湿C矢量及其应用

C矢量(C)是Q矢量(Q)在三维空间中的延伸，表征了三维非地转运动。然而，C是基于地转风近似和绝热条件得到的，不包含大气运动的非绝热加热信息。大气中的降水及其影响天气系统往往与大气凝结潜热释放所产生的非绝热效应有关。从β平面下的p坐标系大气原始方程组出发，考虑大气非绝热效应，推导湿C矢量(C^*)，揭示C^*的物理意义。利用ERA5再分析资料和高原低涡数据集，通过C^*诊断青藏高原低涡(简称“高原涡”)个例形成、发展和移动过程，并与C的诊断结果进行对比以证实C^*的应用价值。结果表明，相较于Q和C, C^*包含更全面的非地转运动信息，在诊断中具有优势。C^*的水平分量(C_hor^*)表征了热成风非平衡和非绝热加热作用产生的次级环流，能更好地解释高原涡移动方向改变的原因；C^*的垂直分量(C_p^*)恢复了被Q丢失的非地转运动信息，描述了地转非平衡产生的水平非地转运动，...