青藏高原大气热源在高原低涡不同发展阶段中的作用

来源 :南京信息工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhaojunchao2003
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青藏高原(简称高原)低涡是在高原复杂地形、动力、热力作用以及大气环流的共同影响下形成的中尺度天气系统。高原低涡不仅是夏季高原地区主要的降水系统,在有利的环流背景下还能够增强并移出高原,引发高原下游地区的暴雨和强对流等灾害性天气。2013年7月19日至21日的一次高原低涡过程生命史较长,在高原上的活动时间长达56 h,并引发高原上的明显降水。低涡移出高原后向东北方向移动,维持时间近20 h,造成了西北地区出现大暴雨天气过程。本文选取此次低涡过程,并将其在高原的活动分为初生、发展及移出高原前三个阶段,利用ERA5逐小时再分析资料、FY-2E卫星云顶亮温逐小时数据和TRMM 3 h降水资料,分析此次低涡在不同阶段的相对涡度、降水等演变特征,重点关注高原大气热源在低涡不同发展阶段的作用,并利用WRF模式敏感性试验进一步验证热源对低涡的具体影响。结果表明:(1)此低涡生成于高原西部的辐合区内,在高原上呈现波动性增强的演变特征,移动速度随低涡的发展逐渐增快。初生阶段低涡强度弱且浅薄;发展阶段低涡最强盛;移出高原前阶段低涡最深厚。进一步分析表明200 h Pa高空急流对低涡的移向有指示作用,低涡移出前位于高空急流入口区南侧。(2)位势涡度倾向方程的诊断分析表明,非绝热加热项是引起位涡增强的主要因子,对低涡的形成有重要的正贡献。其中非绝热加热的垂直梯度是造成低涡增强发展的主要因素,即非绝热加热极值所在高度的下(上)方有正(负)位涡制造,这加强了低层的气旋和高层的反气旋,有利于低涡发展。与非绝热加热项相比,位涡平流项对局地位涡变化的贡献较小。(3)凝结潜热、地面感热加热在低涡不同发展阶段中作用有所不同:初生阶段低涡的发展与地表偏暖关系密切,这归因于地面感热加热的作用;而低涡的后续发展则主要依赖于中层的大气加热,上升运动对水汽的垂直输送是其主要贡献项,即此时热源主要是低涡降水释放的凝结潜热,可见凝结潜热加热有利于低涡的增强发展。(4)WRF数值模拟能较好地重现此次高原低涡的演变特征,模拟结果表明凝结潜热能够加强发展阶段及移出高原前阶段低涡的强度、伸展高度和东移速度,而地面加热对低涡的形成有重要的作用,与资料诊断结果一致。
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