（气象学专业论文）影响西南低涡发展因子的研究.pdf

中文摘要 本文利用1 9 5 1 2 0 0 5 年n c e p n c a r 再分析的一日四次高度场、风场资料，统计出每年西 南低涡移出源地后发展的次数以及5 5 年来西南低涡生成和发展的年际变化。统计结果表明 5 5 年问，西南低涡在源地的生成数量表现出明显的年际变化，总体数量呈现出下降趋势： 西南低涡在移出源地后发展的统计也呈现明显的年际变化，总体表现出上升的趋势。 利用非热成风涡度的大小对西南低涡移出源地后是否发展制定相应的阈值。在低涡生 成前1 2 小时，在西南地区有较大的正值非热成风涡度出现。若非热成风涡度大于3 7 8 ( 单 位：1 0 5 秒) ，则低涡生成后将进一步发展；若非热成风涡度小于1 1 8 ( 单位：1 05 秒) ， 则低涡生成后逐渐填塞、消亡。 通过对比移出源地后发展和消亡的西南低涡，发现二者在8 5 0 h p a 、7 0 0 h p a 、5 0 0 h p a 和 2 0 0 h p a 的流场、涡度场、散度场和高度场等方面都存在明显的差异。 1 、当中层有扰动叠置在西南低涡的上空时，若7 0 0 h p a 的低涡中心位于扰动的前部，中 心附近盛行西南风，在5 0 0 h p a 两南气流的引导下补充正涡度促使西南低涡的发展；若 7 0 0 h p a 的低涡中心位于扰动的后部，中心盛行两北气流，低涡将逐渐填塞、消亡。 2 、作为对流层中下层的两南低涡，在流场上表现为辐合，它的发展要求高层必须有辐 散，且辐散的强度要大于中低层的辐合强度，否则低涡将逐渐填塞，最终消亡。 3 、当低涡位于5 0 0 2 0 0 h p a 高空槽前时，如高空槽加深，槽前的正涡度平流和上升气 流都有利于低涡的发展；反之若低涡位于高空槽后或高空脊下面时，不构成低涡发展的有 利条件，这时低涡常常减弱、消亡。 另外本文还挑选了一个西南低涡移出源地后发展的个例，分析了其在初生阶段、成熟 期和减弱期的结构特征。研究结果表明，本例低涡在初生阶段和减弱阶段是一个浅薄天气 系统，在成熟阶段是一个深厚的闭合气旋系统。 关键词：西南低涡，影响冈子，年际变化，非热成风涡度 a b s t r a c t h e r ew ei m p r o v et h es t a t i s t i c a lm e t h o do fs o u t h w e s tv o r t e xb yu s i n gt h en c e p n c a r r e a n a l y s i sd a t ao ft h eg e o p o t e n t i a lh e i g h ta n dw i n df o r 19 51 - 2 0 0 5 ，t os e p a r a t ei n d e p e n d e n t p r o c e s so fs o u t h w e s tv o r t e xb u i l d i n ga n dd e v e l o p i n g w ea l s oc o u n t t i m e so fv o r t e xd e v e l o p i n g a n dm ei i l t e r a n n u a lc h a n g eo fb u i l d i n ga n dd e v e l o p i n g i n5 5y e a r s ，s t a t i s t i c s0 1 1d e v e l o p i n g v o r t e xa p p e a ra s c e n t ，a n dd e v e l o p i n gp r o p o r t i o ni sa l s or i s e t t om e a s u r et h a tv o r t e xi sd e v e l o p i n go rn o t ，as t a n d a r di ss e tu pb yu s i n gn o n - t h e r m a lw i n d v o r t i c i t y 12h o u r sb e f o r ev o r t e xb u i l d i n g ，p o s i t i v e n o n - t h e r m a lw i n dv o r t i c i t yi sg r e a t e r