研究生講課教案_8天氣動(dòng)力學(xué)與診斷分析課件

1、天氣動(dòng)力學(xué)與診斷分析(8)第二部分：熱帶氣旋登陸過(guò)程及其異常變化主要教學(xué)內(nèi)容登陸熱帶氣旋風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濕度場(chǎng)時(shí)空分布（1學(xué)時(shí)）影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）第二部分：熱帶氣旋登陸過(guò)程及其異常變化主要教學(xué)內(nèi)容登陸熱帶氣旋風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濕度場(chǎng)時(shí)空分布（1學(xué)時(shí)）影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）登陸熱帶氣旋風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濕度場(chǎng)時(shí)空分布熱帶氣旋災(zāi)害主要發(fā)生在登陸期間，海陸下墊面及地形強(qiáng)迫等會(huì)使登陸期間熱帶氣旋熱、動(dòng)力結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯非對(duì)稱(chēng)，帶來(lái)風(fēng)雨分布的異常，導(dǎo)致災(zāi)害防御措手不及。因此，了解熱帶氣旋登陸過(guò)程中風(fēng)、溫、濕等動(dòng)力和熱力結(jié)構(gòu)的變化對(duì)提高熱帶氣旋預(yù)報(bào)能力和建立有效的預(yù)警系統(tǒng)起著

2、重要的作用。登陸熱帶氣旋風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濕度場(chǎng)時(shí)空分布TC登陸期間（登陸前12h登陸后36 h）平均的風(fēng)速和樣本數(shù)的軸對(duì)稱(chēng)分布。填色區(qū)表示風(fēng)速（m/s），等值線(xiàn)表示樣本數(shù)。最大平均風(fēng)速為17.1 m/s，位于850 hPa、半徑100200 km范圍內(nèi)；平均風(fēng)速由850 hPa向上、下減小。登陸熱帶氣旋風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濕度場(chǎng)時(shí)空分布TC登陸前012 h（a）、登陸后012 h（b）、1224 h（c）和2436 h（d）平均的風(fēng)速和樣本數(shù)的軸對(duì)稱(chēng)分布。填色區(qū)表示風(fēng)速（m/s），等值線(xiàn)表示樣本數(shù)。登陸后TC環(huán)流內(nèi)風(fēng)速及風(fēng)速垂直和水平梯度均減小，并且伴隨登陸，最大風(fēng)速不斷外移。登陸熱帶氣旋風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)

3、和濕度場(chǎng)時(shí)空分布登陸過(guò)程中TC半徑100 km內(nèi)（a）、100200 km（b）、200300 km（c）、300400km（d）和400500 km（e）的平均風(fēng)速垂直廓線(xiàn)。500 hPa以下，半徑100 km內(nèi)的風(fēng)速在登陸過(guò)程中減小最為顯著，而300 km外的風(fēng)速在登陸過(guò)程中變化不大。登陸熱帶氣旋風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濕度場(chǎng)時(shí)空分布TC登陸后24 h內(nèi)左前象限（a）、右前象限（b）、左后象限（c）和右后象限（d）平均的風(fēng)速隨半徑和高度的分布。彩色填色區(qū)域表示風(fēng)速（m/s）TC登陸后風(fēng)場(chǎng)存在顯著非對(duì)稱(chēng)。最大風(fēng)速（除925 hPa外）均位于右側(cè)象限，原因可能是TC移動(dòng)速度的疊加，增大了TC移動(dòng)方向右側(cè)

4、風(fēng)速而減小了TC移動(dòng)方向左側(cè)風(fēng)速。登陸熱帶氣旋風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濕度場(chǎng)時(shí)空分布TC登陸期間（登陸前12h登陸后36 h）平均的溫度差和樣本數(shù)的軸對(duì)稱(chēng)分布。填色區(qū)表示溫度差（C）TC暖心結(jié)構(gòu)顯著，半徑100 km內(nèi)700150 hPa溫度差值均為正，400250hPa之間相對(duì)更暖（溫差大于2）；850 hPa及以下為負(fù)溫差，主要是由輻合氣流穿過(guò)云區(qū)強(qiáng)水平梯度地區(qū)絕熱膨脹冷卻所造成。登陸熱帶氣旋風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濕度場(chǎng)時(shí)空分布TC登陸前012 h（a）、登陸后012 h（b）、1224 h（c）和2436 h（d）平均的溫度差和樣本數(shù)的軸對(duì)稱(chēng)分布。彩色填色區(qū)表示溫度差（C）。登陸前，暖心結(jié)構(gòu)顯著，登陸后，

