与直线型对流大风相关的强风暴形态结构和热动力学过程

摘要

从预报预警业务的视角,重点讨论了直线型对流大风形成机理与对流风暴形态结构演变、风暴内部热动力学与云-水微物理过程之间的科学逻辑关系,以及它们在现代业务观测体系中的“显性表征”,对一些存在不同观点或解释的科学问题进行了探讨,以期帮助相关人员科学理解“观测现象”背后的物理逻辑、提高科学预警能力。主要结论:对流风暴引发的直线型地面强风,直接驱动因子来自于风暴内部的垂直运动,而垂直运动的主要贡献来自于“热力学作用造成的扰动气压垂直变化”和对流冷池效应强迫,它们又与风暴内部的蒸发(凝结)、融化(凝华)等云-水微物理过程直接相关;这些热动力学和云-水微物理过程的演变可以通过一系列的“观测现象”表征出来,例如雷达观测到的弱回波槽口、后侧入流急流、中层径向强辐合、中气旋、阵风锋等,以及地面气象要素随时间的剧烈变化。线型风暴系统的形态变化特征是由于风暴系统内部的动力学过程或者风暴系统与环境大气相互作用导致的,并不是所有的线型风暴系统都会演变为弓状回波特征的飑线;RKW理论本质上解释了整体飑线系统与环境风垂直切变之间的相互作用问题,实质上环境风场更多是在主导飑线移动和传播,而飑线的发展、维持可能主要是由风暴内部的热动力学过程控制的。