i f n o n t h e l m a lw i n dv o r t i c i t yi sg r e a t e rt h a n3 7 8 ，v o r t e xw i l ld e v e l o p i fn o n - t h e r m a lw i n d v o r t i c i t yi sl e s st h a n1 18 ，v o r t e xw i l lp e r i s hg r a d u a l l y b yc o n t r a s to fd e v e l o p i n gv o r t e x a n dp e r i s h i n gv o r t e x ，w ef o u n dt h a t t h e r ea r eq u i t e d i 岱e r e n c e si nf l o wf i e l d ，g e o p o t e n t i a lh e i g h t ，v o r t i c i t ya d v e c t i o nf i e l d ，d i v e r g e n c ef i e l da n d s o o n f i r s t l y ，w h e nm e r ei sad i s t u r b a n c ea b o v ev o r t e xi nm i d d l et r o p o s p h e r e ，i f v o r t e xc e n t e ri si n 矗- o n to fd i s t u r b a n c ea 1 1 di ns o u t h w e s t e r , t h ep o s i t i v ev o r t i c i t yw i l lu r g ev o r t e xt od e v e l o p ，i f c e n t e ri sb e h i n dd i s t u r b a n c ea n di nn o r t h w e s t e r , t h ev o r t e xw i l lp e r i s hg r a d u a l l y s e c o n d l y , w h i l es o u t h w e s tv o r t e x i s c o n v e r g e n c ei n m i d d l ea n dl o w e rt r o p o s p h e r eo f a t i t l o s p h e r e ，i tm u s ti sd i v e r g e n c ei nu p p e rt r o p o s p h e r e ，w h i c hi n t e n s i t y i sg r e a t e r ，o t h e r w i s e v o r t e xw i l lp e r i s hs t e pb ys t e p t h i r d l v w h e nv c i n e xi si nf r o n to fu p p e rt r o u g ha n dt r o u g hd e e p s ，b o t hp o s i t i v ev o r t i c i t y a d v e c t i o na i l du p d r a f ia r eb e n e f i c i a lt ot h ed e v e l o p m e n to fv o r t e x i fv o r t e xi s b e h i n du p p e r t r o u g ho rb e l o wu p p e rr i d g e ，v o r t e xw i l lp e r i s h i na d d i t i o n ，ad e v e l o p i n ge x a m p l ei sa n a l y z e dt o f i n di t ss t r u c t u r ef e a t u r ei nt h es t a g eo f b u i l d i n g m a t u r ea n dw e a k e n i n g t h er e s u l ti st h a t ，t h i s v o r t e xi sas h a l l