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位勢(shì)形變及其在降水診斷中的應(yīng)用研究獲進(jìn)展

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位勢(shì)形變及其在降水診斷中的應(yīng)用研究獲進(jìn)展

摘要: 　　暴雨災(zāi)害是我國(guó)主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，準(zhǔn)確的暴雨預(yù)報(bào)對(duì)于減少暴雨造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失具有重要意義。為了有效提高暴雨預(yù)報(bào)水平，中國(guó)科學(xué)院大氣物理學(xué)習(xí)所云降水物理與強(qiáng)風(fēng)暴重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（LACS）學(xué)習(xí)員高守亭、 ...

　　暴雨災(zāi)害是我國(guó)主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，準(zhǔn)確的暴雨預(yù)報(bào)對(duì)于減少暴雨造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失具有重要意義。為了有效提高暴雨預(yù)報(bào)水平，中國(guó)科學(xué)院大氣物理學(xué)習(xí)所云降水物理與強(qiáng)風(fēng)暴重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（LACS）學(xué)習(xí)員高守亭、冉令坤等基于非均勻飽和濕空氣理論和中尺度波流相互作用理論提出了一系列對(duì)暴雨有良好指示意義、物理意義明確的動(dòng)力因子，這些動(dòng)力因子利用數(shù)值模式能夠提供較為準(zhǔn)確的形勢(shì)場(chǎng)的特點(diǎn)，綜合包含了大氣中與強(qiáng)降水有關(guān)的重要?jiǎng)訜崃^程，通過動(dòng)力因子得到的降水預(yù)報(bào)是依賴積云參數(shù)化和云微物理參數(shù)化過程的模式降水預(yù)報(bào)的有效補(bǔ)充。近年來，高守亭、冉令坤及其合作者一直致力于動(dòng)力因子的開發(fā)和應(yīng)用，使之能夠更加全面地反映實(shí)際降水過程。近期，大氣所LACS實(shí)驗(yàn)室的李娜、冉令坤等提出的新的動(dòng)力參數(shù)——位勢(shì)形變便是將形變場(chǎng)引入到降水的診斷中。
　　形變是風(fēng)場(chǎng)的三大基本特征之一。過去對(duì)降水大氣關(guān)注較多的是渦度和散度場(chǎng)特征，對(duì)形變場(chǎng)在降水過程中的分析應(yīng)用卻很少，而許多觀測(cè)和理論學(xué)習(xí)均表明，形變和渦度、散度一樣與強(qiáng)降水的發(fā)生發(fā)展及分布密切相關(guān)。李娜、冉令坤等提出的位勢(shì)形變是基于位渦概念而提出，不僅包含了大氣全部的形變信息（伸縮形變和切變形變），還將形變與大氣中的其他動(dòng)熱力信息結(jié)合，從而更加有效地反映降水大氣特征。他們的學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)：位勢(shì)形變和形變一樣不隨坐標(biāo)的旋轉(zhuǎn)而改變；位勢(shì)形變中包含了三維水汽梯度、垂直風(fēng)切變和形變場(chǎng)信息，其尤其能夠反映MCS降水過程中冷池附近下沉冷氣流與上升暖氣流對(duì)峙的結(jié)構(gòu)，能夠顯著區(qū)分降水大氣與非降水大氣的動(dòng)熱力性質(zhì)，對(duì)MCS降水有良好指示意義。相關(guān)學(xué)習(xí)成果發(fā)表于大氣科學(xué)進(jìn)展（advances in atmospheric sciences）。
　　論文信息: Li， N.， L. K. Ran， L. N. Zhang， and S. T. Gao， 2017: Potential deformation and its application to the diagnosis of heavy precipitation in mesoscale convective systems. Adv. Atmos. Sci.， 34(7)， doi: 10.1007/s00376-017-6282-4.
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　　圖：2009年8月17日(a， b)1000 UTC和(c， d) 1400 UTC模擬的MCS 15min累積降水（左欄）和位勢(shì)形變（右欄）的水平分布。其中黑色點(diǎn)表示過程最大降水中心。

位勢(shì)形變及其在降水診斷中的應(yīng)用研究獲進(jìn)展  |  責(zé)任編輯：蟲子
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