寒潮-6(4-5).ppt

第六章寒潮天气过程
南京信息工程大学
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王坚红
第六章寒潮天气过程
概述
寒潮天气系统
寒潮天气过程
寒潮天气过程成因分析
寒潮的预报
复习题
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§ 寒潮天气过程成因分析
寒潮中期过程的能量研究
寒潮的冷空气堆增强原因分析
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Saltzman波数域能量方程,近似地写成如下形式:
动能
位能
n=1,2,3.。。。波数
纬向平均
纬向平均
分波方程
分波方程
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M (n):n波动能向平均动能的转换率;F(n):n波对平均动能的净边界通量;C: 有效位能向动能的转换率,即斜压转换;D: 摩擦耗散; L(n)其它波向n波的动能输送率,波波相互作用;R(n):n波有效位能向平均有效位能转换率;BFP(n):n波对平均有效位能的净边界通量; G: 非绝热制造率;S(n):其它波向n波的有效位能输送,波波相互作用。
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根据上述方程,利用1000,700,500,200,100 hPa 的5层资料进行斜压能量诊断分析(斜压分析),也有仅在500hPa上进行正压能量学诊断分析(正压分析)。
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寒潮中期过程各阶段能量变化特征:
(一)初始阶段:
(1). 两个大洋脊发展,特征波(动能最强的分波)是2波或3波。
位能向动能转换
有效位能向动能转换率
非绝热制造率
洋面上非绝热加热也起一定作用
2波在这个阶段中动能的增长主要是靠斜压过程。
(温度场落后高度场)
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(2). 两大洋脊向极区发展,极涡分裂为二,逐步向中纬度移动。
◆脊的发展,造成波能向北输送。根据研究,当纬向平均为西风时,在水平方向上向北传播的定常超长波(两大洋的脊),将伴随西风动量向南(相反方向)输送,也伴随感热向北输送。
◆东半球形成大倒Ω流型,极涡向南移动,中纬度平均有效位能P(o),平均动能K(o)均迅速增加。锋区加强,西风加强。
◆综合效果,中纬度地区积聚大量的平均动能和平均有效位能,为寒潮爆发提供能源条件。
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(二)酝酿阶段:
大倒Ω流型调整收缩为东亚倒Ω流型,特征波为3波或4波。
其它波向n波的动能输送率,波波相互作用
2波动能
3波动能
通过波波相互作用,两大洋脊把能量输送给3波和4波(两大洋脊向欧亚收缩),纬向平均有效位能和动能都有先降后升现象。见平均有效位能时间变化曲线图。