夏季强对流天气的湿急流和假相当位温研究

摘要

湿急流和假相当位温(θse)是湿空气动力学提出的两个概念，是用能量学方法研究夏季天气的有效手段，它们的突出特点是强调了水汽在暴雨和强对流天气的重要作用. 和谢义炳(1978)所阐述的低层急流的形成原理一样，湿空气在湿不稳定大气中上升，将得到加速.在较晚时刻到达某地后，将给该地区带来水汽和风，而不是低空急流输送了水汽.近年来在多个暴雨实例的中尺度数值模拟结果都与湿急流猜想相符，即暴雨区中是存在将低空急流和高空急流在垂直方向上连接起来的湿急流，利用可视化技术还可将湿空气块在暴雨云团中的上升、加速和转向的轨迹清楚地展示出来.但是，湿空气块的加速并不仅仅是湿绝热上升过程中浮力的作用，动量收支的计算表明，中尺度水平气压梯度力对气块动量的增加也有贡献.在研究夏季强对流天气的过程中还发现θse的相对大值区和低层气流辐合的重叠区域往往就是强对流天气的发生区. 文中还讨论了与暴雨和湿急流相关联的湿斜压平衡方程(即湿热成风方程)等问题，指出从总能量收支平衡出发是不能解决暴雨过程中不同形式能量之间的转换过程是如何实现的.由于暴雨过程是高度非地转平衡的，也是非静力平衡的，同时还存在复杂的多尺度之间的相互作用，因此具有完善物理过程的高分辨率的数值模式是暴雨机理研究最有效的方法.