大型降水天氣過程

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1、1第七章大型降水天氣過程2要點(diǎn)我國(guó)主要雨帶的季節(jié)性變動(dòng)規(guī)律暴雨形成的條件梅雨的定義何謂低空切變線西南渦形成的條件和天氣特點(diǎn)東北冷渦的定義和天氣特點(diǎn)低空急流天氣尺度系統(tǒng)對(duì)暴雨的作用行星尺度天氣系統(tǒng)對(duì)暴雨的作用各類天氣尺度系統(tǒng)降水的落區(qū)3概述1含義大型降水主要是指范圍廣大的降水，降水區(qū)可達(dá)天氣尺度大小，包括連續(xù)性和陣性的大范圍雨雪及夏季暴雨。424小時(shí)雨量（mm)<0.10.1~1010~2525~5050~100100~200>200等級(jí)微量小雨中雨大雨暴雨大暴雨特大暴雨2降水的分級(jí)5一、降水形成過程一

2、般降水的形成過程水汽條件垂直運(yùn)動(dòng)條件云滴增長(zhǎng)條件微觀過程宏觀過程冰晶效應(yīng)碰撞合并§7.1降水的形成與診斷62暴雨形成條件充分的水汽供應(yīng)強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間因此要研究環(huán)流形勢(shì)連續(xù)暴雨的必要前提：副高脊，長(zhǎng)波槽，切變線、靜止鋒、大型冷渦等長(zhǎng)期穩(wěn)定天氣尺度系統(tǒng)：短波槽、低渦、氣旋等7二、水汽方程和降水率1水汽方程:表示水汽輸送和變化的基本方程Kq——水汽的湍流擴(kuò)散系數(shù)c——凝結(jié)率8以連續(xù)方程代入則得水汽方程的另一形式:9如果沒有凝結(jié)或蒸發(fā)，且湍流擴(kuò)散也很小，可以忽略不計(jì)，則這表示空氣質(zhì)塊的比濕保持不

3、變討論:a.蒸發(fā)c<0增加b.凝結(jié)c>0減少102降水率設(shè)I是單位時(shí)間內(nèi)降落在地面單位面積上的總降水量，稱為降水強(qiáng)度或降水率113凝結(jié)函數(shù)F為凝結(jié)函數(shù)F>0當(dāng)有上升運(yùn)動(dòng)時(shí)有凝結(jié)12對(duì)凝結(jié)函數(shù)的討論（1）F>0（2）F是由溫度，飽和比濕和氣壓等常規(guī)資料組成，可以觀測(cè)得到不足：（1）忽略了亂流的影響，使計(jì)算量偏大（2）云不會(huì)全部凝結(jié)，使計(jì)算量偏大（3）垂直速度的計(jì)算有誤差13三、水汽條件的診斷分析1水汽含量（1）各層比濕或露點(diǎn)（2）各層飽和程度：在等壓面上分析等（T-Td）線，用以表示空氣的飽和程度等壓面

4、圖上：T-Td≤2℃飽和區(qū)T-Td≤4-5℃濕區(qū)垂直剖面圖：相對(duì)濕度f(wàn)≥90%飽和區(qū)（3）濕層厚度濕層即飽和層，濕層越厚，降水越強(qiáng)。142可降水量（1）定義：將一地區(qū)上空整層大氣的水汽全部凝結(jié)并降至地面的降水量稱為該地區(qū)的可降水量。（2）表達(dá)式：153水汽通量（1）定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間通過與水平風(fēng)速相垂直的單位面積的水汽量.（2）表達(dá)式:底邊為單位長(zhǎng)度，高為單位百帕的水汽通量為164水汽通量散度（1）含義：水平水汽通量散度指單位時(shí)間、單位體積內(nèi)水汽的水平凈流入或凈流出量（2）表達(dá)式:輻散輻合（3）降水率：整

