中尺度

18）0 引言中尺度渦是海洋中一種顯著且普遍存在的渦旋運(yùn)動[1]，空間尺度可達(dá)幾十至幾百千米，時(shí)間尺度為幾十至幾百天，根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向可將其分為冷渦和暖渦兩類，在北半球，冷渦為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的渦旋，海表面的水體受科氏力作用向外輻散使海表面高度降低，渦旋中心形成上升流；暖渦順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，海表面水體向渦內(nèi)輻聚，海表面高度升高，渦旋中心為下降流[2]。中尺度渦的垂直影響深度可以達(dá)到上千米，并且在移動過程中裹挾渦內(nèi)的水體與其他區(qū)域的水體進(jìn)行物質(zhì)能量交換[3-4]。因此，中尺

360 引 言中尺度渦廣泛存在于大洋與邊緣海中，具有大空間尺度、非規(guī)則3維立體結(jié)構(gòu)以及水平與垂直快速運(yùn)動等特點(diǎn)，在全球海洋物質(zhì)、能量、熱量和淡水的輸運(yùn)和分配中起著不可忽視的作用(Chen等，2011；Faghmous等，2015；李立，2002；黃冬梅 等，2019)。對中尺度渦生成、成長和消亡過程認(rèn)知不足是限制其與海洋現(xiàn)象間多尺度響應(yīng)機(jī)制和反饋?zhàn)饔醚芯窟M(jìn)展的關(guān)鍵問題。中尺度渦的自動檢測是研究其時(shí)空分布、動態(tài)變化特征，分析其對海洋生態(tài)環(huán)境變化、生物資源分布

暴雨過程邊界層中尺度天氣系統(tǒng)動力熱力特征的基礎(chǔ)上，研究歸納了三種不同天氣類型下極端暴雨邊界層中尺度天氣系統(tǒng)的發(fā)展模型。結(jié)果表明：在同一類天氣類型背景下，對應(yīng)的極端暴雨中尺度天氣系統(tǒng)的發(fā)展具有相同的規(guī)律，且極端暴雨的產(chǎn)生均與邊界層中尺度天氣系統(tǒng)的強(qiáng)烈發(fā)展有密切關(guān)系，而長江中游特殊地形在邊界層中尺度系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展中起到重要作用。在有利環(huán)流背景和強(qiáng)烈發(fā)展邊界層中尺度天氣系統(tǒng)的觸發(fā)和組織作用下，中尺度對流系統(tǒng)(MCS)的合并加強(qiáng)、停滯、后向傳播以及對流單體列車效應(yīng)等

）1 引言海洋中尺度渦流場以繞一中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)為特征，呈現(xiàn)非規(guī)則的三維螺旋狀結(jié)構(gòu)，并保持快速的水平與垂向移動[1-4]，空間尺度在50～300 km 之間，時(shí)間尺度一般在數(shù)周至數(shù)個月。中尺度渦在熱量、動能、碳和營養(yǎng)鹽等重要?dú)夂蚴聚櫸锏乃竭\(yùn)輸和垂向交換中扮演著重要角色，因此，研究中尺度渦的時(shí)空分布特征和移動模式對于更好地理解全球物質(zhì)和能量的收支具有重要意義。當(dāng)前，對于海洋中尺度渦的自動識別、軌跡追蹤和時(shí)空特征分析已有較豐富的研究。海洋中尺度渦軌跡特征分析與移動

20 引言海洋中尺度過程主要以中尺度渦旋的形式存在，空間尺度超過了100 km，攜帶了海洋中絕大部分的能量.同時(shí)，人們對小尺度的湍流過程也進(jìn)行了大量的研究工作，認(rèn)識了其在海洋混合和能量耗散中發(fā)揮的作用(Thomas et al., 2008).然而，時(shí)間與空間尺度介于二者之間的亞中尺度過程卻較少關(guān)注.近年來，一些學(xué)者對海洋亞中尺度過程進(jìn)行了研究.最早使用“亞中尺度(Submesoscale)”一詞定義海洋亞中尺度渦的是McWilliams(1985)，他描

頻發(fā)海域。海洋中尺度渦是指疊加在海洋平均流場上、時(shí)間尺度在數(shù)天至數(shù)月之間、空間水平尺度在幾十千米至幾百千米之間的渦旋，主要發(fā)生在海洋內(nèi)部，尺度較大，并且處在不停的運(yùn)動狀態(tài)之中。按照中尺度渦自轉(zhuǎn)方向可將其分為兩種類型，一種是反氣旋式渦旋（北半球?yàn)轫槙r(shí)針旋轉(zhuǎn)），也稱為暖渦；另一種是氣旋式渦旋（北半球?yàn)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)），又稱冷渦。南海北部的中尺度渦存在季節(jié)內(nèi)周期現(xiàn)象，一般持續(xù)1～2 個月，自東向西移動，空間尺度一般幾十千米至幾百千米，大都產(chǎn)生于2 000 m 以深海

