一次高原北侧槽个例的Q矢量分析

本文通过对1982年7月24—29日一次高原北侧槽活动过程的Q矢量分析,发现低压槽在高原上南伸时,一般槽前500 h Pa上有Q矢量辐合带,(?)·Q_(500)<0;对应200h Pa上有Q矢量辐散中心或辐散区,(?)·Q_(200)>0;同时槽线南端伴有强冷锋锋生中心。说明上升运动的维持、加强和冷锋锋生作用是低压槽在高原上南伸的重要机制。     

青藏高原东部一次大雪过程的Q矢量分析

应用Q矢量理论对1996年1月16～18日青藏高原东部大雪过程进行了诊断分析,结果表明在降雪前24h,Q矢量散度出现了整层辐合,锋生函数正值区南部等值线密集处与大雪区有较好的对应关系.假相当位温(θse)的24h变量正值中心与强降雪中心相接近.     

青藏高原东部一次大雪过程的Q矢量分析

应用Q矢量理论对1996年1月16－18日青藏高原东部大雪过程进行了诊断分析，结果表明：在降雪前14h，Q矢量散度出现了整层辐合，锋生函数正值区南部等值线密集处与大雪区有较好的对应关系。假相当位温（θse)的24h变量正值中心与强降雪中心相接近。     

一次辽宁暴雨过程的Q矢量诊断分析

应用^Q矢量理论 ,分析了2003年8月5～6日辽宁暴雨天气过程 ,探讨了暴雨期间^Q矢量和^Q矢量散度场及^Q矢量锋生函数场的分布特征 ,表明低层^Q矢量散度辐合带与暴雨区有较好的对应关系 ,揭示了^Q矢量散度的辐合中心或辐合线、散度场和锋生函数场与暴雨落区有关。     

一次辽宁暴雨过程的Q矢量诊断分析

应用Q矢量理论，分析了2003年8月5～6日辽宁暴雨天气过程，探讨了暴雨期间Q矢量和Q矢量散度场及Q矢量锋生函数场的分布特征。表明低层Q矢量散度辐合带与暴雨区有较好的对应关系，揭示了Q矢量散度的辐合中心或辐合线、散度场和锋生函数场与暴雨落区有关。     

一次大暴雨过程的湿Q矢量比较分析

结合2005年7月18～19口出现在青藏高原东侧的一次大暴雨天气过程,对改进前（Q^＊）后（Q^q）两种非地转湿Q矢量的散度和锋生函数进行了比较诊断分析。结果表明：①改进后的掣矢量散度辐合场在位置、强度及走向上对暴雨区的反映都较改进前的Q^＊矢量更为准确。低层大气强迫为产生暴雨区上升运动的主要强迫作用,在不稳定的层结下使大气加速上升而产生强对流。②包含了所有非绝热效应的湿Q矢量锋生函数对暴雨中心和雨区走向的反映更准确,锋生作用更强。当出现一定程度降水后,由于大量不稳定能量的释放,锋消作用明显。     

梅雨锋气旋暴雨的 Q 矢量分析：个例研究

文中对修改的Q矢量(Q*)进行转化、处理后,所得Q矢量(记为QN矢量)与准地转Q矢量具有类似的计算表达式,但其完全用实际风场资料进行计算.结合1991年7月5日20:00-6日20:00 BST的一次典型江淮梅雨锋气旋暴雨过程比较分析表明,QN矢量诊断能力较准地转Q矢量优越,且700 hPa QN矢量散度辐合场对同时期地面降水场的水平分布特征具有较好指示作用.将QN矢量沿以等高线为参照线的自然坐标系进行分解(简称为PG分解),所得各项QNalst矢量(沿流伸展项)、QNcurv矢量(曲率项)、QNshdv矢量(切变平流项)及QNcrst矢量(穿流伸展项)具有明确物理意义.对1991年7月5日20:00-6日20:00 BST此次江淮梅雨锋气旋暴雨过程进行QN矢量PG分解研究表明,QN矢量PG分解可以揭示出天气现象过程中"总"的QN矢量(即QN矢量)难以揭示的潜在物理机制.具体地讲,在梅雨锋气旋不同阶段,QNalst矢量散度场的水平分布特征都与总QN矢量散度场相似,其散度辐合场在总QN矢量散度辐合场中都占有较大比例,对总QN矢量散度对垂直运动产生的激发与强迫作用贡献大,对梅雨锋气旋引发降水的发生始终都起着主要的促进强迫作用.QNcurv矢量在整个梅雨锋气旋暴雨演变过程中,对降水发生的促进作用逐渐减小,直至起到抑制作用.QNshdv矢量对降水发生的促进作用则随着梅雨锋气旋发生发展而明显增强,但随着梅雨锋气旋的东移衰亡,其对降水发生的促进作用迅速减弱,直至对降水的发生基本无影响.对于QNcrst矢量来讲,其在梅雨锋气旋的发生发展及强盛阶段对降水的发生基本不起作用,但在梅雨锋气旋衰亡阶段其对降水发生起着主要促进作用.另外,在梅雨锋气旋发生发展及强盛时期,QNalst矢量与QNcurv矢量、QNshdv矢量与QNcrst矢量的散度水平分布特征相似,只不过强度上存在差异,但无明显相互抵消现象,而在梅雨锋气旋衰亡阶段就不同了,QNalst矢量与QNcurv矢量、QNshdv矢量与QNcrst矢量的散度水平分布特征基本相反,且存在明显的相互抵消现象.可见,通过QN矢量PG分解可以揭示出梅雨锋气旋不同阶段降水的强迫因子是不同的.     

