一次华北强对流风暴的中尺度特征分析

利用非静力平衡模式(MM5v3.5)对2001年8月23日影响华北地区的一次强对流风暴成功模拟的基础上,对其中的中尺度重力波系(MGWs)特征进行分析,并与美国中东部地区MGWs进行比较。结果表明:这次MGWs波长约为100～120km,相速约为21～28m·s-1,伴随对流风暴的发展维持时间超过6h。太行山地形强迫和对流是产生MGWs的重要机制,虽然大气层结并不经常具有波导机制,但在地形强迫、对流和切变气流提供波动能量情况下,低层MGWs仍可维持较长时间。太行山触发的华北MGWs与美国西部高原引发的中东部地区MGWs具有相似的地形作用特征。在对流初始发生和对流单体合并阶段,对流和MGWs构成一个类似正反馈机制的耦合系统,waveCISK机制可能发挥着重要作用;成熟阶段的对流风暴,由于中高层潜热释放和湿下沉气流加强,波动传播加快,引起MGWs和对流风暴分离并减弱。MGWs在触发新雷暴,并将其组织成带状对流系统过程中可发挥一定作用。上述现象较好地验证了MGWs的概念模型以及对流与重力波相互作用的理论。

山东04.28强飑线过程重力波结构的分析

利用卫星、雷达及山东省中尺度自动站网获取的多种观测资料分析了2006年4月28日主要发生在山东境内的一次飑线（squall line）过程。利用PSU／NCAR中尺度大气非静力模式MM5对这次飑线过程进行了数值模拟分析。分析结果表明，高空冷槽叠加在低空暖空气上，形成上冷下暖的大气热力层结，积累了大量的对流有效位能。由于太行山地形影响而产生的下坡风与地面低压槽前的西南暖湿气流相汇合，形成中尺度辐合线，触发了不稳定能量的释放，产生对流并由中尺度辐合线组成飑线。用小波分析的方法对数值模拟的结果进行连续小波变换，对变换后的结果进行分析表明：太行山的背风波是此次过程的激发机制之一，并且在这次过程中有明显的中尺度重力波结构，其主要波长约为50—100km，波包传播速度为14．28m／s，但50km波相速略大于100km波。