一次爆发性气旋的发展与湿位涡关系的研究

通过对一次陆地爆发性气旋的数值模拟与湿位涡的诊断分析发现 ,气旋的爆发与湿位涡的平流关系密切 ,气旋的发展并不是在湿位涡中心位于气旋上空时才开始 ,而是当湿位涡中心位于气旋的后部 ,并在 2 0 0 h Pa以下有明显的倒圆锥形下伸区时 ,才有利于气旋的发展。当湿位涡中心位于气旋上空时 ,气旋发展开始减慢。湿位涡局地变化的大小与水平方向位涡梯度的大小有关。湿斜压位涡负值区的上下贯通与气旋发展也有明显的关系。

“7.21”北京特大暴雨的湿位涡诊断分析

为了探讨湿位涡场的特征与北京"7.21"暴雨关系,利用NCEP/NCAR再分析资料集,对"7.21"北京特大暴雨过程进行湿位涡诊断分析。结果表明:对流层中高层的MPV1高值中心的冷空气叠加在对流层中低层负的MPV1之上,对北京上空位势不稳定能量的储存和释放十分有利,为北京暴雨的发展提供了有利的条件。北京强降水与MPV1的负值中心和MPV1的密集带密切相关。北京强降水期间与MPV2正值区相对应,其降水区的移动方向与MPV2正值中心的移动方向一致,而负MPV2的向下伸展程度,可能与北京降水强度也密切相关。MPV2的负值区走向还与锋面走向非常一致。暴雨区大气不稳定形成的机制是高低空系统的耦合配置下,暖湿空气的上升运动触发了对流层低层暴雨区对流不稳定能量释放,使得上升运动得到加强,虽在对流层中高层为大气对流稳定层结,却满足条件对称不稳定层结,从而使气流继续倾斜上升到对流层上层,维持了北京强降水的发生。

豫北一次雷雨大风过程的干湿能量位涡数值分析

从大气基本运动方程及大气总能量概念出发，以2013年8月1日02时前后河南西北部的一次典型雷雨大风天气为例，利用NCEP资料对本次强雷暴大风天气过程进行分析，将干能量位涡与湿能量位涡的表达式及守恒性确定后，分析干湿能量位涡的耦合性在雷暴发生时所表现的特征。通过分析发现，干能量位涡的崩溃与湿能量位涡的正斜压项耦合性可以较好地预示雷雨大风天气，中高空干能量位涡在增强后的崩溃，有利于雷雨大风天气发生，低层湿能量位涡的不稳定正压与斜压系统耦合时，预示该区域将有雷雨大风发生。

湿位涡及其不可渗透性在江淮流域一次暴雨过程中的应用

为了对暴雨天气进行更准确地分析和提前预报,结合常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料,利用湿位涡正压项（MPV1）、斜压项（MPV2）及其不可渗透性原理,分析了2011年6月13日～15日发生在中国长江流域的一次暴雨过程.研究结果表明：暴雨区邻近850hPa上MPV1的零线,即正值与负值的过渡区,这对暴雨落区有指示作用.且湿位涡在850hPa上满足MPV1＜0同时MPV2＞0的条件,这种配置有利于强降水的产生,因此可作为预报暴雨的一个有效辅助工具.在850hPa上,湿位涡高值区与地面降水落区对应良好,根据湿位涡不可渗透性原理,若将MPV异常高值区与等θe线结合起来,能在长江流域的暴雨预报中起到良好的指示作用.

热力适应、过流、频散和副高 I.热力适应和过流

利用位涡性质 ,讨论了因非绝热加热导致的大气动力特征的变化 ,阐明了大气动力过程向外加热强迫适应的原理。证明在热力适应过程中 ,沿着加热区的侧边界斜压位涡为负 ,且大于正压位涡 ,那里的大气出现对称不稳定。在加热区的上空尽管非绝热加热为零 ,仍然存在上升、辐散、反气旋环流及冷中心 ,证明这是由于“过流”引起的。通过总位涡的收支分析证明 ,由于边界层的摩擦作用 ,加热区上空多余的负位涡向外排放而成为大气中负涡度的源地。