5、正溫差的延伸高度逐漸有所降低，登陸后24 h內(nèi)，正溫差最大值仍位于半徑100 km內(nèi)的250 hPa高度層，但數(shù)值顯著減小，登陸24 h后，正溫差最大值外移。登陸熱帶氣旋風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濕度場(chǎng)時(shí)空分布TC登陸后24 h內(nèi)左前象限（a）、右前象限（b）、左后象限（c）和右后象限（d）平均的溫度差和樣本數(shù)隨半徑和高度的分布。彩色填色區(qū)表示溫度差（C）登陸后，TC前側(cè)暖心顯著區(qū)域較后側(cè)更為深厚，左前側(cè)暖心最為顯著。登陸熱帶氣旋風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濕度場(chǎng)時(shí)空分布TC登陸前（a）、后（b）平均的溫度露點(diǎn)差。彩色填色區(qū)表示溫度露點(diǎn)差（C），黑色粗線(xiàn)為溫度露點(diǎn)差等于4C的等值線(xiàn)，溫度露點(diǎn)差 4C認(rèn)為該空氣層為濕層登

6、陸前，濕層延伸高度隨半徑增大而縮短，登陸后，濕層延伸高度隨半徑的衰減變緩，半徑100 km內(nèi)濕層延伸高度較登陸前顯著降低，100 km外延伸高度變化不大。登陸熱帶氣旋風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濕度場(chǎng)時(shí)空分布TC登陸后24 h內(nèi)左前象限（a）、右前象限（b）、左后象限（c）和右后象限（d）平均的溫度露點(diǎn)差隨半徑和高度的分布。彩色填色區(qū)表示溫度露點(diǎn)差（C），黑色粗線(xiàn)為溫度露點(diǎn)差等于4C的等值線(xiàn)。左前象限在半徑100 km內(nèi)的濕層最淺，右后象限濕層范圍最寬、延伸高度最高。登陸熱帶氣旋風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濕度場(chǎng)時(shí)空分布熱帶氣旋邊界層頂包括：動(dòng)力邊界層頂和熱力邊界層頂動(dòng)力邊界層頂常用最大風(fēng)速所在高度和入流層頂表示，熱力邊

7、界層高度，即混合邊界層高度，可由溫度廓線(xiàn)、位溫廓線(xiàn)或虛位溫廓線(xiàn)得到。熱力邊界層頂?shù)陀趧?dòng)力邊界層頂，熱、動(dòng)力邊界層高度均隨著半徑增大而增大。登陸熱帶氣旋風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濕度場(chǎng)時(shí)空分布登陸前012 h （a）、登陸后012 h（b）、1224 h（c）和2436 h（d）最大風(fēng)速所在高度的分布特征。彩色矩形表示最大風(fēng)速高度在高度層出現(xiàn)的次數(shù)占所有樣本的比率（左縱坐標(biāo)），粗實(shí)線(xiàn)表示最大風(fēng)速所在的平均高度（右縱坐標(biāo)）登陸前012 h，最大風(fēng)速所在平均高度在半徑400 km內(nèi)隨半徑增大而升高，400km外略降，登陸后，平均高度隨半徑增大的趨勢(shì)在登陸24 h后變緩。半徑100 km內(nèi)的平均高度在登陸過(guò)程中升

8、高。登陸熱帶氣旋風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濕度場(chǎng)時(shí)空分布登陸前012 h （a）、登陸后012 h（b）、1224 h（c）和2436 h（d）混合邊界層高度分布特征。彩色矩形表示混合邊界層頂在高度層出現(xiàn)的次數(shù)占所有樣本的比率（左縱坐標(biāo)），粗實(shí)線(xiàn)表示混合邊界層頂所在的平均高度（右縱坐標(biāo)）?；旌线吔鐚痈叨群妥畲箫L(fēng)速高度有顯著區(qū)別，混合邊界層平均高度遠(yuǎn)小于最大風(fēng)速高度；混合邊界層高度分布更加集中。第二部分：熱帶氣旋登陸過(guò)程及其異常變化主要教學(xué)內(nèi)容登陸熱帶氣旋風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濕度場(chǎng)時(shí)空分布（1學(xué)時(shí)）影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)（1）熱帶

