涡旋与变形场指数在大暴雨过程中的应用

【作者】 姜勇强； 王元； 周祖刚； 罗坚； 吕梅；

【机构】 南京大学中尺度灾害性天气教育部重点实验室大气科学学院； 解放军理工大学气象学院；

【摘要】 涡度、散度和变形是大气动力学中主要的物理量,对降水的形成有重要作用。本文利用非静力中尺度模式WRFV3.3模拟了2011年6月14—15日和6月9—10日西南涡和江淮切变线造成长江流域的两次大暴雨过程,分析了暴雨形成的大尺度环流条件,根据涡旋与变形场的相互作用指数VDI(VDI=E|ζ|（E+|ζ|）,其中ζ=v/x-u/y为相对涡度,E=（F12+F22）^1/2为总变形,F1=u/x-v-y为伸缩变形,F2=v/x+u/y为切变变形,u,v为风速的东西向分量和南北向分量),分析了涡度项、总变形项和VDI与降水的关系,结果表明:两次大暴雨过程都是发生在500hPa槽前,西南涡东部沿长江向东的槽线或切变线南侧,低空急流为暴雨区提供了暖湿空气,有利于切变线南侧形成位势不稳定。WRF模式较好地模拟出了两次大暴雨过程,暴雨雨区和大暴雨中心模拟都较为成功。当700hPa涡度项较大时,涡度能够较好的反映降水的中心和范围;当总变形项较大时,涡度中心与降水中心配合较好而与降水区配合较差,而700hPa总变形项和雨区配合较好,总变形中心和降水中心有一定偏离。结合涡度和总变形的VDI不仅中心和降水中心较为吻合,而且其大值区和降水区较为一致。VDI综合反映了涡度和总变形的动力作用,但还需要结合热力、水汽等条件进行综合分析。更多还原