四川天氣的“蒸籠效應(yīng)”研究

95437部隊(duì)69分隊(duì) 四川 南充 637100

一、氣象預(yù)報(bào)的本質(zhì)

氣象預(yù)報(bào)的本質(zhì)就是研究大氣中水汽的聚散程度，以及水汽的三種狀態(tài)變化導(dǎo)致的氣象要素變化對(duì)人類活動(dòng)的影響程度。為了研究這種變化，我們通過(guò)風(fēng)場(chǎng)來(lái)研究水氣的輸送、聚集狀態(tài)，同時(shí)研究溫度場(chǎng)的分布來(lái)研究水汽的三種狀態(tài)相互轉(zhuǎn)化情況，這就是常說(shuō)的溫濕條件。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們的數(shù)值預(yù)報(bào)可以計(jì)算出大氣中風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)、濕度場(chǎng)的定量分布，同時(shí)還可以計(jì)算出大氣的渦度、散度。為了形象的說(shuō)明如何運(yùn)用這些資料來(lái)研究四川盆地上空大氣中的“水”的變化，這里引入“蒸籠模型”。

二、蒸籠模型的啟示

老子說(shuō)“天地之間，其猶橐籥乎”，這里的“橐籥”就是古時(shí)候的風(fēng)箱，老子說(shuō)天地之間就像一個(gè)大的風(fēng)箱一樣，這一點(diǎn)啟發(fā)了我；多年的工作經(jīng)驗(yàn)告訴我，四川盆地的天地之間更像一個(gè)大的“蒸籠”，運(yùn)用“蒸籠模型”來(lái)理解四川盆地天氣，更為直觀方便。

為了簡(jiǎn)單描述，這里只把空中天氣系統(tǒng)簡(jiǎn)單的分為高壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)，這里不討論地面的高低壓狀態(tài)，因?yàn)樗拇ㄅ璧氐孛嫣鞖庀到y(tǒng)除了有強(qiáng)冷空氣過(guò)境能維持2-3天高壓以外，其余時(shí)間多為相對(duì)的低壓狀態(tài)。下面分三種情況討論。

(一)如圖1，空中三層和地面都是低壓系統(tǒng)時(shí)，此時(shí)相當(dāng)于鍋和蒸籠的籠屜蓋得非常緊密嚴(yán)實(shí)，“蒸籠效應(yīng)”最為明顯，蒸籠內(nèi)部的正渦度平流有利于熱能、水汽的聚集，同時(shí)對(duì)來(lái)自孟加拉灣的南西氣流的水汽有吸引和聚集作用，本地的地表水蒸汽和粉塵、氣溶膠等粒子在盆地上空進(jìn)行充分的湍流混合。這時(shí)，我們經(jīng)常可以在數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品上看到500hpa南西氣流旺盛，700hpa、850hpa多為西南渦或者切變線等輻合作用特別強(qiáng)的系統(tǒng)。這種形勢(shì)下，最關(guān)鍵的是對(duì)水汽輸送的分析，如果有充分的水汽輸送，則相當(dāng)于“鍋”里的水汽很充分，加上“蒸籠”的輻合作用，水汽在蒸籠內(nèi)部不斷積聚這樣的結(jié)果是：1、太陽(yáng)對(duì)地表有加熱作用，非常有利于熱能的累積；2、有利于上升氣流和抬升條件的形成；3、大氣湍流作用強(qiáng)，低層能見(jiàn)度非常差，大氣污染嚴(yán)重。盆地內(nèi)的能見(jiàn)度較差、低云較多，甚至形成長(zhǎng)時(shí)間的陰雨天氣；4、由于能量的累積，水汽和抬升條件的具備，只要有一定的觸發(fā)機(jī)制，夏季極易導(dǎo)致雷暴、暴雨等危險(xiǎn)天氣的發(fā)生，其余三季則產(chǎn)生不同程度的降水。總之一句話，三層低壓系統(tǒng)控制下的水汽很容易聚集，易出現(xiàn)低云、低能見(jiàn)、雷暴等對(duì)飛行安全影響較大的天氣現(xiàn)象。

圖1 三層低壓系統(tǒng)蒸籠效應(yīng)最明顯

(二)如圖2，地面和空中三層形勢(shì)都是高壓系統(tǒng)的情況，三層都是高壓控制，相當(dāng)于鍋上面的籠屜沒(méi)有了，就沒(méi)有了湍流混合和熱能、水汽的累積，熱量、水汽、氣溶膠粒子等可以順利四處飄散，所以天氣晴好，沒(méi)有底云、能見(jiàn)度也特別好，有利于飛行氣象安全。

圖2 三層高壓，鍋上沒(méi)有籠屜

(三)如果三層中有些是低壓系統(tǒng)有些是高壓系統(tǒng)，這種情況者盆地上空非常多見(jiàn)，這也是四川多陰天的原因。此時(shí)，低壓系統(tǒng)就相當(dāng)于這一層的籠屜是關(guān)上的，不利于熱能、水汽、氣溶膠粒子的散發(fā)，里面的湍流混合作用就強(qiáng)，反映到天氣現(xiàn)象就復(fù)雜；高壓系統(tǒng)就相當(dāng)于籠屜是打開(kāi)的，有利于熱量、水汽、氣溶膠粒子的散發(fā)，里面的湍流混合作用就弱，反映到天氣現(xiàn)象就簡(jiǎn)單一些。簡(jiǎn)言之，地面、850hpa、700hpa主要影響中低層的天氣現(xiàn)象，如中低云、能見(jiàn)度、降水等，700hpa、500hpa主要影響中高層的天氣現(xiàn)象，如中高云、降水等。

本文所描述的模型可以用來(lái)很好的描述哪些模型有利于水汽的聚集，哪些模型有利于水汽的輻散，只要熟練掌握了這個(gè)根本，在結(jié)合數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品的溫度場(chǎng)，濕度場(chǎng)的分布，做預(yù)報(bào)將是一件非常簡(jiǎn)單和愉快的事情。

推而廣之，大氣就像一個(gè)巨大的蒸籠籠罩著整個(gè)地球，低壓系統(tǒng)控制的地區(qū)就是籠罩得緊一些，大氣輻合作用強(qiáng)，容易聚集熱量、水汽、氣溶膠粒子，自然就氣象萬(wàn)千；而高壓系統(tǒng)控制的地區(qū)則相當(dāng)于把這個(gè)地區(qū)的籠屜打開(kāi)了，大氣輻散作用強(qiáng)，水蒸氣、氣溶膠等粒子容易散發(fā)到四周去，自然就風(fēng)和日麗。這不正是老子說(shuō)的“天地之間，其猶橐籥乎”。通過(guò)這樣一個(gè)過(guò)程的認(rèn)識(shí)，對(duì)空中各層的大氣運(yùn)動(dòng)及其相互影響和產(chǎn)生的天氣結(jié)果有了較為直觀的認(rèn)識(shí)，這樣有助于建立立體模型思維，對(duì)天氣變化的認(rèn)識(shí)更直觀深刻，從而更好提高資料的利用效果和預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。