9、氣旋眼壁區(qū)域中小尺度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征（2）熱帶氣旋小尺度雨帶結(jié)構(gòu)特征與形成機(jī)制（3）登陸減弱熱帶氣旋環(huán)流內(nèi)中尺度渦的新生與合并影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)（1）熱帶氣旋眼壁區(qū)域中小尺度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征（2）熱帶氣旋小尺度雨帶結(jié)構(gòu)特征與形成機(jī)制（3）登陸減弱熱帶氣旋環(huán)流內(nèi)中尺度渦的新生與合并影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)眼壁對(duì)流對(duì)熱帶氣旋強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)變化有重要影響，成熟熱帶氣旋眼壁區(qū)域?yàn)樯仙\(yùn)動(dòng)和潛熱釋放極值區(qū)，即強(qiáng)對(duì)流最活躍的區(qū)域，當(dāng)熱帶氣旋處于較強(qiáng)環(huán)境垂直風(fēng)切變中時(shí)，眼壁區(qū)域?qū)α骰顒?dòng)常呈現(xiàn)明顯非對(duì)稱(chēng)特征。影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)2004年8月12日03至09時(shí)熱帶氣旋云娜900650 h

10、Pa，650400 hPa和900400 hPa垂直風(fēng)切變方向（灰色）和渦旋傾斜方向（黑色）的時(shí)間變化。環(huán)境垂直風(fēng)切變?cè)诖怪狈较蛏峡赡艽嬖诜菃我幌颍?414云娜的環(huán)境垂直風(fēng)切變?cè)趯?duì)流層中低層（900-650hPa）指向西，而對(duì)流層中高層（650-400hPa）指向偏東北方向。影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)云娜850 hPa（陰影），650 hPa（細(xì)線(xiàn)）和400 hPa（粗線(xiàn)）的垂直速度（m/s）。陰影由淺至深分別代表0.5，1.5，3和4 m/s；等值線(xiàn)只標(biāo)識(shí)3，5，7和9 m/s。復(fù)雜環(huán)境垂直風(fēng)切變影響下，眼壁區(qū)域中小尺度對(duì)流活動(dòng)在對(duì)流層低層和中高層可能表現(xiàn)出不同特征。以云娜為例，對(duì)流層

11、低層上升運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)兩個(gè)明顯特征：其一是強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)零星分布在眼壁區(qū)域，氣旋式移動(dòng)，其二，眼壁西側(cè)有時(shí)上升運(yùn)動(dòng)形成有組織的、徑向分布的帶狀結(jié)構(gòu)；對(duì)流層中高層的垂直運(yùn)動(dòng)普遍比低層強(qiáng)，最大速度超過(guò)9 m/s，集中在眼壁東南象限，表明中小尺度深對(duì)流系統(tǒng)主要位于眼壁東南。非單一向環(huán)境垂直風(fēng)切條件下，眼壁小尺度對(duì)流活動(dòng)特征不同于單一向風(fēng)切變環(huán)境下，臺(tái)風(fēng)云娜中，高低層（900-400 hPa）垂直風(fēng)切矢量指向西北，小尺度深對(duì)流系統(tǒng)活躍在眼壁東南象限，并不位于高低層垂直風(fēng)切變矢量的下風(fēng)向。影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)1000700 hPa權(quán)重平均的絕對(duì)渦度（陰影，單位：10-3 /s），上升運(yùn)動(dòng)速度（等值線(xiàn)，