，并檢驗(yàn)了當(dāng)?shù)?span id="j5i0abt0b" class="hl">中尺度客觀預(yù)報(bào)產(chǎn)品。研究結(jié)果表明：（1）此次降水持續(xù)時(shí)間長、降水強(qiáng)度大;（2）副高位置異常是造成強(qiáng)降水持續(xù)的原因之一;（3）ECMWF（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts）數(shù)值模式降水預(yù)報(bào)較差;（4）當(dāng)?shù)乜陀^預(yù)報(bào)產(chǎn)品能夠有效地從大尺度系統(tǒng)中分離放大出中尺度系統(tǒng)，但對模式產(chǎn)品中的中尺度信息依賴性較大，易出現(xiàn)虛假系統(tǒng)。關(guān)鍵詞 強(qiáng)降水;中尺度;客觀預(yù)報(bào)產(chǎn)品;模式中圖分類號：P426.

66100)亞中尺度非地轉(zhuǎn)運(yùn)動具有空間尺度1～50 km、時(shí)間尺度1～10 d的時(shí)空尺度特征[1-2]。其非地轉(zhuǎn)特性表明，亞中尺度過程是銜接中尺度地轉(zhuǎn)運(yùn)動至更小尺度過程的重要環(huán)節(jié)[3-4]，在大洋能量串級中起到重要作用。同時(shí)，亞中尺度非地轉(zhuǎn)運(yùn)動由于打破了地轉(zhuǎn)平衡，可以產(chǎn)生極強(qiáng)的垂向運(yùn)動，從而對海洋上層的熱量收支和初級生產(chǎn)力產(chǎn)生重要的影響[5-6]。因此，對于海洋亞中尺度非地轉(zhuǎn)運(yùn)動的研究具有重要意義。前人針對亞中尺度運(yùn)動的時(shí)空特征開展了系列研究，發(fā)現(xiàn)亞中尺度

15-16]。中尺度渦是指海洋中水平直徑為10～500 km、持續(xù)時(shí)間為數(shù)天至數(shù)月的水平旋轉(zhuǎn)水體[17]。南海平均水深1 000多m，面積為350萬km2，為中尺度渦的生成、傳播和演化提供了良好的條件。大量的觀測和研究[18-23]表明，南海是中尺度渦多發(fā)、頻發(fā)的海域，且南海的中尺度渦會對內(nèi)波產(chǎn)生影響，如：林宏陽等[18-19]利用衛(wèi)星高度計(jì)海面高度數(shù)據(jù)對南海及其鄰近海域中尺度渦的分析結(jié)果表明，南海年平均渦旋總數(shù)為（21±4）個，其中,氣旋渦為（10.3±

的風(fēng)場設(shè)計(jì)中，中尺度數(shù)據(jù)僅作為氣象站數(shù)據(jù)的代替，用于判斷測風(fēng)塔實(shí)測數(shù)據(jù)是大風(fēng)年、平風(fēng)年或小風(fēng)年，卻忽視了不同類型地形下中尺度數(shù)據(jù)自身的準(zhǔn)確性。本文分別選擇了山地、平地、海上風(fēng)電場，且這些風(fēng)電場都有較長的實(shí)際測風(fēng)數(shù)據(jù)，周邊地形地貌與中尺度數(shù)據(jù)所在地點(diǎn)相似。通過不同地形的風(fēng)電場實(shí)測數(shù)據(jù)與中尺度數(shù)據(jù)對比，分析不同地形中尺度數(shù)據(jù)的適用性。1 中尺度數(shù)據(jù)評估風(fēng)資源方法風(fēng)能資源評估結(jié)果的準(zhǔn)確性是風(fēng)電場工程投資的關(guān)鍵。目前，風(fēng)電場風(fēng)能資源評估的數(shù)據(jù)依據(jù)主要來自測風(fēng)塔的測

0）暴雨是一種中尺度現(xiàn)象，是在有利環(huán)流背景下由多種尺度天氣系統(tǒng)共同作用的結(jié)果［1］。隨著氣象資料日益豐富，對于長江中游和湖北境內(nèi)盛夏大暴雨天氣的環(huán)流特征和物理成因的研究不斷深入［2-5］，其主要影響系統(tǒng)通常為高低空急流、低渦、切變線和西風(fēng)帶冷槽、臺風(fēng)低壓或倒槽等。張家國等［6］分析了2008 年7 月1 日鄂東北特大暴雨過程中尺度擾動系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展、暴雨中尺度對流系統(tǒng)（MCS）結(jié)構(gòu)特征以及地形對中尺度系統(tǒng)的影響，吳翠紅等［7］分析了湖北省中尺度暴雨與中尺度

省特大暴雨過程中尺度低空急流以及中尺度低渦的發(fā)展演變特征及其形成機(jī)理。研究表明：此次特大暴雨天氣過程發(fā)生在弱天氣尺度系統(tǒng)強(qiáng)迫的背景下，中尺度低空急流以及中尺度低渦是其直接影響系統(tǒng)。低空急流的建立和發(fā)展與降水的發(fā)生和增強(qiáng)同步，而中尺度低渦出現(xiàn)在低空急流建立后約10 h，隨著低渦發(fā)展增強(qiáng)，低空急流強(qiáng)烈發(fā)展；西太平洋副熱帶高壓的增強(qiáng)西伸與河套弱低壓東移造成的地轉(zhuǎn)風(fēng)加大是低空急流形成的重要原因；偏北變壓風(fēng)的貢獻(xiàn)主要是對風(fēng)向的改變，使得低空急流以偏東急流為主；低空急

