一次远距离台风暴雨过程的熵流指数演变

应用耗散结构理论,结合河南省一次远距离台风暴雨过程,分析了大气排熵指数、边界层上部广义相当位温及广义相当位温平流等三个熵流指数与暴雨的发生和落区的关系,得到:大气排熵指数由高值向低值的演变有利于对流的发展,从而导致对流暴雨形成;暴雨落在大气排熵指数负值中心或负值轴线附近区域;远距离台风暴雨产生前,有高熵空气在边界层上部聚集,边界层高熵中心往往与暴雨落区对应;边界层上部高熵平流的移向往往预示了强降水的未来移向。     

开放多相系熵密度平衡方程在暴雨预报中的应用

利用耗散结构理论的相关知识,从非平衡态理论的熵密度平衡方程出发,计算了2004年6月23日发生在湖南西部和北部地区暴雨发生前24h至暴雨结束前12h每隔6h对流层中低层的熵变场。通过对各个不同时刻的熵变场的分析与比较,讨论了熵场变化与暴雨区域、强度及其演变之间的关系,为暴雨强度和落区预报提供了参考指标。     

“达维”台风大暴雨过程熵流特征分析

应用耗散结构理论,对2012年8月3—4日发生在河北省海岸带的一次台风暴雨过程进行诊断分析,着重分析了大气排熵指数、边界层上部平均广义相当位温与暴雨的发生和落区的关系。结果表明:副热带高压稳定少动和台风外围强盛的东南风急流造成了本次历史罕见的大暴雨局地特大暴雨天气;大气排熵指数由高值向低值的演变有利于对流的发展,从而导致对流暴雨形成;负熵流区涵盖了强对流或对流性大暴雨发生的主要区域,暴雨产生前5~6 h,有高熵空气在边界层上部聚集,暴雨区位于高熵中心附近、低空切变线和地面辐合线附近,与高熵舌伸展的区域相一致。     

熵的演化与暴雨形成和落区的探讨

应用耗散结构理论，提出了大气中“湿滴”的具体计算公式和“相对湿滴”的概念，推导了便于在大气中实际应用的总熵流表达式。结合湖北省两次暴雨及特大暴雨天气过程，初步分析归纳了熵的演化与强对流暴雨和落区的关系；熵的演化与台风低压引发的暴雨和落区的关系，指出了两种暴雨过程的共同点和不同点；对台风低压的移动规律得到了某些有益的认识。     

台风暴雨大气熵变场的诊断和对比分析

本文借助于熵平衡方程，对两个深入内陆的台风暴雨过程在负熵流作用下的减熵运动进行了诊断和对比分析，得到了以下结果:（1）台风大范围暴雨和强的负熵变相对应，因此可比常规方法较好地分辨出暴雨落区；（2）负熵变的汇合能够清楚地反映出中、低纬度天气系统的相互作用，为特大暴雨和台风远距离影响的特大暴雨的出现提供先兆；（3）本文导出的熵密度变化方程可以阐明，雨区内系统的发生、发展是和降水导致熵减小的物理过程相联系的；（4）大气熵辐散，特别是中、高层的熵辐散，对暴雨发生和持续的作用，不仅和潜热加热同样重要，甚至更有决定性意义。     

基于热力学熵的广西暴雨落区预示性效果检验初报——以突发性暴雨为例

基于热力学熵的MCS理论体系预测方法已在广西中尺度短时天气预报业务上得到应用,为了进一步检验该方法对突发性暴雨的预示性效果,本文选取了2019—2020年广西3个不同特点的突发性暴雨过程进行分析。结果表明,在暴雨落区预示性分析中,时间分布预示性超前于暴雨实际发生2—8h,空间分布预示性与暴雨实际发生发展相吻合,与基于热力学熵的MCS理论体系描述一致。     

一次暴雨—大暴雨过程的熵诊断分析

该文利用熵平衡方程，对１９９３年８月４－５日，在河北省中南部地区发生的暴雨－大暴雨，局部特大暴雨天气过程进行了熵诊断分析。指出，在湿饱和大气下，降水过程实质上是熵由不平衡通过垂直运动达到平衡的过程。     

等熵分析方法在暴雨预报中的应用

介绍了三维等熵分析方法，特别是等用位涡分析的理论和技术在暴雨预报中的应用。作为例子，讨论了１９９４年６号台风登陆后，在中低纬度系统相互作用的形势下，台风倒槽在河南引起的一次特大暴雨天气过程，从而得出台风倒槽特大暴雨形成的三维结构特征。还提出等熵质量散度的概念，它可以用于定性预测等熵位涡的相对变化。     