o ww e a t h e rs y s t 锄i n b u i l d i n gs t a g ea n dw e a k e ns t a g e ，s t r o n gw e a t h e rs y s t e m i nm a t u r es t a g e k e y w o r d s ：s o u t h w e s tv o r t e x ，d e v e l o p ，i n t e r a n n u a lc h a n g e ，n o n - t h e r m a lw i n dv o r t i c i t y n 学位论文独创性声明 本人郑重声明： 1 、坚持以“求实、创新的科学精神从事研究工作。 2 、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究 成果。 3 、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。 4 、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构 已经发表或撰写过的研究成果。 5 、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示 了谢意。 作者签名： 主丕 日期：笪f 里，芏二型 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京信息工程大学有关保留、使用学位论文的规 定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论 文的电子版和纸质版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制 并允许论文进入学校图书馆被查阅；有权将学位论文的内容编入有 关数据库进行检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密 的学位论文在解密后适用本规定。 作者签名：芏丕 日期：- - y d i o 、r ，鲨 第一章引言 1 1 西南低涡简介 西南低涡是在青藏高原、横断山脉和四川盆地等特殊地形影响下，与一定环流形势相 联系的中尺度气旋式系统，源于我国西南地区，尺度为3 0 0 5 0 0k m ，多出现于7 0 0 h p a 和 8 5 0 h p a 上，西南低涡是造成我国西南地区夏季强降水过程的一支重要的中尺度系统，其发 展东移将会影响我国东部长江流域，一定天气条件下，西南低涡也会移动到华北、东北或 华南和台湾海峡两岸，导致大风暴雨天气的发生n 引。陶诗言等通过大量个例分析研究表 明，西南低涡是造成中国夏j l ，年暴雨的主要原因之一。在我国天气预报中，就其所弓f 起的 暴雨天气的强度，频数和范围而言，可以说仅次于台风及其残留低压。我国的许多重大暴 雨天气过程都与西南低涡的产生和发展有着直接的关系h 。 目前，对于西南低涡的研究大多是针对某一个个例进行分析研究侣1 2 1 ，这些研究虽然 揭示了西南低涡的许多事实，但对两南低涡的发生频数、产生源地、生命史及移动情况等 还缺乏较为清晰准确的认识，特别是关于西南低涡的统计分析工作相对较少，统计研究中 对两南低涡的定义也不统一，有的研究所用的资料的年代较短较早，有的将地面剑7 0 0 h p a 低压均作为两南低涡进行统计。到目前为止，仅存在少数比较系统的对两南低涡的统计分 析和研究3 ，但由于所用资料时段等方面的限制，这些统计结果仍有待进一步验证。西 南低涡是影响我国强降水过程的最重要的天气系统之一，进一步加强对西南低涡的统计研 究，对深入理解西南低涡与我国的强降水过程的关系，指导西南低涡的预报和减少其造成 的暴雨灾害都具有十分重要的意义n 5 2 引。因此，为了进一步深入了解西南低涡活动的特征， 有必要选取更新、更长时段的资料进行统计研究。 我国老辈气象工作者早就注意剑两南低涡夏半年对我国降水的影响。我国近代地理 学、气象学的奠基者竺可桢先生1 9 1 6 年发表在“科学”杂志上的他的第一篇气象论文“中 国之暴雨及风暴说”一文中，就曾指出：“中国东南部之风暴，多起源于两藏或四川，所 取道大多数均沿长江流域，然亦有循黄河流域者。行程自四川至东海或黄海2 日。”