弱垂直风切变条件下台前飑线特征及影响机制探讨

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台前飑线是能够造成强烈天气的中小尺度天气系统,具有持续时间短、天气剧烈变化和破坏性强等特点,对台前飑线的发生、发展和维持等相关特征进行研究具有重要的科学意义和应用价值。前人研究表明,台前飑线产生和发展于明显弱于中纬度飑线的垂直风切变环境中,论文以2014年7月18日09号超强台风“威马逊”影响期间,发生在湘赣地区的一次典型台前飑线过程为例,利用实况观测资料、数值模拟、敏感性试验等,对弱垂直切变条件下台前飑线的发生环境条件、不同发展阶段的热力动力特征、垂直风切对台前飑线影响动力机制等问题进行了讨论。取得的主要结论为:  (1)诊断分析表明,本次台前飑线中、低层的垂直风切变均明显弱于中纬度飑线。其特征主要是:台风的北上及副高的西进使得台风倒槽和副高间气压梯度增大,进而导致整个对流层低层被暖湿东南气流控制,因而垂直方向上风向、风速变化均不显著。  (2)利用数值模式模拟了台前飑线热力动力特征:飑线初生阶段,其前部上干冷下暖湿的不稳定环境条件是其发展加强的热力因素;飑线前侧的阵锋风是其发展的动力条件。成熟阶段,飑线后侧的地面冷池范围变大、强度变强导致飑线前方的水汽及能量补给减弱;同时飑线后部中层干冷空气入侵加强,上升气流向冷池方向倾斜,不利于台前飑线的发展维持。成熟阶段后期飑线由盛转衰。消散阶段,飑线远离台风,台前飑线水汽和动力条件不足,从而消亡。  (3)敏感性试验定性分析和定量对比发现,低层垂直风切变对台前飑线的影响强于中层;低层垂直风切变越强,台前飑线的强度越强、长度越长。机制讨论表明,当低层垂直风切变较强时,飑线前沿低层风场辐合明显;当低层垂直风切变增大时,对应更强的水平涡度和风暴后侧环境干空气入流,增强飑线前侧的旋转上升和后侧的下沉气流,从而有利于飑线系统的增强和维持。
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