甘肃省河东一次暴雨过程的熵诊断分析

1990年8月11—13日甘肃省黄河干流以东(简称河东)地区出现了暴雨天气过程。天气形势分析发现:暴雨出现在500hPa 最大西南风轴线右侧和700hPa 兰州低涡的强辐合区内。这是一次大环流调整后的西太平洋副热带高压西伸北抬以及冷暖空气在其边缘交馁的结果。应用熵平衡方程,并配合水汽通量散度、涡度的计算发现,暴雨区位于熵的负值中心和水汽汇的叠置区域中,且暴雨区的移向与熵的负值中心一致。     

华南暴雨中尺度对流系统的形成及湿位涡分析

利用MM5模式对发生在1998年5月23～24日华南暴雨和中尺度对流系统(Mesoscale Convective System,简称MCS)模拟的模式输出资料,根据湿位涡守恒原理和倾斜涡度发展理论分析了暴雨和MCS形成和发展的原因.结果表明,暴雨和MCS发生在倾斜湿等熵面具有弱对流稳定性的下陷区,沿湿等熵面下滑的冷空气与倾斜上升并具有较强对流有效位能的暖湿空气在下陷区会合的过程中经历了对流稳定性减小的过程,导致暴雨和MCS发生发展区域有气旋性的涡旋发展.对流发展区域的上空满足条件对称不稳定发生的条件,MCS中上升气流呈倾斜状态.由于湿等熵面倾斜,在暴雨和MCS的发展过程中,水平风垂直切变和湿斜压度的增大也有利于涡旋的发展,使暴雨和MCS得以维持.最后,给出了华南地区湿等熵面上暴雨和MCS发生发展的一个物理概念模型.     

2005年7月1-2日山西大暴雨中排熵指数的诊断分析

利用美国新一代中尺度WRF(weather research and forecasting)模式,采用双向二重嵌套网格技术,对2005年7月1-2 日山西的大暴雨天气过程进行数值模拟,并利用模式输出的高分辨率动力协调资料进行了初步诊断分析,着重分析了排熵指数与暴雨区的关系.结果表明:活跃的副高是造成此次强降水的主要影响系统,低空西南风急流为暴雨提供了充足的水汽及动力条件;大气排熵指数由高值向低值的演变有利于对流的发展,从而导致对流暴雨形成;负熵变区(IRE《0)对应着暴雨区,负熵变区的汇合反映了暴雨的落区;排熵指数与暴雨区有较好的对应关系.     

对一次台风暴雨的位涡与湿位涡诊断分析

利用中尺度模式WRF对台风卡努模拟所输出的高分辨率资料,借助等熵位涡及湿位涡的方法进行诊断分析,揭示台风暴雨过程中的中尺度系统演变特征以及探讨台风暴雨发展与维持的机制.结果表明:等熵面位涡图的分析清楚地揭示了台风低压及周边环境的位涡演变特征.暴雨区落在低层等熵面位涡高值中心的东北侧,或者在高层等熵面位涡高值中心右侧最大位涡梯度处;等位温面向正位涡异常中心收拢,高层的高位涡值下传,高位涡的干冷空气加强了低层的扰动,引起低层暖空气的抬升,这些条件促使对流不稳定能量与潜热能的释放,有利于暴雨增幅;条件性对称不稳定与对流不稳定是此次台风暴雨发展与维持的重要机制,暴雨区内中尺度系统的发展符合倾斜涡度发展理论.     

“麦莎”远距离台风暴雨的排熵指数分析

对2005年8月5日山东省一次远距离台风暴雨过程进行了诊断分析。从引起远距离台风暴雨的几个因素,分析此次山东地区强降水过程与台风“麦莎”及中纬度西风带系统的关系,判别台风暴雨的类型;应用耗散结构理论,分析了排熵指数与远距离台风暴雨区的关系。结果表明：该次暴雨过程是在远距离台风（0509号“麦莎”台风）和西风槽相互作用下产生的;非纬向的高、低空急流对本次暴雨过程起着重要作用;负熵变区（IRE〈0）对应着暴雨区,负熵变区的汇合反映远距离台风暴雨的落区,排熵指数对远距离台风暴雨分析预报有一定的指示作用。     

