对流涡度矢量和湿涡度矢量在暴雨诊断中的应用研究

【摘要】：本文利用Gaoetal.(2004,2005,2007)提出的两个新矢量(对流涡度矢量((ζa×▽θe)/ρ,CVV)和湿涡度矢量((ζa×▽qv)/ρ,MVV))对华北地区一次大范围的大到暴雨天气过程进行了诊断研究。结果表明,CVV和MVV垂直分量与云和降水密切相关,暴雨区区域平均和垂直积分的CVV和MVV垂直分量与云中水凝物混合比的相关系数分别为0.92和0.95,与降水率的相关系数分别为0.71和0.47。云中水凝物进一步分为液态水凝物和固态水凝物,虽然固态水凝物的含量相对较少,但它在云的变化中起着更重要的作用。滞后相关分析表明,降水率的峰值到来之前4～5小时云中水凝物含量最少,降水率的峰值到来之后1～2小时,云中水凝物含量最多。云中水凝物与降水率的滞后相关系数主要是由液态水凝物与降水率的滞后相关系数决定的,只有约1/4的滞后相关系数是由固态水凝物与降水率的滞后相关系数贡献的。CVV和MVV的垂直分量与云中水凝物具有非常好的相关性(同时及滞后),与降水率的相关也较好,可以代表云和对流系统的发展。CVV和MVV垂直分量的局地变化超前降水率3小时左右,可以作为降水发生的先兆,对降水的预报有潜在的意义。CVV的垂直分量的局地变化与降水率的相关系数大于MVV垂直分量的局地变化与降水率的相关系数,因此在实际预报中可以利用CVV垂直分量的局地变化来估计未来降水的变化。