發(fā)暴雨大多是由中尺度對流系統(tǒng)（MCS）產(chǎn)生［1－9］。早些年，我國氣象學(xué)者在研究華南暴雨過程中提出了“暖區(qū)暴雨”概念［10］，但正如覃武［1］，諶蕓等［11］指出，暖區(qū)暴雨是中國大氣科學(xué)界的一個研究熱點(diǎn)，由于其天氣尺度斜壓性強(qiáng)迫弱、環(huán)境大氣熱動力不穩(wěn)定性強(qiáng)，以及特殊的地形和海陸熱力差異等外強(qiáng)迫作用，導(dǎo)致暴雨對流系統(tǒng)觸發(fā)機(jī)制復(fù)雜，暴雨突發(fā)性、局地性特征明顯。目前全球業(yè)務(wù)數(shù)值預(yù)報(bào)模式、中尺度數(shù)值模式對此類突發(fā)性暴雨的預(yù)報(bào)能力有限。究其原因，大氣對流是一個開放系

：風(fēng)能;氣象;中尺度1 氣象科技服務(wù)在新能源投資中存在的問題當(dāng)前的氣象服務(wù)主要是風(fēng)能資源測量、風(fēng)能資源評估、氣象預(yù)報(bào)三大類。1.1 風(fēng)能資源測量風(fēng)電項(xiàng)目廣泛分布于各類地形，復(fù)雜山地、丘陵起伏較大，平原分散式項(xiàng)目周邊也可能存在高大建筑或植被。風(fēng)的障礙物會顯著降低風(fēng)速并產(chǎn)生湍流，湍流區(qū)域可以擴(kuò)展到障礙物高度的3倍。風(fēng)能資源測量方面，目前主要使用測風(fēng)塔，存在建設(shè)周期長、隨高度增加成本陡增、施工要求高、安全風(fēng)險(xiǎn)大的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是海上測風(fēng)塔。因此有些企業(yè)前期設(shè)立測風(fēng)塔

穩(wěn)定作用下, 中尺度過程在黑潮延伸體海域較為活躍(Ma et al, 2015; Liu et al 2017; Sasaki et al, 2017; Ji et al, 2018; Jing et al,2019)?；跍u旋識別的方法, 胡冬 等(2018)研究發(fā)現(xiàn), 黑潮延伸體海域在20 年間形成了近6000 個中尺度渦旋。前人研究結(jié)果表明, 中尺度渦旋對上層海洋顆粒有機(jī)碳、浮游生物、位渦等水平輸運(yùn)與垂向沉降都有重要影響(Zhang et al, 2

常相關(guān)[5]。中尺度渦是孟加拉灣重要的海洋過程，作為海洋中物質(zhì)和能量交換[6]最活躍的形式，深刻影響著孟加拉灣淡水和海溫的分布狀況，繼而影響海氣相互作用。對于孟加拉灣中尺度渦的實(shí)測研究主要集中在斜壓不穩(wěn)定的東印度沿岸流[7-14]。CHEN et al[15]和CUI et al[16]基于高度計(jì)資料，利用“流線繞角法”對孟加拉灣的中尺度渦進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，揭示了沿岸流附近存在較多的中尺度渦，但并非中尺度渦的大量生成地。CHENG et al[17]基于高度計(jì)數(shù)

側(cè)重于大尺度和中尺度過程(地轉(zhuǎn)平衡條件)(Ferrari et al, 2009), 尤其近幾十年來, 衛(wèi)星高度計(jì)的成功應(yīng)用大力推動了海洋中尺度過程的研究(Stammer, 1997; Chelton et al, 2007)。然而由于目前觀測能力在空間分辨率上的限制, 海洋中的次中尺度[空間尺度O(0.1～10km), 時(shí)間尺度O(1d)]過程難以被準(zhǔn)確的觀測。盡管近年來, 海洋的水色衛(wèi)星、合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,

統(tǒng)。研究表明，中尺度對流系統(tǒng)(MCS)在同一個地區(qū)重復(fù)出現(xiàn)往往是產(chǎn)生持續(xù)性暴雨的直接原因(諶偉等，2017)，MCS的發(fā)生發(fā)展不僅受到天氣尺度系統(tǒng)的影響，同時(shí)受到中尺度系統(tǒng)的制約(Orlanski，1975；貝耐芳等，2002)，因此在研究強(qiáng)對流的同時(shí)，加強(qiáng)對不同系統(tǒng)之間相互影響的分析十分必要。東北冷渦是指我國東北地區(qū)具有一定強(qiáng)度，能維持一段時(shí)間，且有深厚冷空氣的高空冷性的氣旋性渦旋。氣象研究中常用的定義為500 hPa 天氣圖上，115°—45°E、35

