强对流触发过程中的“热链”特征研究
编号:555 访问权限:仅限参会人 更新:2026-04-02 10:49:39 浏览:9次 口头报告

报告开始:2026年04月28日 10:30(Asia/Shanghai)

报告时间:10min

所在会场:[S1-25] 专题1.25 中尺度对流系统与中尺度涡旋的发生演变及成灾机理 [F53] 专题1.25 中尺度对流系统与中尺度涡旋的发生演变及成灾机理

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摘要
热对流泡(thermals,简称热泡)是一种重要的描述积云发展的物理模型,表征一股在环境大气中上升的热气流。单个热泡上升后很快消散,然而,当一系列热泡连续上升形成“热链”时,能够使垂直上升流持续增强,有助于形成强对流。Morrison H. 等学者通过理论性研究讨论了深厚积云中连续热泡产生的现象,并将该过程定义为thermal chains (Morrison et al.,2020; Peters et al.,2020),简称为“热链”,即多个热对流泡形似一串链条,陆续形成并上升。多项研究发现,“热链”对深对流云的形成和发展具有重要作用(Moser and Lasher-Trapp, 2017;Kirshbaum et al., 2011, 2022)。然而尽管上世纪50年代有关学者就观察到积云形成与连续热泡发展有关,但多数情况下集中在理论模型的构建和优化、以及在积云参数化方案中的应用(Malkus, 1952;  Scorer and Ludlam, 1953; French et al., 1999)。由于热泡和“热链”的空间尺度很小,没有精确观测,因此还鲜有针对实际强对流事件的“热链”结构特征和作用机制研究。
为了研究强对流触发过程中的“热链”特征及作用,本文对贵州地区一次冰雹云过程进行了111m分辨率大涡模拟,通过热泡追踪技术,追踪了冰雹云初生过程中上百个热泡,发现尽管大部分热泡从边界层附近发展起来(起始高度<3km),但热泡的起始高度随对流发展呈现增高的趋势,将不同起始高度的热泡分为两类,分别定义为bottom-up 热泡和 middle-up 热泡,湿对流能够在垂直方向自 2-3km 发展至十几公里,可能是两种热泡协同作用、接力发展的结果。进一步,针对冰雹云生长过程中多个热泡连续上升导致云顶迅速增高、垂直运动快速加强的过程,研究发现,针对bottom-up热泡,浮力与热泡底部的动力辐合耦合作用是其连续发展的关键机制,这一结论与Morrison(2020)等的研究一致;针对Middle-up热泡,热泡在上升过程中由于尾流夹卷导致的分裂是重要机制,在垂直切变环境中,上升气流的两侧由于涡管倾斜产生涡度对,产生动力气压梯度,导致热泡分裂,靠近环境大气的热泡逐渐减弱,而靠近对流核区的热泡继续增强,并上升至更高的高度。
关键词
热链,热泡,垂直对流,对流触发
报告人
李娜
副教授 鲁东大学

稿件作者
李娜 鲁东大学
冉令坤 中国科学院大气物理研究所
刘晓冉 重庆市气象科学研究所
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    初稿截稿日期

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南京大学南京赫尔辛基大气与地球系统科学学院
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