北疆暴雪过程的湿位涡诊断

ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ６ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２ — ０ ７ ９ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ ０ １
北疆暴雪过程 的湿位涡诊断
李如琦 ， 唐 冶 ， 路光辉 ， 赵克 明 ， 牟 欢 ， 陈 斌
（ １ ． 新疆 气象台， 新疆 乌鲁木 齐 ８ ３ ０ ０ ０ ２ ； ２ ． 乌鲁木齐市气象局 ， 新疆 乌鲁木 齐 ８ ３ ０ ０ ０ ２ ）
程 的发 生机 制 ，为新 疆暴 雪 的预报 提供 更多 的理 论
基础。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ １ － ０ ９ — １ ９ ； 修 回 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ６ — ２ ５
压性（ Ｖ ） 和水平风垂直切变的贡献 ， 其值取决于 风的垂直切变和 的水平梯度 。 将等压面位涡分解 为正压部分和斜压部分 ， 可 以计算 出（ 湿） 斜压系统 中（ 湿） 斜 压性 相对 于正 压 性 的 大小 ， 从而反映ｆ 湿１ 斜压系统的结构特征。 在湿位涡守恒的制约下 ， 由于 面 的倾 斜 ，大气 水 平风垂 直切 变或 湿 斜压性 的增 强能够导致垂直涡度的显著发展 ， 倾斜越大 ， 气旋涡
１ 资料 和方 法
本文 选用 ２ ０ ０ ９年 ３月 ｌ ８ —２ ０日 Ｎ Ｃ Ｅ Ｐ １ 。 ｘ ｌ 。 的 ６ ｈ再 分 析 资料 计 算 了水 汽 通 量 、 湿位涡 、 涡度 、 散 度、 垂 直速 度等 相关 物理量 ， 进 行 了诊 断分 析 。 近年 来 ， 湿 位涡 概念得 到 广泛 的应用 。 对潮 湿大 气， 以相 当位 温 代 替 位 温 ０ ， 则 可 得 湿位 涡
的单 位 为 Ｐ Ｖ Ｕ， １ Ｐ Ｖ Ｕ ＝ １ ０ ｉ ｎ ・ ｓ ・ Ｋ・ ｋ ｇ ～ 。 湿 位 涡可 以分解 为 湿 正 压项 （ ＭＰ Ｖ １ ） 和 湿 斜压
涡对新疆暴雪预报有较好的应用价值 ，有待深入分 析 。本 文选 用 ２ ０ ０ ９年 ３月 １ ９ —２ ０日新疆 北 部地 区 出现 的一次 暴雪 天气 过程 ， 在对 暴雪 水 汽 、 动力 条 件
摘 分析 资料 ， 对２ ０ ０ ９年 ３月 １ ９ —２ ０ 日北 疆 沿天 山一 带一 次暴 雪
天 气过 程进 行诊 断 分析 ， 着重探 讨 了湿位 涡诊 断在 新 疆暴 雪预报 中的应 用。 分 析表 明 ： 暴 雪的 水 汽输送 有 ３个源地 ， 低 层 负散 度 、 向北 倾斜 的 涡度 “ 上 负下正 ” 分布 、 等 线的 陡立 密集 带、 垂 直
速度 负值 区与暴雪落区均有较好的对应 关系。 暴雪主要发生在 Ｍ Ｐ Ｖ １ ＞ ０ 、 Ｍ Ｐ Ｖ ２ 绝对值迅速增加
且等 值 线 密集 分布 的 区域 。ＭＰ Ｖ １下传 增 大 ， 大 气对 流 不稳 定能 量释 放 ， 低 层 ＭＰ Ｖ ２绝对 值 增
大， 大气 湿斜压 性增 强 ， 下滑倾 斜 涡度增 长是 暴 雪形成 的 重要 原 因。 关 键词 ： 暴雪； 水汽输 送 ； 动 力抬 升 ； 湿位 涡 ； 下滑倾 斜 涡度增 长 （ Ｓ ＶＤ）
分 析 的基础 上 ，应 用 下滑倾 斜 涡度 增 长理 论 （ Ｓ Ｖ Ｄ） 对 这次暴 雪 天气 过程 进行分 析 和讨论 ，进一 步探讨
湿 位 涡在新 疆暴 雪预 报 中的应 用 ，研究 新疆 暴雪 过
项（
２ ） ， 其中Ｍ Ｐ Ｖ Ｉ ＝ － ｇ （ ￣ ＋ ｆ ） Ｏ Ｏ ｅ ／ ａ ｐ ， 为湿位涡的
研
第 ７卷 第 ５ 期
２ ０ １ ３年 １ Ｏ月
沙 漠 与 绿 洲 气 象
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中图分 类号 ： Ｐ ４ ３ ３ ． ２
文 献标识 码 ： Ｂ
文章 编 号 ： １ ０ ０ ２ — ０ ７ ９ ９ （ ２ ０ １ ３） ０ ５ — ０ ０ ０ １ — ０ ６
暴雪天气过程是在多种天气系统的综合作用下
产生的， 机理 复杂 ， 其 预报是 世 界性 的难题 之一 。近 年来 ，许 多 研究 通过 引入 湿位 涡 的诊 断 分析对 我 国 不 同区域 暴 雨 （ 雪） 过程 进 行 了分 析 ［ １ ＿ ５ １ ， 得 到 许 多有 益 的结论 。 新 疆是 暴雪 多 发 区 ， 常常 给 当地 的城 市 交
的表 达式 ： ＭＰ Ｖ ＝ ａ ￣ ａ ・ Ｖ 。
通、 道路运输 、 牧区生产及人 民生命财产等带来严重 危害 。新疆气 象工作者对暴雪 天气 过程 的气候 特 征、 环流 型 、 动 力 过 程 和水 汽 有 较深 入 的研 究 ， 刘 正 新等 ［ ６ ］ 、 李如琦等阴 、 赵俊荣等［ ８ ， １ １ ， １ ４ ］ 、 庄晓翠等翻 、 刘惠 云 等 、 张书 萍 等【 、 陈涛 等［ ３ １ 分 别对 新 疆不 同阶段 、
正压项 ， 表示惯性稳定性 （ 士 和对 流稳 定 性 （ ａ ／
却） 的作用 ， 其值取决于空气块绝对涡度的垂直分量 与 相 当位 温 的垂 直梯 度 的乘 积 ； ＭＰ Ｖ ２ ＝ ｇ（ ａ ・ ａ
Ｏ ｘ － Ｏ ｕ ／ Ｏ ｐ・ ａ ／ Ｏ ｙ ） ， 为 湿 位 涡 的正 压 项 ， 包 含 了湿斜
不 同地 域 的暴 雪 过 程 进 行 了 分 析 和 总 结 ， 吕新 生 等 将 湿 位 涡 引入 新 疆 暴 雪 过 程 的 分 析 ， 发 现 湿 位
湿位涡这一物理量不仅表征了大气动力 、热力
属性 ， 而且 考 虑 了水 汽 的作用 ， 所 以对 湿位 涡进 行诊
断 ，可以寻求各热力和动力及水汽条件与降水的关 系， 从而 揭示 降水 发 生 、 发 展 的物 理机 ￥ Ｊ １ Ｌ 阉 。湿 位涡