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《第七次全国动力气象学术会议论文摘要》2009年
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积云对流热塔的耦极涡度对特征与水平涡管垂直扭转

张文龙  崔晓鹏  王昂生  宗志平  
【摘要】:深厚积云对流是对流层质量和能量垂直输送的主要形式,积云对流热塔(hot tower)对涡度、水汽的短时局地集中具有重要意义,对其研究将有助于我们对短时局地暴雨机理的认识理解。但以往对热塔的认识一直停留在概念性语言描述上,虽然目前没有一个普遍接受的热塔定义,但一般认为热塔是一个强烈的对流云塔,具有强烈的垂直上升运动,能达到或穿透对流层顶,它远比环境空气热,具有不被环境空气稀释特性,具有强烈的涡度,以及具有较小的水平尺度和时间尺度。Montgomery最近(2006)又提出了热塔偶极涡度对概念模型,指出热塔在水平风具有垂直切变的环境下,会表现出耦极涡度对特征,但是没能给出实际例证。我们采用PSU-NCAR MM5模式对台风榴莲(2001)在正压环境条件下的生成过程,进行了成功的高分辨率显式数值模拟。本文利用模式输出的高时空分辨率资料,对与台风榴莲生成相关的对流热塔进行了比较细致的考察,分析了成熟热塔的结构图像,并通过实例证实了Montgomery(2006)提出的热塔偶极涡度对概念模型。并且进一步表明:(1)在垂直剖面图上偶极涡度对呈现出多样性,以单偶极和双偶极为主要形式,有时也存在三偶极的形式;(2)偶极涡度对进一步与偶极涡旋对对应;(3)垂直速度和正涡度柱在对流层中上层基本不重合; (4)热塔内水平风速剧烈地向垂直方向扭转。另外,初步分析了偶极涡度对的形成机制,偶极涡度对的产生归因于水平涡管向垂直涡管的剧烈扭转。

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