5、層大氣的水汽水平通量散度即為降水率。I=-D175水汽的局地變化由上式可看出，某地區(qū)水汽的局地變化取決于以下四項(xiàng)：比濕平流、比濕垂直輸送、凝結(jié)、蒸發(fā)和湍流擴(kuò)散18四、垂直運(yùn)動(dòng)條件的診斷分析主要通過分析水平風(fēng)場(chǎng)和溫壓場(chǎng)來(lái)判斷垂直運(yùn)動(dòng)1用連續(xù)方程診斷垂直運(yùn)動(dòng)公式推導(dǎo)：“P”系中的連續(xù)方程為：19整層積分高層輻散低層輻合，P層有上升運(yùn)動(dòng)高層輻合低層輻散，P層有下沉運(yùn)動(dòng)——可以用大氣底層、高層風(fēng)場(chǎng)的水平散度大致估計(jì)對(duì)流層中層的垂直運(yùn)動(dòng)20低層散度的診斷①用850、700百帕上的風(fēng)向風(fēng)速來(lái)診斷輻合上升運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度

6、及降水21輻合型之一輻合型之二陰影區(qū)為降水區(qū)22輻合型之三陰影區(qū)為降水區(qū)23②用低層變壓場(chǎng)來(lái)判斷垂直運(yùn)動(dòng)變壓風(fēng)：兩邊取散度得：在正變壓中心有輻散下沉運(yùn)動(dòng)，負(fù)變壓中心有輻合上升運(yùn)動(dòng)，中心數(shù)值愈大，愈顯著。24高層散度的診斷簡(jiǎn)化的渦度方程25a.高層多半是帶狀波動(dòng)流型b.與降水相聯(lián)系的高空槽脊主要是短波討論：a.槽前脊后，有正相對(duì)渦度平流，高層輻散，有上升運(yùn)動(dòng)b.槽后脊前，有負(fù)相對(duì)渦度平流，高層輻合，中層有下沉運(yùn)動(dòng)26用ω方程診斷垂直運(yùn)動(dòng)（用某一層上的溫壓場(chǎng)）絕對(duì)渦度平流隨高度變化溫度平流的拉普拉斯非決熱

7、加熱的拉普拉斯27（1）熱成風(fēng)對(duì)相對(duì)渦度的平流有上升運(yùn)動(dòng)有下沉運(yùn)動(dòng)28渦度平流和冷暖平流對(duì)垂直運(yùn)動(dòng)的貢獻(xiàn)實(shí)線——等高線，虛線——等溫線，點(diǎn)劃線——等渦度線槽前：暖平流正渦度平流皆對(duì)上升運(yùn)動(dòng)有貢獻(xiàn)槽后：冷平流負(fù)渦度平流皆對(duì)下沉運(yùn)動(dòng)有貢獻(xiàn)29渦度平流和冷暖平流對(duì)垂直運(yùn)動(dòng)的貢獻(xiàn)相反實(shí)線——等高線，虛線——等溫線，點(diǎn)劃線——等渦度線槽前：冷平流正渦度平流對(duì)垂直運(yùn)動(dòng)貢獻(xiàn)不明顯槽后：暖平流負(fù)渦度平流對(duì)垂直運(yùn)動(dòng)貢獻(xiàn)不明顯30（2）非絕熱加熱的作用加熱有上升運(yùn)動(dòng)冷卻有下沉運(yùn)動(dòng)31在非絕熱加熱作用中，以凝結(jié)潛熱釋放為主

8、滿足潛熱釋放的條件為:①摩擦層中有水汽通量的凈輻合；②有其他原因造成的上升運(yùn)動(dòng)；③空氣近于飽和，例如規(guī)定T-Td≤4℃.降水對(duì)上升運(yùn)動(dòng)的反饋?zhàn)饔?2五、地形和摩擦對(duì)降水的影響㈠地形的動(dòng)力作用1．強(qiáng)迫抬升2.地形輻合㈡地形的云物理作用1.對(duì)流層中部層狀云和低云的相互作用2.對(duì)流層中部層狀云和積雨云的相互作用3.積雨云和低空層狀云的相互作用4.對(duì)流層中部不穩(wěn)定和低云的相互作用33㈢摩擦作用討論：低壓氣旋上升高壓反氣旋下沉34§7.2大范圍降水的環(huán)流特征我國(guó)的