12、間隔0.5 m/s）和非對(duì)稱(chēng)風(fēng)矢量（箭頭）。字母代表中尺度渦旋。云娜對(duì)流層低層眼較大（半徑約80 km），眼壁較窄（約30 km），有利于長(zhǎng)生命期中尺度渦旋在眼壁范圍內(nèi)產(chǎn)生和發(fā)展。A和D伴隨相對(duì)強(qiáng)的對(duì)流活動(dòng)，但對(duì)應(yīng)的氣旋式環(huán)流并沒(méi)有閉合，這些強(qiáng)中尺度渦旋的存在似乎阻擋了外部入流，上升運(yùn)動(dòng)在此發(fā)生；B和C具有閉合氣旋式環(huán)流，但由于環(huán)流相對(duì)較弱且未與眼壁外非對(duì)稱(chēng)入流發(fā)生明顯相互作用，因而沒(méi)有強(qiáng)對(duì)流活動(dòng)伴隨發(fā)生。臺(tái)風(fēng)眼內(nèi)也存在一小尺度渦旋H，氣旋式環(huán)流較弱，這種小尺度渦旋可能與在熱帶氣旋眼區(qū)經(jīng)常觀測(cè)到的“hub clouds”（Aberson et al.，2006）活動(dòng)有關(guān)。這些眼壁中的中尺度渦旋

13、沿逆時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)，并且強(qiáng)度也發(fā)生變化。影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)1000700 hPa垂直平均，70100 km徑向平均的絕對(duì)渦度（陰影）和垂直速度（等值線(xiàn)）。橫坐標(biāo)表示以臺(tái)風(fēng)中心為參照的圓周方向，縱坐標(biāo)表示積分時(shí)間。空心（實(shí)心）星型圖案表示51（54）小時(shí)的眼壁中尺度渦旋。第51小時(shí)，云娜眼壁中同時(shí)存在5個(gè)中尺度渦旋，位于北側(cè)和西北側(cè)的中尺度渦旋伴隨強(qiáng)對(duì)流活動(dòng)；第54小時(shí)，眼壁中活躍著7個(gè)中尺度渦旋，活躍于東北偏北，西北偏北和西側(cè)的渦旋伴隨強(qiáng)對(duì)流運(yùn)動(dòng)，中尺度渦旋切向移速約為28.7 m/s，大概為局地平均切向風(fēng)速一半，表現(xiàn)出渦旋Rossby波特征（Li and Wang，2012）。強(qiáng)

14、對(duì)流活動(dòng)大多形成于眼壁北側(cè)，移動(dòng)至西側(cè)發(fā)展成熟，隨后逐漸在靠近眼壁南側(cè)過(guò)程中減弱，表明對(duì)流層中低層強(qiáng)對(duì)流活動(dòng)主要集中在垂直風(fēng)切變矢量下風(fēng)向；第53小時(shí)后，眼壁南側(cè)也有對(duì)流活動(dòng)，這可能是由于隨著云娜逐漸靠近陸地，其前方來(lái)自陸地的相對(duì)干冷空氣平流至氣旋后部對(duì)流層中上層，靜力不穩(wěn)定增加而誘發(fā)對(duì)流。影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)（a）2004年8月12日05時(shí)和（b）07時(shí)550 hPa垂直速度水平分布，實(shí)線(xiàn)表示上升運(yùn)動(dòng)，虛線(xiàn)表示下沉運(yùn)動(dòng)。同心圓環(huán)的半徑分別為100和150 km，標(biāo)識(shí)眼壁區(qū)域。對(duì)流層中高層，呈現(xiàn)“熱塔”特征，強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)主要集中在眼壁東南側(cè)，常具有徑向上1030 km的尺度，而在切向

15、上延伸較長(zhǎng)，形成帶狀。影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)（1）熱帶氣旋眼壁區(qū)域中小尺度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征（2）熱帶氣旋小尺度雨帶結(jié)構(gòu)特征與形成機(jī)制（3）登陸減弱熱帶氣旋環(huán)流內(nèi)中尺度渦的新生與合并影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)螺旋雨帶作為熱帶氣旋的典型組成部分，按照活動(dòng)位置和尺度來(lái)劃分，可分為內(nèi)雨帶和外雨帶，內(nèi)雨帶位于眼壁外的內(nèi)核區(qū)域，由于高層卷云的遮蔽作用通常不能在衛(wèi)星云圖上觀察到；外雨帶則活躍在外核區(qū)域，水平尺度比內(nèi)雨帶寬，能從衛(wèi)星云圖上清晰觀測(cè)到。螺旋雨帶活動(dòng)不僅能影響氣旋強(qiáng)度，也可造成大風(fēng)、暴雨等局地災(zāi)害性天氣。影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)850hPa垂直速度（m/s）分布，陰影表示下沉運(yùn)