竺先 生在这段话中指的风暴，无论是源地，还是移向、移速，都与今日的两南低涡( 也可能包 l 括西北或高原低涡) 相同，因此，可以断言，它包括西南低涡1 2 。 最初对于西南低涡的研究可以追溯到2 0 世纪4 0 年代前后。我国解放前，气象事业非 常落后，虽有老一辈气象科学工作者做过些讨论和论述，但对它的研究还是很不够的。解 放以后，随着我国气象科学事业的蓬勃发展，对西南低涡的研究也随之逐步深入。三十多 年间，发表了数十篇专题论文、总结等，内容包括基本事实的统计、天气现象的披露、热 力和动力机制的数理推求、模型和数值试验以及雷达、卫星云图等现代科学的应用。直剑 今天，对于两南低涡的研究还处于逐步深入阶段，还有许多朱知的领域等待我们去认识。 1 1 1 西南低涡定义 最早关于两南低涡的定义有两重意思：一是在7 0 0 百帕等压面上在川西附近有一个气 旋性的低涡；二是在地面图上与低涡对应的地区，2 4 小时变压为负变压。这两层含义组合 起来就构成了西南低涡( 早期也有叫两南低压) 。 关于两南低涡比较严格的定义，四川省成都中心气象台1 9 6 4 年4 月的一份研究材料中 这样规定：( 1 ) 两南低涡有别于两北涡，它产生于西南地区；( 2 ) 西南低涡主要是7 0 0 百 帕上的高空中型气旋，冈此它产生的地区仅限于高原东麓3 5 0 0 米以下的地区。在2 8 。3 0 n 以北地区，7 0 0 百帕低涡不应分析至l j l 0 3 。e 以西；在2 8 。3 0 7 n 以南则可向西延伸至u 1 0 0 。e ；( 3 ) 西南低涡虽然是比较浅薄的高空气旋，但不能单凭四周风向米确定低涡，还必 须根据周围高度值画一条闭合等高线为确定低涡的补充条件。 以后揭露出更多的实事说明，西南低涡在源地新生以后，有的有强烈的天气现象配合， 有的则没有出现强烈的天气现象而逐渐填塞；有的能从源地外移它区，有的在源地附近消 失；有的能完整地画出一条以上的闭合等高线，有的只在流场上存在气旋性环流，伴随强 烈对流性天气现象后，才出现闭合低涡，不同的实际和理论工作者，又往往根据自己具体 工作的需要作出这样或那样的约定，因此，对西南低涡的含义表现出明显的差异。但是， 也充实了新的内容。突出的有以下两个方面： ( 1 ) 随着气象卫星的发射成功，卫星云团的问世并投入天气预报业务，出现了所谓低涡云 团的看法。看法认为，在西南低涡生成之前，常有云团或云系在“雅一布河谷”和四川盆地 2 积聚。 ( 2 ) 西南地区，特别是四川省所属气象台站的工程师和预报人员，根据多年实际工作的经 验，提出所谓“气旋曲度”的概念。所谓“气旋曲度”是指出现在7 0 0 百帕等压面上，在 青藏高原东南缘( 包括四川西部) 的中尺度气旋性环流，从高度场的数值上，在上述地区 画不出闭合等值线。 时至今日，关于西南低涡的定义还存在分歧，这是人们认识事物的必然发展过程。但 是，有一点很明确，这就是西南低涡是在青藏高原东南缘特殊地形影响f ，出现在我国西 南地区7 0 0 百帕等压面上的，浅薄的中尺度气旋式涡旋。 1 1 2 西南低涡的形成 早在五十年代初期就有人提出，两南低涡是在青藏高原特殊地形影响下所引起的动力 性低涡，并与高原东侧南边北上的暖空气及北边南下的冷空气在此形成显著的切变线有关。 以后的工作进一步深化了这个见解，强调不变的地形影响和多变的流场形势的相互作用。 西南低涡的形成与其源地的特殊地形有密切关系。四川盆地西部地处青藏高原的东南缘， 由于高原作用，有下列一些地形动力效应： ( 1 ) 青藏高原东南缘为横断山脉，山脉的走向为两北至东南偏南方向。在春季，南支两风 由高原南缘向东沿横断山脉的谷地向北流去，由于地形的作用，使气流不断产生气旋性涡 旋，五月以后，西风带北撤，高原南缘盛行西南季风，西南气流沿高原南缘并通过横断山 脉河谷时，也同样会产生气旋性涡旋。 ( 2 ) 当低层的西南气流进入横断山脉时，由于左侧为青藏高原的主体部位，地势比右方高， 且地势自西北向东南倾斜，加上边界层内的摩擦作用，使得右边的风速比左边大，呈现气 旋性切变，有利于低涡的形成。 ( 3 ) 四川盆地低空形成的西南涡，其原因是当高原南缘为偏西或西南气流时，位于高原东 侧的四川盆地风速较小，而两南气流较强，由于绕流作用，遂产生气旋性切变，有利于低 涡的形成。此外，随着西南暖湿气流的加强，形成低空急流，带来大量的水汽，一般在低 涡的东南方，水汽比较充沛，由于潜热的作用会使气旋性环流更加显著。 3 上述因地形而产生的动力辐合作用和西南气流输送水汽的条件是经常存在的。