关于等熵位涡应用的一点认识

吴洪

doi:10.16032/j.issn.1004-4965.2023.013

关于等熵位涡应用的一点认识

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.013

吴洪

中国气象局气象干部培训学院，北京 100081

详细信息

作者简介:
吴洪，男，江苏省人，副教授，从事天气预报在职教育、大气动力和天气机理研究。E-mail：wuh@cma.gov.cn

中图分类号: P433
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出版历程
- 收稿日期: 2021-08-26
- 修回日期: 2021-12-08
- 刊出日期: 2023-02-20

INSIGHTS ON THE APPLICATION OF THE ISENTROPIC POTENTIAL ORTICITY

WU Hong

China Meteorological Administration Training Center, Beijing 100081, China

摘要

摘要: 位涡、湿位涡及其守恒开启了(湿)位涡理论的较广泛应用，使(湿)位涡成为天气系统、天气现象演变的重要诊断物理量，能有效解释一些天气系统、天气现象的演变。为合理应用(湿)位涡及等熵位涡思维，简单分析了气象常用坐标中位涡、湿位涡表达式的限制性条件，强调此条件与(湿)等熵坐标成立的条件相同，指出z坐标(湿)位涡与p、θ(θ_se)坐标(湿)位涡存在物理差异。在θ(θ_se)坐标中，气块的水平速度是相对水平面(地面)的移动速度，而非气块沿着等θ(θ_se)面的移动。在(湿)等熵位涡分析中，(湿)等熵位涡强度的变化，是平流、垂直输送以及非绝热过程的综合作用，不能简单归因为只由高层的(湿)等熵位涡异常向中低层传输、或中低纬的(湿)等熵位涡异常向高纬传送所造成。
- 等熵位涡 /
- 湿等熵位涡 /
- θ坐标 /
- θ_se坐标
Abstract: The concept of potential vorticity, (moist)potential vorticity and its conservation equation has been applied widely and the (moist)potential vorticity has become an important diagnostic physical quantity for the evolution process of some synoptic systems and weather events. In this paper, the restrictive condition of the formula of (moist)potential vorticity is discussed. This condition is the same as that of the θ(θ_se) coordinates. There is physical difference between the (moist)potential vorticity in z coordinates and the one in p, θ(θ_se) coordinates. The wind does not indicate the air parcel to move along the (moist) isentropic surface in the θ(θ_se) coordinates. In the (moist)isentropic potential vorticity analyses, it proves to be problematic to assume that the variation of (moist)potential vorticity only results from the downward propagation of (moist) isentropic PV anomaly from the high level or the upward propagation of (moist) isentropic PV anomaly from the low and middle levels.
- isentropic potential vorticity /
- moist isentropic potential vorticity /
- isentropic coordinates /
- moist isentropic coordinates

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参考文献(32)

