高低空位涡扰动、非绝热加热与气旋的发生发展

从湿位涡的扰动量出发,来分析气旋发展过程中高低空位涡的变化,结果表明:低层位涡扰动先于气旋并孤立于高层位涡扰动而存在,在气旋发生过程中,低层正值位涡扰动发展上伸,与高层下传的位涡相接,形成一条正值位涡扰动柱,而湿位涡扰动柱的形成正是气旋发生的重要标志。江南暴雨期的非绝热加热主要由降水产生的凝结潜热造成,最大加热层的出现,是低层位涡扰动产生和向上发展的一个重要原因,对气旋的发展起着促进作用。

扰动位涡倾向方程在两类中尺度低压演变分析中的应用

为研究暴雨过程中尺度低压系统的演变,推导出非守恒条件下的位涡方程并简化得出中尺度扰动位涡倾向方程,以广西一次特大暴雨过程为例,验证方程在分析中尺度系统发展演变中的有效性和可操作性,并分析了暴雨过程中两类中低压的不同演变因子。结果表明:(1)中尺度扰动位涡大值中心的演变对中尺度低压系统的发展演变具有较好的指示意义;(2)推导出的包含非绝热加热作用项的中尺度扰动位涡倾向方程,可用来揭示凝结加热潜热对中尺度低压系统发展演变的作用;(3)利用中尺度扰动位涡倾向方程定量分析凝结加热的贡献,是区分引发降水的中尺度系统和降水过程中凝结加热强迫出的中尺度系统的方法,对研究凝结加热和不同类型中尺度系统之间的相互作用具有重要意义。

夏季梅雨期一次强江淮气旋位涡反演分析

在位涡框架下,利用位涡反演方法对2003年夏季梅雨期间沿梅雨锋东移的一次强江淮气旋发展过程进行了诊断分析。结果表明:高层强迫对低层气旋环流强度的贡献主要是通过增强中低层气旋上游的北风和下游的南风,促使气旋上下游高压脊发展,为气旋发展提供了一种有利的背景场,并在低层气旋达到成熟阶段以后增强其气旋性涡度。中低层的扰动自始至终都对低层气旋环流的发展起着十分重要的作用,它主要是通过先增强低层气旋中心东侧的南风促使气旋发展,并对高层气旋形成也起了一定的作用。底层热力异常对低层气旋环流的发展一直起反作用,阻碍其增强。进一步分析干湿空气的作用表明,不论是对低层气旋中心的位势高度降低或地面气压减压还是对低层气旋环流强度的增强,都是中低层饱和湿空气起主要作用。

引发暴雨的低涡发生发展机制分析

应用位涡理论对2013年5月25-26日发生在我国中东部大范围的低涡暴雨过程进行分析,结果表明:位涡的引进可以追踪高层扰动,可以根据扰动位涡的变化来判断系统的发展,这为分析高层扰动提供了方便;高层位涡异常使其下方的气旋性涡度加强并向低层发展形成气旋性涡柱,涡柱移动到西南涡上空时使其东移发展,当气旋性环流作用到静止锋上锋生形成江淮气旋;西南涡发展与气旋的生成加剧了低层辐合而产生强降雨,强降雨出现在低层扰动湿位涡负中心移动方的前侧,负值越大降水越强,强降雨释放凝结潜热使位涡和气旋性涡柱爆发性增长。

2003年夏季梅雨期强弱江淮气旋成因对比分析

在位涡框架下,利用位涡反演方法,对2003年夏季梅雨期间沿梅雨锋东移的一次弱江淮气旋的形成和维持过程进行了分析,并与强气旋的结果进行了对比。结果表明:对流层中高层的扰动在低层气旋中心位势高度降低或地面低压减压中起主要作用,而中低层的扰动起反作用,低层热力异常呈现一个弱的周期性作用。但在强江淮气旋的形成和发展过程中,中高层强迫对低层气旋发展期间的加深或地面低压的减压几乎没有贡献,中低层的非绝热加热是低层气旋加深或地面低压下降的主要贡献者。

位涡守恒原理在中尺度低涡降水中的应用研究

基于Hoskins位涡理论思想从等压面位涡守恒和湿等熵位涡守恒的角度来研究对流层高层位涡扰动对低层西南涡的发生发展影响 ,发现对流层高层位涡扰动是影响西南涡发生发展的重要因素 ,它对西南涡的影响表现出它有向南向下倾斜伸展的特点 .高层湿等熵位涡面下滑的高度及风场的辐合强度与低层西南涡的发生发展有很好的对应关系 ,应用位涡守恒原理能较好解释中尺度低涡发生发展成因 .

台风“莫拉克”登陆前后的动力诊断分析

利用NCEP 0.5°×0.5°每日4次的全球预报场分析资料GFS(Global Forecast System)、日本MTSAT静止红外卫星云图,对2009年第8号台风"莫拉克"在台湾登陆前后的演变特征进行了动力学诊断分析。结果表明:(1)由于近台风中心附近对流层中低层存在切向风大值区中心,使得水平位涡通量散度项在其内侧分布密集。(2)近台风中心低层的负水平位涡通量散度项指向正水平位涡通量散度项,可以很好地示踪台风在海上的移动。(3)p坐标系下的负垂直位涡通量散度密集区可作为分析台风移动的一个重要参考指标。通过涡度方程讨论了决定台风对流层中低层气旋性涡度变化的主要因子,指出南海、华南沿海地区夏季西南气流与台风的耦合对台风结构、路径产生了重要的影响。

梅雨锋上气旋发展的反演诊断

本文采用位涡反演诊断模式，对梅雨锋上气旋的发生，发展机制进行分析研究，利用扰动位涡，反演出气旋发生，发展阶段的扰动位热场，扰动流函数，结果表明，梅雨锋气旋发展阶段，500hPa以上的高层槽脊系统对中低层气旋的发展没有直接贡献，850hPa以下的低层系统（低层锋区），能够反演出气旋及其周围系统的发展，但强度较弱，气旋区，中层位涡扰动与总位涡扰动所反演的结果的基本一致，即中层系统对梅雨锋气旋的发展起到主要作用，气旋发生阶段，850hPa 以下的低层系统对中低层气旋的加强起主要作用。

我国南方冬季暴雪期间高空槽的发展变化个例研究

选取我国南方4次暴雪过程,利用欧洲中期天气预报中心ERA-Interim再分析资料,从准地转涡度方程出发,推导出扰动位涡拟能方程,从波动的角度研究暴雪期间高空槽的发展。结果表明,高空槽的出现对暴雪的发生发展极为重要,波流相互作用对高空槽的移动具有明显影响,槽底和槽前分别出现正效应和负效应,使得槽底出现正变高,槽前出现负变高,从而使得槽向东移动或者横槽转竖,有利于冷空气向南爆发和我国南方暴雪的产生。