但并不 是每天都产生西南低涡，说明西南低涡的形成还与当时的天气形势存在着一定的内在联系。 总之，西南低涡的成因是比较复杂的，除地形作用以外，急流汇合，高原南缘的西风切变， 不同来源的气流辐合，温度的不均匀分布，高空低槽和低层环流型等等，无一不参与作用。 然而从天气学观点来说，某些经常起作用的因素，如地形、急流汇合、两风切变和气流辐 合等，可以视作低涡形成的基本条件。之所以在高原尔麓的西南地区能产生此种低涡，就 在于两南地区具有此项基本条件，但具有此项基本条件并不等于一定会产生低涡。 1 1 3 西南低涡的涡源 西南低涡的涡源是指低涡新生的相对集中的地区，它同西南低涡的定义一样，随着探 测技术的发展，对涡源的认识也有一个发展过程。最初认为低涡只能在i 0 0 。e 以东产生， 后来通过卫星云图的分析，又提出了一些新的看法。有的认为，低涡初生地点全部集中在 9 5 。e 以两的高原西部和中部；有的认为，某些低涡由咸海及其附近移来，高原低涡主要 发生在昆仑山和阿尔金山南麓，其次发生在拉萨及班戈湖附近；还有的认为，低涡生成前， 红外线云图上在西部高原常有清楚的指示性云系产生，这些聚集的云团在特定的流场条件 下，可形成西南低涡，称此种云团为云涡，云涡出现的地区主要集中于三个地区：雅一布河 谷；黑河；四川盆地。此外，有的还零星分散在主要地区的附近地区，他们称上述三个主 要地区为西南低涡的“涡源”。显然，后面这儿种意见把高原涡与西南低涡混为一谈了。 即使从云涡概念出发，把“黑河涡”归并入西南低涡，也不恰当。 本文引用的涡源是参考陈忠明对两南低涡活动的统计研究所得到的高频区：其一是 i 0 0 1 0 3 。e ，2 7 3 0 。n ，中心位于1 0 1 5 。e ，2 8 5 。n ，这就是过去人们常说的九龙生成 区；其次是1 0 5 1 0 8 。e ，3 0 3 3 。n ，中心位于1 0 6 。e ，3 1 。n ，即四川盆地生成区；其三 是1 0 0 1 0 4 。e ，3 0 3 2 。n ，中心位于1 0 2 5 。e ，3 1 。n ，称为小金生成区。 1 1 4 西南低涡的结构 许多气象工作者对西南低涡的结构作过不少个例分析，由于这些个例各具特点，又不 4 处在同一发展期，难于得出一个模式性的结论。本文只作简单说明。 ( 一) 流场：西南低涡在流场上一个共同特征是：低涡气流呈气旋性向内辐合( 低层) ， 而高层呈反气旋式向外辐散，从低层到高层有上升运动，且低涡的东南部上升运动最大。 ( 1 ) 涡度场中、低层( 指5 0 0 ，7 0 0 $ j 8 5 0 百帕) 是正涡度区，只是在低层两部出现了部 分的负涡度场，这是由于低涡处在脊前槽后的位置。高层( 指3 0 0 和2 0 0 百帕) 是负涡度 区，仅在两部出现部分的正涡度场，这是由于低涡处在高空槽前的缘故。 ( 2 ) 散度场低层( 指8 5 0 和7 0 0 百帕) 的散度均是辐合占优势，高层则为辐散。在中层 ( 5 0 0 百帕) ，涡的北部是辐合，涡的南部为辐散。 ( 3 ) 垂直运动由地面到中层的上升运动范围逐渐增大，到了5 0 0 百帕上升运动范围达最 大。而上升运动首先是低涡东部开始，到了3 0 0 - 2 0 0 百帕，低涡的北部是上升运动区，而 涡的南部是下沉运动区。这是冈为低涡的北部处于高空槽前气旋性弯曲的地方，同时由下 层到上层皆为辐合，因此有上升运动；而涡的南部处于高空槽前的南部和副热带高压北缘 气流汇合处。 ( 二) 温湿场结构：低涡的温湿特性比较复杂，不同类型的低涡结构不一。 ( 三) 冷涡及暖涡：有人根据低涡与5 0 0 百帕形势及地面温乐场的配置关系，义将西南低 涡分为冷涡和暖涡。 ( 1 ) 冷涡这类低涡在7 0 0 百帕图上刚生成时都是暖性的，一般位于槽的底部或槽前，离 锋区较近，小股冷空气能在涡生成后1 - 2 天内侵入，使涡得以东移发展，所以叫冷涡。 ( 2 ) 暖涡在7 0 0 百帕图上暖涡与冷涡的主要区别是北边的锋区离低涡比较远，冷空气不 侵入涡内，所以称为暖涡( 或无锋面低涡) 。 1 1 5 西南低涡的分类 西南低涡作为7 0 0 毫巴上的气旋，它的属性与气旋的分类有关。而气旋的分类方法很多， 通常按其形成、活动的主要地理区域及其热力结构的不同进行分类。两南低涡的分类归属， 至今还在探索之中。 5 1 2 西南低涡的研究进展 冈西南低涡的发展经常会引起灾害性天气，许多气象学专家都对西南低涡的研究产生 了极大的兴趣。