言颮線是一種中尺度強(qiáng)對流天氣系統(tǒng)，多由線狀分布的雷暴單體排列而成，常伴有劇烈的天氣現(xiàn)象和氣象災(zāi)害，造成人們生命財(cái)產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失[1]。華南地區(qū)，春季為颮線多發(fā)期，方翀等[2]指出華南西風(fēng)帶颮線的形成主要在春季(3—5 月)，與江淮流域以及華北等地區(qū)颮線發(fā)生的時(shí)間不同[3]。眾多的分析指出，華南颮線發(fā)展與中緯度颮線有一定區(qū)別[4-8]，如從云貴高原、南嶺等地南下的小尺度對流帶，會發(fā)展成較大尺度的颮線，即升尺度增長：颮線的尺度從β中尺度在幾至十幾小時(shí)內(nèi)增長至α

210098次中尺度現(xiàn)象通常表現(xiàn)為細(xì)長的渦絲、渦旋、鋒面等結(jié)構(gòu)特征, 水平尺度小于一階斜壓羅斯貝變形半徑, 生命周期在幾小時(shí)到幾天之間(Bracco et al, 2019)。次中尺度過程作為中尺度和小尺度之間的物理過程, 具有較大的垂向渦度(Thomas et al, 2008), 同時(shí)具有地轉(zhuǎn)和非地轉(zhuǎn)動力特征(Thomas et al, 2013; McWilliams, 2016; Gula et al, 2019)。已有的觀測和理論研究表明, 次中

24088）亞中尺度過程包括鋒面、渦絲、渦旋以及內(nèi)波等過 程[1-2]，它們的空間尺度為幾千里到幾十千里，時(shí)間尺度為幾天到十幾天；而小尺度過程則包括小尺度的內(nèi)波以及混合等過程，它們的空間尺度僅為幾米的量級。這些過程并非各自獨(dú)立，而是緊密關(guān)聯(lián)并相互作用的。能級串可以直觀地體現(xiàn)它們之間的關(guān)系[3-4]。能級串分為正級串和逆級串。正級串是指能量從大尺度向小尺度傳遞，例如大尺度環(huán)流可以為因斜壓不穩(wěn)定而生成的中尺度渦提供能量，亞中尺度過程的增長又可以從中尺度渦汲取能

88)0 引言中尺度渦旋是全球海洋中幾乎隨處可見的一種物理現(xiàn)象[1]，其廣泛存在于海洋之中，自身很強(qiáng)的非線性[1-2]使其能攜帶著水團(tuán)運(yùn)動[3]。中尺度渦不僅包含了海洋中約90%的動能[4-5]，更是能量級串中連接大尺度和小尺度的重要中間環(huán)節(jié)[6]，對能量傳輸有著巨大的貢獻(xiàn)[7]，被認(rèn)為是上層海洋最重要的動力過程之一[8]。同時(shí)，海洋渦旋的出現(xiàn)也使得傳統(tǒng)的海洋熱鹽環(huán)流與傳送帶理論受到了挑戰(zhàn)[9]。海洋中尺度渦生成機(jī)制復(fù)雜，局地產(chǎn)生的波動[10-11]、流場

括大尺度環(huán)流、中尺度渦、亞中尺度過程和小尺度湍流混合等[1-4]，使其成為研究海洋多尺度動力過程的理想場所?；诂F(xiàn)場觀測和數(shù)值實(shí)驗(yàn)，前人開展了許多重要研究，增加了我們對南海多尺度動力過程的認(rèn)識[1-5]。近年來觀測和數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果指出，亞中尺度過程以鋒面、渦絲、小尺度渦旋等形式廣泛存在于海洋上層和復(fù)雜地形附近，在海洋能量傳遞和垂向物質(zhì)輸運(yùn)中扮演著重要角色[6-7]。就時(shí)空尺度而言，亞中尺度過程時(shí)間尺度為數(shù)天，空間尺度小于局地羅斯貝變形半徑[8]。相應(yīng)地，羅斯

一次副高外圍型中尺度環(huán)境配置，500 hPa上東亞中高緯地區(qū)為一槽一脊的環(huán)流形勢，巴爾喀什湖一帶為一長波槽，亞洲東部地區(qū)為一弱脊，低緯地區(qū)副熱帶高壓呈東西帶狀分布，副高西伸脊點(diǎn)位于東經(jīng)90°以西，青海東部切變線影響本地;700 hPa上在四川西部有一低渦形成，甘肅北部低壓槽南壓，切變線前部有低空西南風(fēng)急流;地面圖上以弱的風(fēng)輻合為主;200 hPa上，有高空急流存在，高空急流出口區(qū)的右側(cè)等高線呈疏散狀，有利于動量下傳，使得高空輻散加強(qiáng);南亞高壓的主要高壓中心

