引发华北沙尘暴天气的快速发展气旋的个例研究

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• 作者：赵琳娜赵思雄
• 会议时间：2004-10-25
• 关键词：爆发性气旋 ; 等熵分析 ; 位涡 ; 数值模拟 ; 沙尘暴
• 作者单位：赵琳娜(中国气象局国家气象中心,北京,100081;中国科学院大气物理研究所,北京,100029)赵思雄(中国科学院大气物理研究所,北京,100029)
• 母体文献：中国气象学会2004年年会会议论文集
• 会议名称：中国气象学会2004年年会
• 会议地点：北京
• 主办单位：中国气象学会
• 语种：chi

摘要

本文对造成2000年4月5~7日华北大范围严重沙尘天气、产生大风的蒙古气旋快速发展过程进行了诊断分析和数值模拟研究.该气旋是干冷结构,斜压性较强.开始时只是在低层明显,后扩展至高层,以致从地面到400hPa都有闭合气旋性环流存在,最后发展为一个深厚系统.气旋发展初期和发展成熟期温度平流均为气旋发展的主要因子,涡度平流在气旋开始发展时有作用,但涡度平流较温度平流弱.与温度平流不同,涡度平流随气旋的发展而减弱.与Petterssen的B类气旋发展不同之处在于本例气旋的发展主要因子是高空温度平流起主要作用,涡度平流也有作用.气旋附近区域的平均涡度较大、垂直运动较强,大气层结较稳定.斜压性与气旋发展的作用分析表明:一开始低层有斜压作用,但位于气旋的后部.气旋发展时,气旋所在区域高低空并没有很强的锋生,但到气旋发展到最强时,对流层高空锋生区叠加在低层锋生区上,使气旋周围的斜压作用更强.对流层低层到中层,从贝加尔湖东南到我国内蒙古中部是锋生函数的大值区,气旋在此时加强并随锋生函数大值区发展移动,说明随着气旋的发展,斜压强迫是逐渐增强的,同时是气旋发展加强的主要因子.这与PetterssenA类气旋发展不同.另外我们得知该气旋发展时,水汽的贡献不明显,凝结潜热对该气旋发展的作用甚微,是"干气旋".而田生春的等春季快速发展气旋个例斜压作用和潜热释放的作用均是很重要的.在气旋生成区的附近对流层中低层,特别是低层有较强的非地转气流存在,Q矢量辐合区与地面气旋锋区的走向非常接近.诊断表明,在气旋发展区由非地转风引发了较强的上升运动.等熵面位涡分析与高低层系统的相互作用分析表明:该气旋与挪威学派"锋面波动"的气旋模型不同,经典气旋的扰动主要见于低层.可以注意到,本例气旋东南移发展过程中,对流层中、高层有一个相对的高位涡区从蒙古向东南移向中蒙边境;对流层低层也有一个相对较高的高位涡区从内蒙古向东北移至中蒙边境;高空和低空的两个位涡大值区相互连接、合并.存在着明显的高低空系统的相互作用.移动过程中高位涡区始终与气旋发展的区域相配合.气旋发展位于位涡大值区前沿的东南侧,这再次表明涡旋的发展的确与冷空气活动关系密切,且高低空的相互作用明显.总之,春季快速发展的蒙古气旋主要受冷空气活动,斜压强迫所致,常表现为大风天气,其降水甚微,水汽及凝结潜热释放较少.与引发降水的江淮气旋、梅雨锋上的中尺度低压,乃至西南涡等具有不同的结构,其物理过程也有较大差别.与前人研究的陆地春季快速发展气旋的机制也有许多不同.