其中大多数专家多是针对引起重大灾害的两南低涡个例进行数值模拟等研 究，王智、高坤n 刚等人采用中尺度模式对一次西南低涡及其伴随低空急流的发展演变进行 了数值模拟。陈贵川、沈桐立、何迪乜副运用m m 5 数值模式对1 9 9 8 年7 月2 2 2 3 日一次由西 南涡引发湖南大暴雨的个例进行了数值试验。模式中设计了全地形、去掉江南丘陵地形、 去掉江南丘陵和云贵高原地形三种方案。对比试验进一步验证了江南丘陵、云贵高原对偏 南风存在狭管作用，对低空急流的形成有促进作用，从而通过低空急流影响了西南涡的发 展情况。陈栋3 1 等从大尺度环流、水汽输送和温度平流，并利用湿位涡的垂直和水平分量 以及相当位温，分析诊断了一次在“鞍”型大尺度环流背景下西南低涡发展的物理过程分 析。最近，陈忠明乜引等通过对高原涡与西南涡相互作用的个例诊断分析，发现高原低涡东 移至1 0 0 。e 以东5 时，与低涡相伴的上升气流、正涡度平流同时叠加在浅薄两南低涡上空， 与西南低涡的弱上升气流和浅薄正涡度垂直耦合，形成由低层贯穿中层以上的正涡度与上 升气流柱，导致西南低涡强烈发展。赵平晗副等对一次西南低涡暴雨诊断分析指出：在西南 低涡发展过程中伴随着低层辐合、上升运动以及水汽通量辐合的加强，满热加热的垂直分 布有利于低涡发展；水汽辐合最强超前于西南低涡最强盛阶段。朱禾幢刚等从湿位涡守恒理 论出发研究了西南低涡的发展。邹波心7 3 等通过对一次强烈发展的西南低涡过程进行诊断指 出：大气低层的非平衡动力强迫一v 2 ( 中+ v v 2 ) + k v ( f + 毛) v n n 的部分有m 1 个测量结果或信号无法直接得到，通常称其为端部效应，需设 法补入。 应当指出，滑动平均法的参数选取将直接影响对数据的平滑效果，如m 取得较大，则局 部平均的相邻数据偏多，尽管平滑作用较大，有利于抑制频繁随机起伏的随机误差，然而 也可能将高频变化的确定性成分一起被平均而削弱：反之，若m 取得较小，则可能对低频随 机起伏未作平均而减小，即不利于抑制随机误差，因此应按平滑的目的及数据的实际变化 情况，来合理选取滑动平均的参数m 。在动态测试数据处理中应用较多的是最简单的5 - 1 1 点等权中心平滑或2 、3 次加权中心平滑。 2 3 西南低涡的统计方法和非热成风涡度的计算方法 统计西南低涡移出次数的方法参照了陈艳的硕士学位论文两南低涡的气候特征及与 降水的关系研究以及姚素香的近5 0 a 春季东温带气旋活动频数的气候特征及其变化 崎引，首先对所需要的的高度场进行中尺度滤波，定义发生源地：1 0 0 1 0 7 5 。e ，2 7 5 3 5 。n ，定义关键区：1 1 0 1 1 2 5 。e ，2 7 5 3 5 。n ，由于本文主要考虑两南低涡对长江中下 游的影响，所以确定关键区时取的网格范嗣重点在长江中下游地区。 定义低涡确定条件： 7 0 0 h p a ：存在u o ，位势高度 = 1 o e 。5 垂直方向：9 2 5 h p a 5 0 0 h p a 涡度值均为正。 且当某个格点的高度值小于与它相邻的8 个格点的值时，定义它为低涡中心。 搜索低涡时在固定区域依次扫描格点，满足条件的记录下它的时次、低涡中心所在位 置。具体计算步骤如下：在源地1 0 0 1 0 7 5 。e ，2 7 5 3 5 。n 搜索连续两个时次，t 时刻 和t + l 时刻有满足条件的低涡；下一个时次，即t + 2 时刻在关键区搜索到满足条件的低涡， 1 3 即确定为一次低涡的移出。 大气的准地转理论证明，当大气中地转平衡遭剑破坏的时候，由于天气尺度运动的特 性，必然会产生相应的垂直运动进行调整，以建立新的平衡。这种调整过程会对天气系统 的发生、发展有着重大的作用。 引入简化的大尺度运动方程组： 涡度方程 其中 散度方程 等+ 九步= 。 百a d 一彤= 一g 埘 ( 2 1 1 ) 绝热形式的热流入量方程 鲁( 等 + 争国= 。 连续方程 一au + 业+ 堕：u 一 ( 2 1 3 ) 一+ 一+ = l z jj axayap 。，avau u， dva 鸟2 万一万 一 d xa1 ， d ：塑+ 业 a 工 a y 按图2 3 的两层模式展开，并利h j 边界条件 厂p = 0 时， _ 0 ，则将有上升运动发生或加强；反之，如 果有非热成风涡度爵 3 7 8 2 0 ( 单位：1 0 5 秒) ，低涡内上升运动增大，则西南涡移出源地后会进一步加深、发展；若中 心值爵 3 7 8 ，则低涡 进一步发展；若爵 3 7 8 ( 单位： 1 05 s 。) ，则低涡进一步发展；若爵 1 1 8 ( 单位：1 05 s 。