[1]	HOSKINS B J, McINTYRE M E, ROBERTSON A W. On the use and significance of isentropic potential vorticity maps[J]. Quart J Meteor Soc, 1985, 111: 877-946. doi: 10.1002/qj.49711147002
[2]	BENNETTS D A, HOSKINS B J. Conditional symmetric instability-a possible explanation for frontal rainbands[J]. Quart J Meteor Soc, 1979, 105: 945-962. doi: 10.1002/qj.49710544615
[3]	DAVIS C, EMANUEL K. Potential vorticity diagnostics of cyclongenesis[J]. Mon Wea Rew, 1991, 119(8): 1 923-1 953.
[4]	McTAGGART C R, GYAKUM J R, Yau M K. Moist component potential vorticity[J]. J Atmos Sci, 2003, 60: 166-177. doi: 10.1175/1520-0469(2003)060<0166:MCPV>2.0.CO;2
[5]	吴国雄, 蔡雅萍, 唐晓菁. 湿位涡和倾斜涡度发展[J]. 气象学报, 1995, 53(4): 387-405. doi: 10.3321/j.issn:0577-6619.1995.04.007
[6]	高守亭, 雷霆, 周玉淑, 等. 强暴雨系统中湿位涡异常的诊断分析[J]. 应用气象学报, 2002, 13(6): 662-670. doi: 10.3969/j.issn.1001-7313.2002.06.003
[7]	留小强, 王田民, 吴宝俊, 等. 湿位涡方程及其应用[J]. 大气科学, 1994, 18(5): 569-575. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1994.05.07
[8]	李英, 陈联寿, 雷小途. Winnie(1997)和Bilis(2000)变性过程的湿位涡分析[J]. 热带气象学报, 2005, 21(2): 142-152. doi: 10.3969/j.issn.1004-4965.2005.02.004
[9]	姚秀萍, 吴国雄, 刘屹民, 等. 热带对流层上空东风带扰动影响西太平洋副热带高压的个例分析[J]. 气象学报, 2007, 65(2): 198-207. doi: 10.3321/j.issn:0577-6619.2007.02.006
[10]	叶爱芬, 李江南, 徐永辉, 等. 珠三角一次暖区强降水过程湿位涡的演变特征[J]. 热带气象学报, 2011, 27(2): 237-243. doi: 10.3969/j.issn.1004-4965.2011.02.012
[11]	李娜, 冉令坤, 周玉淑, 等. 北京"7.21"暴雨过程中变形场引起的锋生与倾斜涡度发展诊断分析[J]. 气象学报, 2013, 71(4): 593-605. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB201304002.htm
[12]	衣娜娜, 姜学恭, 董祝雷, 等. 内蒙古一次沙尘过程的数值模拟[J]. 中国沙漠, 2020, 40(3): 115-126. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGSS202003014.htm
[13]	陈宏, 杨晓君, 尉英华, 等. 干冷空气入侵台风"海棠"残余低压引发的华北地区大暴雨分析[J]. 暴雨灾害, 2020, 39(3): 241-249. doi: 10.3969/j.issn.1004-9045.2020.03.004
[14]	肖玉华, 郁淑华, 高文良, 等. 一例伴随西南涡的入海高原涡持续活动成因分析[J]. 高原气象, 2018, 37(6): 1617-1627. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GYQX201806014.htm
[15]	马婷, 刘屹岷, 吴国雄, 等. 青藏高原低涡形成、发展和东移影响下游暴雨天气个例的位涡分析[J]. 大气科学, 2020, 44(3): 472-486. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK202003002.htm
[16]	吴志彦, 李宏江, 赵海军. 等熵位涡揭示的一次强寒潮过程中高层扰动特征[J]. 海洋气象学报, 2017, 37(1): 84-91. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SDQX201701009.htm
[17]	张亚妮, 姚秀萍, 于超. 高层动力强迫对回流型华南暖区暴雨影响的个例研究[J]. 热带气象学报, 2019, 35(2): 166-176. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.015
[18]	邬仲勋, 王式功, 尚可政. 冷空气大风过程中动量下传特征[J]. 中国沙漠, 2016, 36(2): 467-473. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGSS201602027.htm
[19]	吴迪, 楚志刚, 闫立奇. 东北冷涡发展过程的位涡收支分析[J]. 高原气象, 2015, 34(1): 103-112. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GYQX201501011.htm
[20]	侯定臣. 夏季江淮气旋的Ertel位涡诊断分析[J]. 气象学报, 1991, 49(2): 141-150. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB199102001.htm
[21]	郑永骏, 吴国雄, 刘屹岷. 涡旋发展和移动的动力和热力问题Ⅰ: PV-Q观点[J]. 气象学报, 2013, 71(2): 185-197. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB201302003.htm
[22]	寿绍文. 位涡理论及其应用[J]. 气象, 2010, 36(3): 9-18. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXX201003004.htm
[23]	毛程燕, 李浩文, 龚理卿. 2018年一次非典型梅雨锋暴雨过程诊断分析[J]. 气象与环境学报, 2019, 35(6): 8-13. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-LNQX201906002.htm
[24]	王坚红, 牛丹, 任淑媛, 等. 不同深厚气旋入海发展中环境因子作用对比研究[J]. 热带气象学报, 2015, 31(6): 744-756. https://rdqxxb.itmm.org.cn/article/id/20150603
[25]	裴坤宁, 王磊, 李谢辉, 等. 一次变形场背景下的暴雨位涡诊断研究[J]. 高原气象, 2019, 38(6): 1221-1228. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GYQX201906009.htm
[26]	覃武, 赵金彪, 黄荣成, 等. 台风"山竹"登陆结构变化及造成广西强降水异常分布的成因分析[J]. 热带气象学报, 2019, 35(5): 587-595. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.053
[27]	胡伯威. 关于位涡理论及其应用的几点看法[J]. 南京气象学院学报, 2003, 26(1): 111-115. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-NJQX200301015.htm
[28]	陶祖钰, 周小刚, 郑永光. 从涡度、位涡、到平流层干侵入——位涡问题的缘起、应用及其歧途[J]. 气象, 2012, 38(1): 28-40. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXX201201004.htm
[29]	吕美仲, 侯志明, 周毅. 动力气象学[M]. 北京: 气象出版社, 2004: 9-128.
[30]	周小刚, 柳士俊, 王秀明, 等. 对气象常用中部系位涡形式的探讨[J]. 物理学报, 2011, 60(5): 059201-1-7.
[31]	杨大升, 刘余滨, 刘式适. 动力气象学[M]. 北京: 气象出版社, 1980: 85-192.
[32]	伍荣生. 大气动力学[M]. 北京: 高等教育出版社, 2002: 1-120.