上海一次下击暴流的中尺度结构及热动力-微物理耦合机制
编号:379
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更新:2026-08-03 21:47:02 浏览:0次
张贴报告
摘要
下击暴流具有突发性强、空间尺度小和预报难度大的特点,其形成涉及天气尺度环境、中尺度对流组织、风暴内部热动力结构及云微物理过程的多尺度相互作用。本文以上海地区2021年5月14日一次多单体中尺度对流系统产生下击暴流为例,结合多普勒天气雷达、自动气象站、探空资料,以及水平分辨率为333 m的云可分辨WRF数值模拟,分析此次下击暴流的结构演变及热动力-微物理-动力耦合机制。观测显示,下击暴流爆发期间伴随明显近地面辐散出流,自动站记录最大瞬时风速达18.3 m/s。数值模拟较好地再现了对流系统中低层的强下沉运动和阵风锋,以及地面气压和温度的变化特征。结果表明,雨水蒸发和霰粒子融化在对流系统中低层产生潜热冷却并形成强负浮力区,与风暴前侧暖湿入流相遇,沿风暴移动方向形成水平浮力梯度,持续建立有利的负水平涡度。该水平涡度表现为中低层水平涡旋和增强的垂直风切变,可促进中层冷空气下沉形成下击暴流。拉格朗日气块轨迹分析进一步表明,气块在发生显著下沉运动前普遍经历明显的浮力梯度变化,说明水平浮力梯度及其相关涡度异常是连接微物理冷却与下击暴流动力发展的关键环节,并指出低层环境入流与风暴内部之间的虚位温差可作为强下沉气流和破坏性直线大风潜势的重要指示因子。本研究将RKW理论扩展到多单体对流系统产生雷暴大风的机制分析中,进一步强调了微物理过程对风暴尺度热动力结构反馈的重要影响途径。
关键词
下击暴流;中尺度对流系统;水平浮力梯度;水平涡度;云微物理;冷池出流
稿件作者
刘亚楠
中国科学院大气物理研究所
丁晨晨
中国气象局公共气象服务中心
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