16、動(dòng)觀測(cè)表明，熱帶氣旋內(nèi)核區(qū)存在更小尺度（平均徑向?qū)挾燃s10km）的螺旋雨帶（Gall et al.，1998），垂直方向上可伸展至5-7km，水平風(fēng)擾動(dòng)可達(dá)8 m/s，可誘發(fā)龍卷和地面大風(fēng)。云娜內(nèi)核區(qū)在8月12日0500UTC有兩類(lèi)小尺度雨帶分布在眼壁偏北一側(cè)（a），第一類(lèi)位于東北部眼壁內(nèi)側(cè)，帶狀上升運(yùn)動(dòng)和下沉運(yùn)動(dòng)交替；第二類(lèi)位于西北部眼壁區(qū)域。這些雨帶長(zhǎng)約10-100km，寬約5-15km。這些小尺度雨帶生、消所需時(shí)間較短。影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)850 hPa云水物質(zhì)含量（云水和云冰混合比之和，陰影）以及垂直速度（等值線(xiàn)）。小尺度雨帶不僅在垂直運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上波狀結(jié)構(gòu)明顯，在云水物質(zhì)場(chǎng)上也

17、表現(xiàn)出明顯的波狀結(jié)構(gòu)，云水物質(zhì)含量（云水和云冰）大值區(qū)總是很好地對(duì)應(yīng)著雨帶中的帶狀上升運(yùn)動(dòng)區(qū)。影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)2004年8月12日（a）0500和（b）0600 UTC云娜臺(tái)風(fēng)地面風(fēng)速（m/s）。這類(lèi)小尺度雨帶能產(chǎn)生局地大風(fēng)，云娜臺(tái)風(fēng)地面風(fēng)速分布呈一波非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，強(qiáng)風(fēng)區(qū)位于內(nèi)核區(qū)西側(cè)，在小尺度雨帶活躍區(qū)域地面風(fēng)速也出現(xiàn)帶狀結(jié)構(gòu)，尤其是局地地面風(fēng)速的加強(qiáng)與雨帶分布緊密相連，這種局地地面風(fēng)速的加強(qiáng)似乎只存在于眼壁小尺度雨帶中，而發(fā)生在眼壁內(nèi)側(cè)的那一類(lèi)小尺度雨帶造成的局地地面風(fēng)加強(qiáng)則不明顯影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)經(jīng)過(guò)AB的剖面（a）切向風(fēng)速（等值線(xiàn)，陰影表示高風(fēng)速），（b）徑

18、向風(fēng)速，（c）垂直速度（陰影表示下沉），（d）垂直渦度（陰影表示負(fù)渦度）以及（e）假相當(dāng)位溫。箭頭為剖面風(fēng)場(chǎng)。眼壁內(nèi)側(cè)雨帶最大切向風(fēng)位于925 hPa附近。徑向風(fēng)以入流為主，最大入流出現(xiàn)在近地面，最小入流則位于對(duì)流層低層。上升和下沉運(yùn)動(dòng)呈波狀結(jié)構(gòu)交替出現(xiàn)。與波狀垂直運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的是邊界層波狀垂直渦度分布，與垂直運(yùn)動(dòng)對(duì)水平渦管的傾斜（扭轉(zhuǎn)）效應(yīng)有關(guān)。假相當(dāng)位溫場(chǎng)也顯示出波狀結(jié)構(gòu)，暖空氣所在位置與雨帶上升運(yùn)動(dòng)一致，表明海表面高熵能量向上輸送。影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)經(jīng)過(guò)CD的剖面（a）切向風(fēng)速（等值線(xiàn)，陰影表示高風(fēng)速），（b）徑向風(fēng)速，（c）垂直速度（陰影表示下沉），（d）垂直渦度（陰影

