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低层气旋对东北冷涡形成的作用：基于分部位势倾向诊断

东北冷涡

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.11 平流层-对流层动力耦合和物质交换

东北冷涡是夏季频繁出现在我国东北的深厚冷性切断低压系统，是连接中高纬天气与气候的重要环节，常引发暴雨洪涝等灾害。尽管罗斯贝波传播被广泛认为是东北冷涡发展的关键因素，冷涡的具体成因仍未完全阐明。本文在非线性平衡框架下，利用分部位势倾向诊断，将物理过程划分为斜压项、Rossby波传播、正压变形和非线性等项，系统分析了伴随与不伴随低层气旋的两类冷涡形成机制。结果表明，东北冷涡通常由“脊–槽–脊”型波列切断形成。低层气旋多先于冷涡生成，位于槽的东南侧，与高层槽脊共同构成向西倾斜的斜压结构，因此斜压项成为冷涡形成的关键动力机制。一方面，随着高度增加的垂直风切变增强斜压形变，促使环流发展并削弱其西倾；另一方面，高低层间的相位差使得与气旋相关的中上层高、低位涡平流与高空槽脊相匹配，有利于槽从脊中切断，在东北上空形成冷涡。相比之下，斜压性较弱的冷涡通常嵌入尺度更大、结构更稳定的环流系统中，其形成过程主要受非线性过程主导。