文档介绍：第卷第期气象学报,
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动力和能量参数在强对流天气
预报中的应用研究!
李耀东
(中国科学院大气物理研究所,北京, ;北京航空气象研究所,北京, )
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刘健文高守亭
(北京航空气象研究所,北京, ) (中国科学院大气物理研究所,北京, )
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摘要
较强的热力不稳定和适宜的动力环境是强对流发展的基础,造成灾害的强对流一般是一种深厚对流,深对流
指数和对流有效位能可反映对流上升运动的潜势和强度,对流有效位能还隐含地反映了对流层大气总体垂直热力
结构。下沉对流有效位能和大风指数反映了对流下沉运动和下击暴流潜势,对流下沉和中层干空气的入侵高度、
干燥程度及对流层中下层的稳定度和湿度有关。强风暴特别是超级单体一般都具有很高的螺旋性,高螺旋度有利
于风暴生命的维持,而风暴相对螺旋度则对风暴发生及风暴类型有一定的预示。粗里查逊数反映了对流能量和环
境场动力之间的平衡关系,能量螺旋度指数反映了动力和能量对强对流天气发展的共同效应,它们都综合了动力
和热力两方面的因子,对强风暴及其类型的预报有指示意义。风暴强度指数和瑞士雷暴指数成功地把动力和对流
能量参数结合起来,在实际研究和业务工作中这种方法值得借鉴。随着高分辨率中尺度和风暴模式的发展,模式
输出的对流动力和能量参数将有广泛的应用前景。
关键词:强风暴,对流动力参数,对流能量参数。
一般认为,强风暴是中尺度对流活动发展的结
引言
! 果。在对流活动中,热力不稳定决定了对流发展的
强风暴是在特定大气环境中发展起来的强大对强度,而动力作用对触发对流及决定风暴类型起重
流系统,环境场的最重要特征是强位势不稳定和强要作用。为了表述强对流天气(也称强天气)发生、
垂直风切变,在这种环境中,对流获得充分发展,并发展的环境,经常用到各种对流参数,而物理意义明
进行组织化,形成庞大而高耸的积雨云体,并准稳定确的能量、动力和热力稳定度参数最为常用,新的对
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地维持较长时间,构成相对较严重的天气灾害! 。流参数不断被提出并应用于研究及预报业务’。
从形态和动力学角度看,强风暴不同于普通单体积从能量学角度看,强对流天气过程是能量的积
云雷暴,它们之间存在明显差别,至少表现在以下累和在一定条件下强烈转化和释放的过程。早在
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个方面[ ]:( )强风暴是在强垂直风切变下发展的世纪年代,中国气象学家推广了与大气
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对流系统;( )强风暴内部气流结构及微物理过程与湿绝热过程密切相关的假相当位温在暴雨和对流性
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普通积云不同;( )对强风暴而言,下沉气流的产生天气分析中的应用[ ],从而推进了对流稳定度参数
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和加强不是风暴减弱的标志,而是加强和达到强盛和能量方法在中国科研工作及业务预报中的应用和
的标志;( )强风暴明显地偏于平均气流的右方或左开发。叶笃正[ ]、陶诗言[ ]、曾庆存[ ]都曾指出,能
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方,也可以发生分裂;( )强风暴可产生冰雹、暴雨、量方法用于中国暴雨和强对流天气的分析和预报中
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雷暴大风和龙卷等非常激烈的天气现象。可揭示许多重要现象。世纪年代中期,雷雨
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初稿时间: 年月日;修改稿时间: 年月日。
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资助万方数据课题:国家自然科学基金( )和中国科学院科技奥运专项( )。
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气象学报卷
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顺! 在能量天气学方面的研究大力推进了对流能( ) ( )
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量和不稳定度参数在中国的应用;雷雨顺等"#$ 曾式中, 分别为温度和露点(以
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用能量方法在强对流天气的分析和预报方面做了大为单位), 为地面抬升指数。
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量研究工作;高守亭等###% 还把与动力热力都相深对流指数将层的假相当位温(隐
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关的里查逊数用来判别中尺度波动不稳定,并用于含于右端第项)与地面至的浮力特性结
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强对流发生机制的研究。合,深对流指数越大,预示条件不稳定越强。若同时