19、表示負(fù)渦度）以及（e）假相當(dāng)位溫。箭頭為剖面風(fēng)場(chǎng)?；钴S在眼壁中的小尺度雨帶切向風(fēng)極值和近地面入流也表現(xiàn)出波狀結(jié)構(gòu)，出流主要集中在800-600hPa，可能有助于將眼區(qū)低層高值假相當(dāng)位溫空氣輸送至眼壁，進(jìn)而有利于眼壁對(duì)流發(fā)展。波狀結(jié)構(gòu)同樣在垂直運(yùn)動(dòng)中存在，在900和750hPa高度上分別存在兩行正負(fù)渦度相間分布的渦列，上（下）行渦列的正（負(fù)）渦度基本對(duì)應(yīng)下（上）行渦列的負(fù)（正）渦度，其形成與垂直運(yùn)動(dòng)對(duì)水平渦管的傾斜（扭轉(zhuǎn)）效應(yīng)有關(guān)。影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)方程左側(cè)為絕對(duì)渦度局地變化及水平和垂直平流項(xiàng)，右側(cè)第一項(xiàng)為拉伸項(xiàng)，表示水平散度作用，第二項(xiàng)是傾斜（扭轉(zhuǎn)）項(xiàng)，表示垂直速度的水平梯度對(duì)水

20、平渦度轉(zhuǎn)化為垂直渦度的作用，第三項(xiàng)為摩擦作用項(xiàng)。傾斜（扭轉(zhuǎn)）項(xiàng)作用示意圖影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)經(jīng)過(guò)CD的（a）散度項(xiàng)，（b）傾斜（扭轉(zhuǎn)）項(xiàng)和（e）摩擦項(xiàng)垂直剖面。（c）和（d）分別為上升和下沉運(yùn)動(dòng)的傾斜（扭轉(zhuǎn)）作用。水平輻合在925hPa高度附近使氣旋性渦度增加，傾斜（扭轉(zhuǎn)）項(xiàng)對(duì)兩行渦列的產(chǎn)生起主要作用，其中上升運(yùn)動(dòng)起主導(dǎo)作用，而下沉運(yùn)動(dòng)則主要對(duì)上層渦列的形成有貢獻(xiàn)，摩擦項(xiàng)似乎也會(huì)導(dǎo)致近地面正負(fù)渦度對(duì)的產(chǎn)生，但其作用較散度項(xiàng)和傾斜項(xiàng)小得多。影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)（a）950hPa的切向風(fēng)速（陰影表示風(fēng)速大于42m/s）和（b）925hPa徑向風(fēng)速（陰影表示入流）。小尺度雨帶

21、能夠造成地面局地大風(fēng)，這主要是由波狀切向風(fēng)分布造成波狀風(fēng)速和地面局地大風(fēng)，徑向風(fēng)作用相對(duì)較小。影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)2004年8月12日0600UTC 400m高度切向動(dòng)量收支診斷,（a）拉格朗日傾向項(xiàng)（VTOT），（b）垂直平流作用項(xiàng)（VVA），（c）徑向絕對(duì)渦度通量作用項(xiàng)（VVOR），（d）科氏力作用項(xiàng)（VCOR），（e）氣壓梯度力作用項(xiàng)（VPGF）和（f）摩擦耗散（VFRIC）。在小尺度雨帶活動(dòng)區(qū)域，切向風(fēng)傾向項(xiàng)（VTOT）表現(xiàn)出加速和減速間隔分布的帶狀和波狀結(jié)構(gòu)，波狀大風(fēng)結(jié)構(gòu)主要由徑向絕對(duì)渦度通量項(xiàng)產(chǎn)生，即小尺度雨帶相關(guān)的波狀絕對(duì)渦度分布同徑向

