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题名一次夜间β中尺度弓形回波形成机制机理研究
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作者
孙敏
赵畅
吴君婧
孔晓宇
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机构
上海中心气象台
南京大学大气科学学院中尺度灾害性天气教育部重点实验室
相控阵阵列天气雷达联合实验室
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出处
《气象》
CSCD
北大核心
2023年第10期1187-1202,共16页
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基金
国家自然科学基金项目(41775049)
中国气象局创新发展专项(CXFZ2022J004)
+1 种基金
上海台风研究基金项目(TFJJ202014)
“上海市气象局强对流科技创新团队”共同资助。
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文摘
2017年9月24日夜间至25日凌晨,沿长江一线发生了一次夜间强对流过程。准东西向锋面雨带南侧垂直于锋面走向的β中尺度对流系统由线状逐渐演变为弓形,造成长江中下游地区产生短时强降水,并伴随7级雷暴大风。从环境场来看,夜间不存在有利的热力条件,预报难度较大。本研究利用观测和数值模拟对弓形回波的形成和演变机制机理进行分析,雷达观测显示初始阶段有一条东北—西南向的β中尺度线状对流带,在其西南侧不断有新生的对流单体合并进入对流主体,形成侧后向传播,之后在对流主体移动方向前侧(东南侧)又有新的对流单体生成,逐渐发展成西北—东南向的带状,并向东北方向移动,最终导致原β中尺度线状对流带演变并加强为弓形回波。高分辨率数值模式模拟的对流系统演变过程与实况十分接近,利用涡度方程进行诊断分析显示涡度的倾侧项在侧后向传播中发挥了重要的作用。对流发展初期,在倾侧项作用下回波西南侧有新的对流单体生成并与主体回波合并,随着回波不断合并增强,辐散项的作用逐渐增大,主体回波在西南侧的倾侧项和东北侧的辐散项共同作用下正涡度明显增大,且其垂直平流项将正涡度向上传播,有利于对流的垂直伸展。在主体回波前侧,受水平平流项的作用不断有新的对流单体生成,但由于垂直伸展高度低,受低层风引导向东北方向移动,在移动过程中对流单体排列呈西北—东南向且逐渐合并涡度增大,最终导致线状主体回波演变为弓形回波。此次弓形回波的形成过程与经典模型存在显著差异,其弓形后侧没有明显的后侧入流急流,而是具有明显的前侧近地层入流,主要受到了前侧暖区内对流系统发展影响。
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关键词
侧后向传播
弓形回波
涡度倾侧项
涡度水平平流项
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Keywords
lateral back-building propagation
bow echo
vorticity tilt term
vorticity horizontal advection term
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分类号
P458
[天文地球—大气科学及气象学]
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