現(xiàn)多渦的特點(diǎn)。中尺度渦是指時(shí)間尺度在數(shù)天至數(shù)月之間、空間尺度在數(shù)十到數(shù)百公里之間的渦，其生成機(jī)制有多種，例如洋流的蛇行、海面風(fēng)的作用、海面加熱和冷卻、地形作用、小尺度的混合和波動等。中尺度渦可以傳輸熱能和動能并可以和平均流場相互作用。隨著觀測手段日益多樣化，中尺度渦現(xiàn)象的研究越來越活躍，有很多學(xué)者[1-6]利用現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)和遙感對數(shù)據(jù)南海的中尺度渦進(jìn)行了分析。但實(shí)測數(shù)據(jù)只局限于少量幾個渦旋進(jìn)行分析，遙感數(shù)據(jù)由于資料時(shí)間分辨率的限制無法發(fā)現(xiàn)壽命小于3 d的渦

時(shí)大暴雨過程的中尺度特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明，在有利的天氣尺度背景形勢下，地面中尺度輻合線加強(qiáng)，及其東側(cè)形成東北風(fēng)、偏北風(fēng)和偏南風(fēng)3股氣流的輻合中心，造成了撫順西北部的強(qiáng)降水。中尺度特征在云圖TBB資料顯示，強(qiáng)降水開始發(fā)生在中尺度對流云團(tuán)發(fā)展東移時(shí)，最強(qiáng)降水出現(xiàn)在TBB梯度的大值區(qū)，強(qiáng)降水隨著TBB梯度區(qū)移動，撫順市區(qū)短時(shí)大暴雨與TBB梯度大值區(qū)在撫順西北部上空滯留有關(guān)。分析中還發(fā)現(xiàn)，低空急流、強(qiáng)的風(fēng)速輻合的位置及700 hPa到500 hPa的明顯前傾結(jié)構(gòu)

流天氣中，尤以中尺度暴雨的發(fā)生概率最大。近年來，渭河流域氣象工作者對渭河流域暴雨形成機(jī)理和特征做了大量的研究[1-6]，發(fā)現(xiàn)了很多觀測事實(shí)[7-14]，并得出渭河流域暴雨概念模型[15]。對于中尺度暴雨過程及典型個例[16-17]，也做了相應(yīng)的研究，但目前為止，對于渭河流域中尺度暴雨還沒有進(jìn)行過系統(tǒng)性的分析與總結(jié)?；诖嗽?，本文收集整理了近10 a來渭河流域強(qiáng)對流天氣個例，統(tǒng)計(jì)分析日降水量≥50 mm的降雨過程中逐小時(shí)降水量和落區(qū)變化特點(diǎn)，制定了渭河流域

6061)海洋中尺度渦是世界各大海洋中存在的一種普遍 的海洋現(xiàn)象,通常在數(shù)十至數(shù)百公里范圍,中尺度渦旋一般是由于平均流的不穩(wěn)定性、海面風(fēng)的強(qiáng)迫作用或是海底地形變化等原因產(chǎn)生的,這些旋渦所含的能量比海洋中其他類型運(yùn)動的能量都大,它不僅會直接影響海洋結(jié)構(gòu)的溫鹽結(jié)構(gòu)和流速分布,而且會輸送動量和熱量,從而對海洋上層水域的物理性質(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈影響[1].因此,用特征可視化的手段,觀察和檢測這類復(fù)雜流場中的特征結(jié)構(gòu)具有重大意義和科學(xué)價(jià)值.海洋遙感的多時(shí)相、大面積觀測等特點(diǎn)

從環(huán)境場特征、中尺度結(jié)構(gòu)和發(fā)生、發(fā)展過程及可能的觸發(fā)機(jī)制等方面，對民航業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)中的難點(diǎn)——東北冷渦引發(fā)的低層短波槽型對流性暴雨的典型個例進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：上干下濕的不穩(wěn)定層結(jié)配置結(jié)構(gòu)，以及中低層擾動帶來的渦度場的適時(shí)增強(qiáng)是產(chǎn)生強(qiáng)降水的必要條件。關(guān)鍵詞 冷渦；強(qiáng)雷雨；中尺度；短波槽中圖分類號：P481 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-3305（2018）03-063-03DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.03.026A

暴雨、強(qiáng)降雪、中尺度氣旋、龍卷等典型中尺度天氣系統(tǒng)和過程的成因、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、演變規(guī)律以及預(yù)報(bào)、診斷分析方法等進(jìn)行的系統(tǒng)分析和研究。氣象出版社，2017年20世紀(jì)20年代初和40年代，由挪威學(xué)派和芝加哥學(xué)派相繼分別建立的鋒面氣旋理論和大氣長波理論是現(xiàn)代天氣學(xué)發(fā)展的兩個重要里程碑。經(jīng)過長期研究，天氣學(xué)已經(jīng)逐漸發(fā)展為理論成熟的現(xiàn)代學(xué)科。它主要研究大氣中的大尺度（天氣尺度）天氣系統(tǒng)及其時(shí)空演變規(guī)律，它是短期（0～3 d）和中期（3～7 d）天氣預(yù)報(bào)主要的理論基礎(chǔ)。然