22、入流之間的相互作用使得小尺度局地大風(fēng)形成。垂直平流項(xiàng)在近地面層也表現(xiàn)出波狀結(jié)構(gòu)，不過(guò)以減速作用為主，部分抵消徑向渦度通量的加速效應(yīng)，其他項(xiàng)作用相對(duì)較小。影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)（1）熱帶氣旋眼壁區(qū)域中小尺度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征（2）熱帶氣旋小尺度雨帶結(jié)構(gòu)特征與形成機(jī)制（3）登陸減弱熱帶氣旋環(huán)流內(nèi)中尺度渦的新生與合并中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所云降水物理與強(qiáng)風(fēng)暴實(shí)驗(yàn)室 下墊面對(duì)登陸熱帶氣旋暴雨突然增幅的影響6小時(shí)降水超過(guò)100mm2001年第9號(hào)熱帶低壓引發(fā)上海局地大暴雨過(guò)程中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所云降水物理與強(qiáng)風(fēng)暴實(shí)驗(yàn)室 下墊面對(duì)登陸熱帶氣旋暴雨突然增幅的影響控制試驗(yàn)和“將杭州灣水體下墊面變?yōu)殛懙?/p>

23、的”敏感性試驗(yàn)?zāi)M的850hPa相對(duì)渦度分布，V1、V2和V3為造成上海強(qiáng)降水的主要系統(tǒng)（單位：1x10-5 s-1）6小時(shí)降水超過(guò)100mm2001年第9號(hào)熱帶低壓引發(fā)上海局地大暴雨過(guò)程合并無(wú)合并影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)2001年8月5日1821時(shí)雷達(dá)觀測(cè)。彩色陰影為大于15dBZ的雷達(dá)回波區(qū)。黑色圓點(diǎn)表示該雷達(dá)的位置（上海虹橋機(jī)場(chǎng)）。左邊第一幅圖中的“Bay”代表杭州灣。上海虹橋機(jī)場(chǎng)的多普勒雷達(dá)觀測(cè)到此云團(tuán)合并過(guò)程，18時(shí)16分大于35dBZ的強(qiáng)回波出現(xiàn)在上海西部，1小時(shí)內(nèi)繼續(xù)東移，同時(shí)18時(shí)16分浙江北部也開(kāi)始出現(xiàn)弱回波，逐漸北移至杭州灣，在緊接的1-1.5小時(shí)內(nèi)回波強(qiáng)度快速增強(qiáng)

24、，至21時(shí)，這兩個(gè)強(qiáng)回波開(kāi)始連接后在上海區(qū)域合并，21時(shí)這一云團(tuán)云頂溫度有所上升，但22時(shí)在上海中部又有強(qiáng)中心發(fā)展，23時(shí)中心云核云頂溫度達(dá)-75，大部分云區(qū)在-72以下，5日20時(shí)到6日02時(shí)上海出現(xiàn)本次暴雨過(guò)程中最集中的強(qiáng)降水。影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)傾向方程左邊代表PV傾向（PVT），右邊各項(xiàng)分別代表位渦水平平流散度項(xiàng)（VPV）、非絕熱加熱引起的位渦通量散度項(xiàng)（QPV）、摩擦引起的位渦通量散度項(xiàng)（FPV）和位渦垂直平流散度項(xiàng)（WPV）。影響登陸熱帶氣旋風(fēng)雨的中尺度系統(tǒng)PVT、VPV和QPV隨時(shí)間的演變。(a)、(b)和(c)為T(mén)D的情況，(d)、(e)和(f)為V1的情況。虛線(xiàn)代表負(fù)值區(qū)。黑色區(qū)域代表缺測(cè)。2001年8月5日10-12時(shí)，TD低層PVT為負(fù)，但從15時(shí)開(kāi)始TD中低層PVT逐漸變?yōu)檎?，?8時(shí)，中高層出現(xiàn)負(fù)PVT中心，負(fù)VPV起到主要貢獻(xiàn)，QPV項(xiàng)也對(duì)TD后期減弱有一定貢獻(xiàn)，19時(shí)后，TD中心被V1代替，WPV和FPV項(xiàng)對(duì)TD的位渦變化沒(méi)有明顯貢獻(xiàn)。V1在12時(shí)中低層有正PVT，中層有正的VPV，低層有正QPV，15-17時(shí)，對(duì)應(yīng)于V1的減弱，PVT項(xiàng)出現(xiàn)負(fù)值，中高層出現(xiàn)負(fù)VPV，18時(shí)開(kāi)始，V1的PVT又呈正值，最大值位于對(duì)流層中高層，正VPV和QPV對(duì)V1的發(fā)展