青海东部一次强暴雪天气的Q矢量诊断分析

2002年10月21～22日青海高原东部地区发生近10年以来秋季最强的一次暴雪天气过程。利用Q矢量方法以及GMS-5红外云图、水汽云图和常规观测等资料，对强暴雪天气进行了天气动力学诊断分析。结果表明：Q矢量湿锋生函数、Q矢量散度场和水汽通量散度场与青海高原暴雪区有较好的对应关系，对青海高原的降雪预报有指示作用。     

一次高空槽在青藏高原上诱发切变线的Q矢量分析

通过对1982年6月1—6日一次高空槽在青藏高原上诱发切变线的过程进行了Q矢量分析,发现高原切变线产生、维持在明显的呈东西向的500 hPa Q矢量辐合带内,而且低层500 hPa ▽·Q0。这说明宽广的上升运动的存在和加强,是产生、维持切变线的重要机制。高原切变线的产生、维持还与锋生情况有一定的关系。     

甘肃省一次区域性暴雨的准地转Q矢量分析

运用准地转Ｑ矢量理论,对１９９８ 年７ 月４ ～６ 日甘肃省一次区域性暴雨过程进行了诊断分析。结果表明,低层Ｑ矢量散度辐合中心与暴雨区有很好的对应关系,Ｑ 矢量表示的非地转风辐合及其在等θｓｅ 线密集带两侧方向相对的特性,对暴雨有重要的指标意义。这种方法在实际预报业务中有一定的参考价值。     

江西北部地区一次大暴雨过程湿Q矢量诊断分析

利用NCEP提供的FNL资料和ECMWF提供的逐小时降水资料,从湿Q矢量散度、湿Q矢量锋生函数以及湿Q矢量在以等温线为参照线的自然坐标系中分解(PT分解)函数三个方面,对2019年5月12日发生在江西省北部地区的一次大暴雨天气过程进行了分析。结果表明:暴雨初期,关注低层湿Q矢量散度场的辐合中心,可以预报未来6 h后暴雨的可能落区,当这些落区中层辐合开始加强为辐合中心,则基本可以判定为暴雨中心区域;低层湿Q矢量锋生函数有助于确定雨区范围,中层的湿Q矢量锋生函数对强烈的冷暖气流交汇反映更为明显,有助于进一步确定强降水中心位置。在强降水初期大尺度的强迫作用是垂直运动发展的主导因子,而在强降水旺盛时期中尺度锋生作用占主要作用,在暴雨发展的不同阶段可以重点关注不同尺度天气特征对暴雨形成发展的影响。     

一次暴雨过程中的湿Q矢量诊断分析

在非地转Q矢量的基础上,考虑大气系统发展的主要热力强迫因子一非绝热加热作用,引入非地转湿Q矢量(Q^ )的概念,并应用这一理论对1999年6月23日至24日的一次暴雨天气过程进行诊断分析。结果表明,Q^ 辐合区是暴雨发生的有利区域;Q^ 的垂直分布反映了次级环流的方向和强弱,暴雨落区位于次级环流的上升支附近。从而说明Q^ 对暴雨天气系统的诊断和预报是一种十分有效的工具;其散度负值区可以作为预报降水落区的重要指标,为暴雨的预报提供了更广阔的思路。     

河南省一次大暴雨天气过程的非地转湿Q矢量分析

利用NCEP/NCAR格点分析资料,根据非地转湿Q矢量对2005年8月28-29日河南省大暴雨天气过程进行了诊断分析,试图找出非地转湿Q矢量与大暴雨过程的关系,分析结果表明,大暴雨区和非地转湿Q矢量辐合区以及上升运动区有较好的对应关系,暴雨产生在低层负的非地转湿Q矢量散度区域内,非地转湿Q矢量所激发的次级环流有利于暴雨的维持和发展,暴雨落区位于次级环流的上升支一侧。     

