青藏高原低涡环流场与加热场之间的相互作用及其对低涡演变东移的影响

In boreal summer, the low-level cyclonic vortices forming over the Tibetan Plateau (hereafter the ‘plateau vortices’ or ‘vortices’) are the major mesoscale rain-producing systems over the Tibetan Plateau. Most of the vortices originate over the western plateau, and decay over the eastern plateau. Some of them move out of the plateau under certain conditions, and trigger heavy rainfall to the east of the Tibetan Plateau, or even give rise to disastrous weather events, e.g. rainstorms and thunderstorms, over eastern China. Therefore, the evolution mechanism of the plateau vortices is a serious problem in the area of the Tibetan Plateau meteorology. . The project mainly focuses on the interactions between the circulations related to the Tibetan Plateau vortices and the heating fields, as well as their effects on the evolution of the vortices. The vortices moving off the plateau, dying out in situ, and dying out when moving eastward over the plateau will be selected. Both the dynamic and thermodynamic factors are analyzed to detect the interactions between the circulations related to the three types of vortices and the heating fields, and the roles they play in the evolution processes of the vortices. Case study, dynamic composite analysis and numerical experiment will be utilized in the project. The study of this project will reveal the interactions between the circulations related to the Tibetan Plateau vortices and the heating fields, as well as their effect on the evolution and eastward movement of the vortices, which can improve the mechanism of the evolution and easward movement of the vortices.. The results will deepen the understanding of the conditions and physical process which are in favor of the eastward movement of the vortices, and provide theoretical basis for the precipitation prediction in areas to the east of the Tibetan Plateau.

高原低涡是夏季青藏高原地区的主要降水系统之一，它一般产生于高原西半部，消失于东半部。在一定条件下，高原低涡可以移出高原，造成我国东部甚至更广大地区的暴雨、雷暴等灾害性天气过程。因此，高原低涡的演变东移机制是青藏高原气象学研究领域亟需解决的重要问题。. 本项目将针对高原低涡环流场与加热场之间的相互作用及其对低涡演变东移的影响这一科学问题，综合考虑动力因子和热力因子的作用，利用个例分析、动态合成和数值模拟等手段，对原地生消、东移减弱消失和移出高原三种类型低涡的环流场和加热场之间的相互作用进行对比研究，揭示与高原低涡相联系的环流场和加热场之间的相互作用对低涡演变东移的影响，从而完善高原低涡演变东移的物理机制。. 研究结果将加深对高原低涡移出高原的条件和物理过程的认识，并对青藏高原以东地区的降水预测有一定的指导意义。

高原低涡是夏季青藏高原特有的天气系统，它不仅能引起高原上的降水，当其移出高原时，能够造成我国东部甚至更广大地区的暴雨、雷暴等灾害天气过程，高原下游地区一些较大规模的降水都与青藏高原低涡的移出有关。因此，关于高原低涡演变东移机制的研究不仅具有重要的科学意义，也对我国东部强降水预报有重要应用价值。.本项目主要针对高原低涡环流场与加热场之间的相互作用及其对低涡演变东移的影响这一科学问题，综合考虑动力因子和热力因子的作用，通过个例分析、动态合成和数值模拟等手段，对东移减弱消失和移出高原这两种类型低涡的环流场和加热场之间的相互作用进行了对比研究，揭示了与高原低涡相联系的环流场和加热场之间的相互作用对低涡演变东移的影响。.研究发现，在高原低涡演变东移过程中，500hPa西风带中的西风侵入高原，与低涡南部的偏南气流在低涡东部形成辐合，进而凝结潜热释放，导致了高原低涡东移发展，即大尺度背景风场与低涡环流场以及大气热源之间的相互作用，是高原低涡东移发展的重要原因。低涡的演变与风场的动力作用和以凝结潜热加热为主的大气热源的空间分布有密切关系，它们之间的配置对低涡的影响为：发展阶段，无论低涡能否移出，它们在高原上发展东移的机制是一致的,大气热源占主导地位。整层积分的大气热源中心位于低涡中心东侧，加热率垂直方向的不均匀分布起主要作用。高层加热使得相应位置500hPa等压面降低，有利于低涡的发展东移。衰减阶段，大气热源的强度减弱。对于移出型低涡，其东移主要依靠低涡东侧的西北风和西南风辐合，大气热源由发展阶段的促进作用转变为抑制作用。对于不移出型低涡，位涡水平通量辐合的作用很弱，位涡垂直通量辐散对位涡倾向的负作用控制着整个低涡区域，不利于低涡的继续发展东移。.本研究完善了高原低涡演变东移的物理机制，加强了对高原低涡移出高原的条件和物理过程的认识，对青藏高原以东地区的降水预测具有一定的指导意义。