冷渦暴雨過程進(jìn)行分析，將干侵入問題與東北冷渦暴雨的發(fā)生發(fā)展聯(lián)系起來，揭示干侵入對東北冷渦暴雨發(fā)生發(fā)展的作用機(jī)制，為東北冷渦暴雨的預(yù)報提供理論依據(jù)。論文主要包括四部分內(nèi)容：
　　 首先，對東北冷渦暴雨個例進(jìn)行初步探討，主要分析其產(chǎn)生的天氣背景、降水特征、發(fā)生發(fā)展過程以及垂直結(jié)構(gòu)變化。指出：此次東北冷

2、渦過程在21日12UTC前后經(jīng)歷了一次明顯的生消變化，即形成于黑龍江省西部舊冷渦的消亡和黑龍江省北部一個新冷渦的生成。為此，這里將整個冷渦過程分為兩個部分，即19日12UTC-21日12UTC出現(xiàn)的冷渦稱為舊冷渦，21日12UTC-24日12UTC出現(xiàn)的冷渦稱為新冷渦。
　　 其次，對此次東北冷渦暴雨過程中干侵入作用進(jìn)行了較為詳細(xì)的診斷分析，說明了干侵入的分布演變特征，揭示了干侵入對東北冷渦暴雨的影響過程及作用、干侵入與強(qiáng)降水的

3、配置關(guān)系。結(jié)果表明，此次東北冷渦暴雨過程中干侵入特征明顯。等熵面上各物理量場的演變較好地反映出冷渦過程中干侵入的活動特征及其對冷渦的作用。若用高位渦和低濕的重疊區(qū)表示干侵入?yún)^(qū)，降水落區(qū)主要位于干侵入逆時針上翹點(diǎn)的前部，也即是降水分布于干侵入?yún)^(qū)前沿且對應(yīng)于濕度場上的高濕區(qū)內(nèi)。
　　 另外，利用中尺度WRF模式對此次東北冷渦暴雨過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，并進(jìn)行溫度和風(fēng)場敏感性試驗(yàn)，進(jìn)一步揭示了干侵入對東北冷渦暴雨的影響?？刂圃囼?yàn)結(jié)果與實(shí)況

4、比較一致，能夠大致反應(yīng)出東北冷渦的基本特征，可用其作為與敏感性試驗(yàn)對比分析的基礎(chǔ)。溫度敏感性試驗(yàn)與控制試驗(yàn)結(jié)果對比分析表明，由于冷空氣的增強(qiáng)，促使冷渦中心上空干區(qū)內(nèi)的相對濕度減小、渦度增大。同時，冷渦中心西側(cè)的北風(fēng)增強(qiáng)，從而促進(jìn)冷渦的發(fā)生發(fā)展，降水也隨之增大。而暖空氣的加入，情況剛好相反。對風(fēng)場敏感性試驗(yàn)與控制試驗(yàn)結(jié)果對比分析表明，干侵入氣流的增強(qiáng)，可使侵入的空氣變得更加干冷，有利冷渦加強(qiáng)發(fā)展，降水增幅。
　　 最后，通過對干侵

5、入強(qiáng)度指數(shù)方程及位渦變化方程中各項(xiàng)進(jìn)行對比分析，說明方程中各項(xiàng)作用以及對東北冷渦發(fā)生發(fā)展的貢獻(xiàn)，揭示干侵入對冷渦暴雨的機(jī)理。由于干冷空氣的侵入，在冷渦上空出現(xiàn)“上干冷、下暖濕”的對流不穩(wěn)定層結(jié)，為冷渦的增強(qiáng)創(chuàng)造了有利的條件。干侵入強(qiáng)度指數(shù)大值區(qū)位于對流層高層，且冷渦強(qiáng)度隨干侵入強(qiáng)度的增強(qiáng)而增強(qiáng)。同時，冷平流作用不可忽視，其對干侵入強(qiáng)度指數(shù)的變化起主要作用。高空急流入口區(qū)北側(cè)產(chǎn)生的下沉運(yùn)動對對流層高層的低濕、高位渦的干冷空氣起到了動力下傳

6、的作用。由位渦收支水平分布可知，在低層?xùn)|北冷渦的發(fā)展過程中，非絕熱加熱率、水平平流位渦趨勢以及非平流的位渦趨勢對低層位渦的增強(qiáng)做正的貢獻(xiàn)，有利于低層冷渦的發(fā)展。而垂直平流位渦趨勢剛好相反。對位渦收支的垂直分布分析表明，水平平流位渦主要是在對流層低層和高層對位渦發(fā)展有正的貢獻(xiàn)；而垂直平流位渦是在中層使位渦增強(qiáng)；非平流引起的位渦變化主要是在低層；由平流和非平流引起的總位渦趨勢增大，促使冷渦加強(qiáng)發(fā)展。
　　 論文結(jié)尾提出了干侵入對東北