1 ) ，则低涡逐渐填塞、消亡。 ( 2 ) 通过对比移出源地后发展和消亡的西南低涡的流型得出，当中层有扰动叠置在西 南低涡的上空时，若7 0 0 h p a 的低涡中心位丁扰动的前部，中心附近盛行西南风，在5 0 0 h p a 西南气流的输送下补充正涡度促使西南低涡发展；若7 0 0 h p a 的低涡中心位于扰动的后部， 中心盛行西北气流，则低涡将逐渐填塞、消亡。 ( 3 ) 大气作为连续介质，上、下层之间是相互影响、相互制约的。作为对流层中下层 的两南低涡，在流场上表现为辐合，它的发展要求高层必须有辐散，且辐散的强度要大于 中低层的辐合强度，否则低涡将逐渐填塞，最终消亡。 6 3 ( 4 ) 另外在高度场方面，当低涡位丁二5 0 0 一2 0 0 高空槽前，且高空槽加深时，槽前的正 涡度平流和上升气流都有利于低涡的发展；反之若低涡位于高空槽后或高空脊下面时，不 构成低涡发展的有利条件，这时低涡常常减弱、消亡。 ( 5 ) 从年际变化的角度上看，5 5 年间，西南低涡的生成数量呈下降的趋势，而发展的 西南涡数量则总体呈上升趋势，特别是在2 0 世纪6 0 年代后期到8 0 年代初期，是发展低涡 比较集中的区间。 ( 6 ) 本例低涡在初生阶段是个4 5 0 h p a 以下的浅薄天气系统，在散度配置方面，西南 低涡的低层为辐合，高层为辐散，但是此时的高层辐散强度并没有大于低层的辐合强度， 有利于低涡发展的散度场配置在本例中的初生阶段还并没有形成。低涡中心在8 5 0 h p a 上辐 合强度最大。 ( 7 ) 本例低涡在成熟阶段，从边界层到对流层项，西南低涡已经演变为一个深厚的闭 合气旋系统。在低涡区域内，正涡度从对流层低层一直贯穿到对流层顶l o o h p a 以上。在涡 度的经向剖面图上，大值轴处丁垂直的状态。在涡度的纬向剖面图上，人值轴向两倾斜。 本例低涡中心附近，从边界层到5 0 0 h p a 附近处于辐合气流中，在低涡西南部和两北部， 5 0 0 h p a 以下均为辐散场控制。散度场在低层是辐合的，高层是辐散的，并且高层辐散的强 度要大于低层辐合的强度。在低涡中心附近是人范围的上升运动，而在低涡的北部主要是 上升运动，在低涡的南部是下沉运动。低涡的东部是人范围的上升运动，而在低涡的西部 则是大范围的下沉气流。 ( 8 ) 本例低涡在减弱阶段，是一个浅薄系统。散度场配置以及垂直速度都与成熟期完 全相反，在低涡的中心附近，高层处于辐合场的控制下，而低层处于辐散场的控制下，中 心盛行下沉气流。 5 2 存在问题和工作展望 ( 1 ) 本文所制定的西南低涡是否发展的标准，仅仅是从非热成风涡度的角度所出发的， 而在实际情况下，大气的运动是复杂的，影响西南低涡发展的原因也是多样的，只从一个 条件出发来预报低涡是否发展也是不全面的。 6 4 ( 2 ) 大部分对低涡的统计工作都是采用的普查天气图的做法，这个方法虽然繁琐，工 作量也很大，但是比较细致。本文统计的年份较长，如果用传统的方法工作量太大，也缺 少相关的资料，因此用数学方法进行统计，简化了统计过程，得到的统计结果也有较好的 可信度。 ( 3 ) 天气系统的运动及其发展是复杂的，影响其发展的因素也是多元化的，本文关于 移出源地后发展和消亡低涡的对比，所考虑的要素场是基础的，今后的上作可以对其他要 素场进行进一步的对比分析，找出更多能够影响西南低涡发展的因素。 ( 4 ) 从预报低涡是否发展条件来看，以后的研究可以将非热成风涡度的条件和5 0 0 毫 巴低槽的发展趋势以及8 5 0 毫巴低涡内的变高等因素综合起来考虑，会使得对于低涡发展 与否的预报更加的准确。 ( 5 ) 在以后的研究工作中还可以关于非热成风涡度的变化方面进行进一步的研究，从 温度平流、涡度平流以及水汽凝结潜热的作用等方面讨论他们对非热成风涡度变化的影响， 从而讨论其对西南涡发展的影响。 ( 6 ) 西南低涡是影响我国降水的重要天气系统之一，在以后的工作中可以关于发展的 低涡与其形成的降水方面进行进一步的研究。 参考文献 1 陈启智，黄奕武，王其伟，谈哲敏1 9 9 0 - 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