布；環(huán)流形勢；中尺度；物理量；錦州地區(qū)中圖分類號：P42 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2018）02-0055-06DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.02.014Abstract： Based on the conventional data， the hail processes in Jinzhou during the past 2006-2015 years were analyzed

266100)中尺度渦是海洋中普遍存在而又十分重要的物理現(xiàn)象，其時(shí)間尺度從幾天到幾個月、空間尺度在幾十至幾百公里[1]，主要特征是環(huán)流能夠較長時(shí)間維持封閉狀態(tài)，環(huán)流速度高達(dá)1～2 m/s。中尺度渦從大尺度背景環(huán)流中吸收能量而產(chǎn)生，其具有的動能在海洋運(yùn)動能量譜中是一個顯著的峰區(qū)[2]，對溫度、鹽度及生物化學(xué)過程都有極其重要的影響；消失時(shí)又將能量耗散到小尺度中，同時(shí)又對小尺度過程產(chǎn)生極大的影響[3]。中尺度渦對溫度、鹽度及物質(zhì)的輸運(yùn)作用不僅對海洋溫鹽結(jié)構(gòu)和流速

西南暖濕氣流；中尺度中圖分類號：P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.09.059強(qiáng)降雨天氣是我國重要的氣象災(zāi)害之一，在全國各地都能可能出現(xiàn)，特別是在汛期前后出現(xiàn)強(qiáng)降雨天氣的概率更大，極易引發(fā)洪澇災(zāi)害和嚴(yán)重的水土流失。若強(qiáng)降水天氣持續(xù)很長一段時(shí)間，會導(dǎo)致工程失事、堤防潰決以及農(nóng)作物被淹等，對社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生命財(cái)產(chǎn)安全都會產(chǎn)生嚴(yán)重威脅[1]。強(qiáng)降雨天氣的發(fā)生往往是大尺度和中小尺度天氣

61）北太平洋中尺度渦溫度垂直結(jié)構(gòu)區(qū)域差別分析鄭聰聰1，訚忠輝2,3，梁永春1，崔偵久1，孟 娜1（1.國家海洋局日照海洋環(huán)境監(jiān)測站,山東日照276800；2.國家海洋局北海預(yù)報(bào)中心,山東青島266000; 3.山東省海洋生態(tài)環(huán)境與防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東青島2266061）利用在北太平洋海域（120°E～100°W，10°～60°N；）19a間（1993—2011年）識別追蹤出的中尺度渦，結(jié)合該區(qū)域內(nèi)的Argo浮標(biāo)資料，初步探索了北太平洋不同區(qū)域之間渦旋

天氣預(yù)報(bào)來說，中尺度對流天氣的天氣預(yù)報(bào)需要通過一定的分析，其中需要分析的內(nèi)容主要包括天氣類型的識別以及中尺度過程分析，同時(shí)還需要對動力熱力物理參數(shù)進(jìn)行診斷，并進(jìn)行客觀的分析。在進(jìn)行分析的過程中，所運(yùn)用到的預(yù)報(bào)思想主要是“配料法”思想，并對其中的組織深厚中尺度的對流系統(tǒng)進(jìn)行診斷，診斷的條件主要有四個方面，即水汽、不穩(wěn)定、抬升及垂直風(fēng)切變。本文以中尺度對流天氣的天氣圖分析方法為例，重點(diǎn)對對流天氣預(yù)報(bào)中的環(huán)境場條件進(jìn)行了分析。中尺度分析；強(qiáng)對流；天氣預(yù)報(bào)；環(huán)境條

的三要素討論了中尺度不穩(wěn)定與雷暴發(fā)生之間的關(guān)系、抬升與觸發(fā)的異同以及天氣系統(tǒng)與雷暴抬升機(jī)制之間的關(guān)系，并對產(chǎn)生雷暴機(jī)制的物理量和有利于雷暴發(fā)生的中尺度環(huán)境進(jìn)行分析。結(jié)果表明，雷暴是在條件不穩(wěn)定層結(jié)下產(chǎn)生的，位勢不穩(wěn)定的建立有利于雷暴機(jī)制的形成與發(fā)展；雷暴發(fā)生區(qū)形成較強(qiáng)的濕度梯度，有利于雷暴發(fā)生區(qū)產(chǎn)生垂直環(huán)流。上升區(qū)在濕空氣區(qū)，下沉區(qū)在干區(qū)，這個垂直環(huán)流圈的進(jìn)一步發(fā)展反過來又維持了濕舌，是強(qiáng)對流的一種觸發(fā)機(jī)制。有利的中尺度環(huán)境場和邊界層輻合線的形成是雷暴的觸

6100)南海中尺度渦邊緣亞中尺度過程模式研究?冀承振， 葉瑞杰， 董濟(jì)海??， 張志偉， 田紀(jì)偉(中國海洋大學(xué)物理海洋實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100)基于高分辨率ROMS模式數(shù)據(jù)，對南海中尺度渦邊緣的亞中尺度過程進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：在中尺度渦邊緣處存在明顯的溫度細(xì)絲結(jié)構(gòu)，渦度值要明顯大于1，O～W參數(shù)趨于正值，即在渦旋邊緣存在強(qiáng)速度剪切，加強(qiáng)了渦絲的形成。對亞中尺度過程動能空間分布分析發(fā)現(xiàn)，中尺度渦邊緣區(qū)域動能所占的比例大約為88.4%，比中心區(qū)域動