长江中下游一次暴雨过程的湿Q矢量诊断分析

利用中国国家级地面气象站基本气象要素日值数据集(V3.0)和欧洲中心1°×1°的再分析资料,对2016年夏季长江中下游地区的一次暴雨过程的湿Q矢量进行了诊断分析。研究结果表明:此次暴雨过程中,雨带始终呈东北—西南带状分布,累计降水量最大值在450 mm以上,具有降水历时长、总量大、强度大、降水集中、雨带稳定的特点。中低层非地转湿Q矢量散度场(700 hPa、500 hPa)能较好地表现出暴雨落区的分布特征,其负值区可作为预报降水的有利工具,但总体来说500 hPa的诊断效果不如700 hPa的好。此次暴雨过程都伴有明显的上升运动,尤其7月1—3日整个大气上升运动更为明显,对流活动旺盛,对应1—3日的降水强度也很大。垂直运动的上升区与湿Q矢量散度的负值区始终保持一致,并与暴雨区对应较好。Q~*_x和Q~*_y的正负值在东西方向上相间排列,暴雨区上空是Q~*_x和Q~*_y正负值的交汇处,而交汇处是两个次级环流圈共有的上升气流区,上升气流携带低层的暖湿空气,为此次暴雨过程创造了有利的水汽辐合条件,有利于暴雨的形成和维持。     

基于螺旋度和非地转湿Q矢量的一次东移高原低涡强降水过程分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料以及常规观测的地面和高空资料,应用螺旋度和非地转湿Q矢量原理,对2000年7月9～15日一例东移高原低涡产生强降水过程进行了天气动力学诊断分析.结果表明:500 bPa z-螺旋度水平分布对低涡中心的移动、降水落区和强降水中心的分布具有较好指示性,强降水中心发生在500 hPa z-螺旋度梯度值最大的区域.z-螺旋度分布能较好地反映暴雨发生时大气的动力学特征,暴雨区上空,高层负涡度辐散与低层正涡度辐合相配合,是触发暴雨的动力机制.相对螺旋度更能全面地反映降水落区及降水中心分布情况,并对未来6 h后的降水落区及走向具有较好的预报性,强降水中心发生在相对螺旋度正、负中心连线梯度最大值的正值一侧.低层非地转湿Q矢量散度的辐合区与降水区相对应,辐合中心与强降水中心基本吻合,是降水落区定性诊断分析的有力工具;湿Q矢量散度的垂直分布对未来6 h降水的落区和移动预报提供了很好的参考信息.     

中国Q矢量分析方法的应用与研究

对自20世纪80年代以来国内关于Q矢量分析方法的应用及研究工作进行了较系统的总结,也具体给出了每一种Q矢量的计算表达式及以其散度场作为强迫项的ω方程的计算表达式,对每一种Q矢量分析方法的特点给予了简单介绍和说明,最后也提出了对未来Q矢量分析方法应用与研究的设想。     

Q矢量的改进与完善

在完全考虑非绝热加热项潜热作用的前提下，从原始方程出发，推导出改进后的湿Q矢量(以下记为Q^M)的表达式以及用其散度作强迫项的ω方程，并结合一次梅雨锋暴雨天气过程将改进前、后的湿Q矢量诊断能力进行比较，结果发现：(1)改进后的湿Q矢量对同时刻的地面降水的反映能力较原湿Q矢量(Q^*)有显著的提高。(2)在整个梅雨锋暴雨过程中，600hPa高度上的改进后的湿Q矢量散度辐合场的辐合强度及其辐合中心的位置对同时刻的地面实际降水的强度及雨区位置都有非常好的指示作用。     

湿Q矢量在一次冷锋降雪过程中的应用

利用常规气象观测资料和NCEP 1°×1°再分析格点资料.对2008年1月28-29日一次强降雪天气过程进行诊断分析,计算了非地转湿Q矢量流场、非地转湿Q矢量水平和垂直分布以及非地转湿Q矢量锋生函数.结果表明,非地转湿Q矢量辐合区是强降雪发生的有利区域,非地转湿Q矢量散度负值区和非地转湿Q矢量锋生函数正值区能较好地预报出未来6 h降水落区,且其中心数值大小与未来6 h降水强度存在正相关关系.     

云南一次持续性暴雨过程的非地转湿Q矢量分析

应用非地转湿Q矢量（Q^*）理论，对2001年5月31日至6月2日发生在云南的持续性暴雨天气过程进行诊断分析。结果表明，非地转湿Q矢量辐合区是暴雨发生的有利区域；非地转湿Q矢量的垂直分布反映了次级环流的方向和强弱，云南的暴雨落区位于次级环流的上升支附近。