2003年7月4～7日淮河流域特大暴雨等熵位涡分析

利用等熵位涡理论对 2 0 0 3年江淮梅雨期 7月 4～ 7日淮河流域特大暴雨进行了天气动力诊断分析。发现 :等熵面上的西风急流将高位涡向下游输送 ,强西北气流穿越等压线形成强下沉气流 ,将高层和高纬的高等熵位涡向南输送 ,使得强降雨区维持高等熵位涡 ,是强雨带持续的重要原因。等熵位涡高值区与强暴雨有较好的对应关系 ,并具有预报指示意义     

对华北一次特大台风暴雨过程的位涡诊断分析

通过对９６０８号台风低压及其外围暴雨位和等熵面上物理量场的分析,揭示了台风低压北上诱发暴雨过程的位涡场的结构及冷空气对暴雨增幅的作用,给出此次暴雨增幅过程的图像。分析表明：对流层低层中高纬度冷空气（高位涡）扩散南下在台风低压环流区附近的“侵入”作用是此次特大暴雨过程的最重要的原因之一;等熵面位涡的分析进一步说明了中高纬地区冷空气的活动状况;对流层高层或平流层低层位涡的下传有利于位势不稳定能量的释放     

一次淮北连续暴雨的熵分析

本文分析了完全的熵平衡方程中各项对暴雨的作用,作者认为先有外界能流和质流对系统的贡献,导致熵不平衡,与此同时系统内部自行调整使熵趋于平衡,从而产生气流的上升运动。因此,外界供给的能流和质流越大,系统偏离平衡态越远,造成的降水也越大。本文通过一次淮北连续暴雨过程的实例,证明了以上结论。     

等熵位涡在一次淮河流域大暴雨分析中的应用

利用NCEP/NCAR 1°×1°逐日再分析资料、常规气象观测资料,通过等熵位涡理论对淮河流域2009年9月24—25日的大暴雨过程进行分析。结果表明:淮河流域对流层低层的中尺度低涡的发生发展与此次暴雨密切相关;315 K等熵位涡高值中心的移动和强度变化很好地反映出中尺度低涡系统的发展变化情况,其移动方向与雨带走向一致,降水落区主要位于等熵位涡高值中心轴线移动方向右侧的强西南气流处,对应于345 K等熵面上干冷空气移动方向前部的暖湿区内;在暴雨发展强盛时期,淮河流域暴雨区上空从对流层高层至低层均存在明显的正等熵位涡平流,干冷空气的侵入使得低涡加强发展,辐合上升运动增强,有利于暴雨的增幅,这是引发此次暴雨过程重要的触发机制。     

2005年7月1—2日山西大暴雨中排熵指数的诊断分析

利用美国新一代中尺度WRF(weather research and forecasting)模式,采用双向二重嵌套网格技术,对2005年7月1—2日山西的大暴雨天气过程进行数值模拟,并利用模式输出的高分辨率动力协调资料进行了初步诊断分析,着重分析了排熵指数与暴雨区的关系。结果表明:活跃的副高是造成此次强降水的主要影响系统,低空西南风急流为暴雨提供了充足的水汽及动力条件;大气排熵指数由高值向低值的演变有利于对流的发展,从而导致对流暴雨形成;负熵变区(I_RE<0)对应着暴雨区,负熵变区的汇合反映了暴雨的落区;排熵指数与暴雨区有较好的对应关系。     

新疆暴雨的若干规律性

应用熵最大原理导出的公式研究了新疆暴雨时面深分配规律，并通过近４００个水文、气象测站３２ａ资料的分析，发现新疆暴雨的若干规律，这对于新疆暴雨研究和水利工程设计及暴雨洪水灾害防治等都有实用价值     

青藏高原东部边缘一次大暴雨发生机制研究

2007年8月25～26日青藏高原东部边缘发生1次成灾十分严重的大暴雨过程。利用NCEP(1°×1°)资料对暴雨的影响系统、水汽输送进行了分析,并用位涡理论对此次暴雨的发生机制进行了研究。结果表明:副热带高压边缘强盛的水汽输送,暴雨区上空强烈的水汽辐合是暴雨发生的重要原因,暴雨发生前的强烈不稳定为暴雨的发生提供了热力条件;此次暴雨过程中,西北冷低压槽在青海东部和甘肃中部影响较弱,它在气压场上表现不是很明显,仅在暴雨区附近形成弱风切变;而325K等熵面位涡对此次暴雨的发生系统具有明显的指示意义,高值位涡的冷空气沿着陡峭的等熵面下滑到底层,由于位涡守恒,从而促使低层垂直涡度急剧增大,从而导致了此次暴雨的发生。