數(shù)據(jù)分析的南海中尺度渦的統(tǒng)計(jì)特征江偉，王靜，邢博*（海軍海洋水文氣象中心，北京100161）為了進(jìn)一步了解南海中尺度渦的統(tǒng)計(jì)特征，利用OFES數(shù)據(jù)資料和最新的AVISO衛(wèi)星資料，采用速度矢量渦旋識別方法和空間距離搜索法，對南海中尺度渦的特征加以統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明，南海海域是中尺度渦的多發(fā)區(qū)，尤其是在南海北部靠近呂宋海峽的區(qū)域存在較多的中尺度渦，這些中尺度渦的運(yùn)動方向都是自東向西；同時(shí)在南海的西邊界流區(qū)也存在較多的中尺度渦，它們的運(yùn)動軌跡則是與局地的表層流的

100161）中尺度渦自動識別算法比較與應(yīng)用江偉，樓偉，邢博 （海軍海洋水文氣象中心，北京100161）中尺度渦是典型的海洋中尺度現(xiàn)象，開展中尺度渦研究具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值，主要利用Okubo（1970）和Weiss（1991）提出的W方法和Nencioli等（2010）提出的幾何學(xué)算法，針對數(shù)值模式輸出產(chǎn)品開展了中尺度渦的自動識別與信息提取。結(jié)果表明，W方法和幾何學(xué)方法均能夠較好地識別出中尺度渦的位置，進(jìn)而提取中尺度渦的半徑、強(qiáng)度能信息，相比W方

次南疆西部暴雨中尺度特征對比分析李如琦，李建剛，唐冶，李桉孛，王江(新疆氣象臺，新疆烏魯木齊830002)摘要：選取南疆西部區(qū)域自動氣象觀測站逐時(shí)降水量資料、氣象站常規(guī)觀測資料、FY-2D云圖TBB資料、NCEP再分析資料以及ECMWF和T639客觀分析場資料，采用統(tǒng)計(jì)分析和濾波方法對2012年5月21～23日和2013年5月26～29日2次發(fā)生在南疆西部的暴雨過程進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明：2次暴雨過程均為中亞低渦影響形成，暴雨中心一致，但降水范圍、持續(xù)時(shí)間

于無人船的大洋中尺度渦觀測系統(tǒng)展望*范聰慧 于 非①南 峰 魏傳杰 任 強(qiáng)(中國科學(xué)院海洋研究所 海洋環(huán)境工程技術(shù)研究發(fā)展中心, 青島 266071)中尺度渦在大洋中普遍存在, 研究發(fā)現(xiàn), 其能量比大尺度海洋環(huán)流的能量大一個量級, 在海洋物質(zhì)能量輸運(yùn)和全球氣候變化中起著重要作用。受觀測條件限制,目前對中尺度渦的觀測主要通過衛(wèi)星高度計(jì)實(shí)現(xiàn), 只能從海面高度來推算中尺度渦大小、分布、強(qiáng)度及其伴隨的水體和能量輸送, 而衛(wèi)星高度計(jì)對中尺度渦垂直結(jié)構(gòu)特征認(rèn)識不足,

形勢、物理量、中尺度分析等方面對2012年7月9日營口地區(qū)大暴雨降水天氣過程進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，此次強(qiáng)降水過程中，貝湖冷槽南下與河套低潮合并，配合槽前暖濕氣流，同時(shí)有華北氣旋東北上，各個天氣系統(tǒng)相互作用有利于大暴雨發(fā)生；水汽輸送條件較好、冷暖空氣交匯時(shí)間長、輻合上升運(yùn)動明顯是這次降水的特征；此次過程降水主要是雨層云性降水，反射率回波以片狀回波為主，強(qiáng)度分布均勻，邊緣模糊；降水過程中期有較強(qiáng)的對流性回波發(fā)展，徑向速度較一致。關(guān)鍵詞強(qiáng)對流；環(huán)流形勢；物理量；

100081)中尺度渦是世界海洋中無處不在的一種海洋現(xiàn)象, 是指與所研究的大背景流場相比尺度要小的氣旋式或反氣旋式海洋環(huán)流, 通常典型的空間尺度為幾十到幾百公里, 時(shí)間尺度為幾天到上百天。觀測資料與衛(wèi)星資料均顯示南海的中尺度渦活動十分活躍,而南海中尺度渦的基本物理屬性尚未被完全了解,因此基于長時(shí)間序列的衛(wèi)星觀測資料, 選擇易行、合理的自動渦旋檢測算法進(jìn)行渦旋識別, 對南海中尺度渦進(jìn)行定性與定量研究, 并分析其季節(jié)和年際變化特征, 仍是一個十分重要的課題。以

