中国龙卷时空分布及其环境参量特征研究

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龙卷风是我国重要的天气灾害之一,因其常常与深对流天气相伴,具有局地性强、爆发突然、尺度小的特点,极难监测与预报,因此分析我国龙卷风的时空分布特点、与环境场的相互作用,对提高龙卷风发生发展条件的认识以及探讨其机理是有重要的实际应用价值的。本文利用2004-2012年中国气象灾害年鉴和CFSR再分析资料,根据统计和合成分析方法,系统分析研究了我国龙卷的时空分布特征和我国3个龙卷频发区的环流背景场特征和环境参量特征。主要结论如下:  首先,在时空分布上,2004-2012年9年间,我国龙卷天数和龙卷频数总体呈现先减小后增加的特征,多发于春夏季,且午后傍晚较多,发生区域主要集中在我国华东、华中以及华南的平原地区,其中,江苏和广东龙卷发生的数量最多。  其次,在背景形势上,我国3个龙卷频发区的环流背景有一定的差异,500hPa上的高空槽,850hPa上的切变线和西南低空急流为“江苏及其邻近地区”的龙卷发生提供了有利的环流背景场:“广东及其邻近地区”的龙卷发生,850hPa上受西南风控制,到了500hPa转为平直的西风气流;而“东北地区”的龙卷在天气不稳定的情况下,以深厚冷涡控制为主。  再次,在热力结构上,“江苏及其邻近地区”和“广东及其邻近地区”龙卷频发区位于对流有效位能值和螺旋度值中心交界处。并且龙卷发生前,地面湿度平流使得低层湿度加大,层结不稳定。“东北地区”对流有效位能值和抬升凝结指数均值都很小,湿度均值远低于“江苏及其邻近地区”和“广东及其邻近地区”,但高低空的温度直减率、0-1公里螺旋度和中低层的垂直风切变大,强的动力触发条件使得该地区仍会产生龙卷。  最后,在发生条件上,能量螺旋度指数(EHI)和强龙卷参数(STP)的空间分布和3个龙卷频发区位置具有高度一致性。EHI和STF指数在“江苏及其邻近地区”中心值分布于江苏省中南部,在“东北地区”分布于辽宁、吉林和内蒙交界处,“广东及其邻近地区”的EHI和STF值中心分布于广东与广西的交界处,偏向于龙卷频发区的西南方向。因此尽管不同的区域,龙卷发生的环境背景有一定的区域差异,但它们的强天气指数,特别是螺旋度、垂直风切变和强龙卷指数对龙卷的发生仍然是有一定的指示意义和应用价值的。
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