弓形回波雷暴大风的环境与维持机理分析

弓形回波，特别是长生命史弓形回波雷暴大风给我国造成大重大员伤亡和财产损失，对其研究有非常重要的现实意义。本研究收集并建立近10年来中国弓形回波雷暴大风数据集，统计其邻(临)近探空物理量特征，从而较系统的认识中国弓形回波发生的环境特征，为短时预报提供参考依据。选取典型的长生命史弓形回波个例，在综合分析多普勒天气雷达、卫星、风廓线仪等观测资料的基础上结合经过检验的高分辨率中尺度数值模拟结果，分析弓形回波动力、热力结构特征及其演变过程，分析环境与风暴的相互作用，探索弓形回波及其产生的地面灾害性大风长时间维持的原因，为雷暴大风临近预报提供理论依据。

本项目通过对2004-2009年我国弓形回波雷暴大风的分布地域和发生频率进行统计，对我国弓形回波雷暴大风气候特征有了初步结果。考察了NCEP再分析资料在我国强对流天气产生环境分析中的适用性，认为其温度、风等要素可用于对我国强对流潜势进行估计，露点温度误差较大，总体上低估了雷暴发生潜势；对各种中尺度不稳定在雷暴发生中的作用进行了讨论，从机理上澄清了一些容易混淆的概念。应用斜压二层模式从准地转理论出发讨论了与对流风暴发生有直接联系的大尺度垂直运动环境场；进一步将准地转Q矢量推广到地转动量近似下的Q矢量，对其在天气图上的应用作了讨论。对典型弓形回波雷暴大风个例，综合探空、卫星及雷达资料分析了风暴与环境相互作用的角度分析了弓形回波形成及其产生的致灾大风维持原因；利用中尺度数值模式对不同类型的风暴结构进行模拟，结果表明：在特定的风垂直切变配置下，低层湿度成为风暴结构的决定因素：中-高湿环境下形成高度组织的飑线，且其单体具有较强中层旋转；低湿环境下产生组织程度差的一般单体和脉冲风暴。