歡 楊永鋒基于中尺度大氣模型嵌套CFD技術(shù)的高分辨率復(fù)雜地形風(fēng)能資源評估方法研究﹡文 | 陳志剛 李凱 施歡歡 楊永鋒過去對大范圍風(fēng)能資源普查基本上是基于對風(fēng)能資源資料的收集、當(dāng)?shù)鼐用褡咴L，憑借一定的原則和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行風(fēng)電場的宏觀選址；經(jīng)過至少一年的立塔測風(fēng)后，確定前期選定的場址是否具有開發(fā)價(jià)值。傳統(tǒng)風(fēng)能資源普查方法具有較強(qiáng)的主觀性，存在時(shí)間和資金浪費(fèi)的風(fēng)險(xiǎn)。隨著風(fēng)電開發(fā)熱點(diǎn)由三北風(fēng)能資源豐富的大風(fēng)電基地轉(zhuǎn)向地形復(fù)雜和風(fēng)能資源相對匱乏的地區(qū)，風(fēng)電場開發(fā)難度和

6023)海洋中尺度渦是指時(shí)間尺度在數(shù)天到數(shù)月之間、空間尺度在直徑數(shù)十到數(shù)百千米的渦旋。它們廣泛存在于海洋各處，相當(dāng)于大氣的風(fēng)暴系統(tǒng)，所以也稱為天氣尺度渦旋。這些渦旋中，既有氣旋式冷渦，也有反氣旋式暖渦，且渦旋中的流速也較大，垂直向下的伸展可及整個水柱。中尺度渦的能量很大，在海洋能量譜中是一個明顯的峰區(qū)［1］，能量可以比平均流高出一個量級或者更大，對海洋動力學(xué)的影響極大。20世紀(jì)90年代以前，由于受到觀測手段的限制，對中尺度渦的研究主要基于現(xiàn)場觀測，所以對

暴雨具有明顯的中尺度特征。事實(shí)證明,暴雨的發(fā)生往往與中尺度系統(tǒng)有直接關(guān)系[2-13]。因此,分析中尺度系統(tǒng)在暴雨中的作用,對探明暴雨機(jī)制及指導(dǎo)暴雨預(yù)報(bào)有著非常重要的意義。多年來,許多氣象工作者利用濾波尺度分離技術(shù)從流場中提取中尺度系統(tǒng)進(jìn)行分析。覃丹宇[14]在用濾波方法進(jìn)行MαCS云團(tuán)形態(tài)差異的個例分析中,使用濾波方法對NCAR/NCEP1°×1°再分析資料進(jìn)行尺度分離,結(jié)果表明,利用改進(jìn)的Shuman-Shapiro濾波方法,可以有效地分離出中尺度擾動。

tsa（麥莎）中尺度擾動特征分析冀春曉1趙放2高守亭3劉黎平41 浙江省氣象科學(xué)研究所，杭州 3100172 浙江省氣象臺，杭州 3100173 中國科學(xué)院大氣物理研究所，北京 1000294 中國氣象科學(xué)研究院，北京 100081地面中尺度自動站和多普勒雷達(dá)資料的分析都表明，臺風(fēng)Matsa登陸后的低層螺旋云帶中活躍著中尺度氣旋性渦旋系統(tǒng)。本文使用新一代中尺度WRF模式對臺風(fēng)Matsa登陸后的變化特征進(jìn)行了數(shù)值模擬，使用四維變分多普勒雷達(dá)分析系統(tǒng) （4D－

更加深入，針對中尺度天氣的研究也越來越系統(tǒng)。本文將針對大氣探測技術(shù)發(fā)展背景下的大氣探測資料在中尺度天氣中的應(yīng)用問題進(jìn)行一定的分析和探討。1 大氣探測技術(shù)大氣探測作為大氣科學(xué)的一個重要的組成部分，是現(xiàn)在的氣象業(yè)務(wù)的基本組成部分，同時(shí)也是氣象服務(wù)發(fā)展的一個基礎(chǔ)所在。在日常的氣象工作中，要提高對于天氣預(yù)測的精準(zhǔn)率，就必須要提高大氣探測的水平。在上世紀(jì)，大氣探測科學(xué)取得了很快的發(fā)展，其中的重要原因就是重視觀測系統(tǒng)的建設(shè)和新的大氣探測技術(shù)的應(yīng)用。到目前為止，國際上的

的大尺度環(huán)流、中尺度系統(tǒng)(氣旋或者擾動)以及梅雨鋒暴雨系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征已有大量理論和應(yīng)用研究成果。研究表明,梅雨鋒雨帶的形成是東亞行星鋒區(qū)和東亞季風(fēng)相互作用的結(jié)果(Tao and Chen,1987;Ding,1992),梅雨鋒暴雨的產(chǎn)生則由西太平洋副熱帶高壓、南海季風(fēng)涌、中高緯度冷空氣和青藏高原中尺度對流系統(tǒng)最佳組配(或鎖相)造成(張順利等,2003),而梅雨鋒降水系統(tǒng)主要為梅雨鋒上東移的中間尺度或中尺度低渦(Ninomiya and Akiyama,19