w7-1大型降水过程(天气学第七章).ppt

第七章 大型降水天气过程 本章大型降水主要是指天气尺度范围的“连阴雨和暴雨”。 本章内容： 降水形成的条件及其诊断方法； 我国大范围降水的环流形势及天气过程； 降水的各种天气尺度系统； §1 降水的形成与诊断 一、降水形成条件（过程） 1、降水量等级——七级(24小时降水量为标准R24) 表7·1 降水量的等级 2、一般降水的形成条件 ①水汽条件—水汽输送到降水区 ②垂直运动条件—降水区的辐合上升 ③水滴增长过程 3、暴雨形成条件 ①充分的水汽供应 ⅰ水汽的含量——本地区整层大气的水汽含量高 ⅱ水汽的供应——有足够的水汽从源地不断向 该地区输送。 ②强烈的上升运动 ⅰ中小尺度天气系统垂直运动强 —— 暴雨是中小尺度系统的产物 ⅱ本地区有很强的不稳定能量 ——能量的储存和释放产生垂直运动 ③降水持续时间较长 ⅰ大尺度环流系统稳定 ⅱ天气尺度系统重复出现 ⅲ中小尺度系统发展活跃 二、水汽条件的诊断分析 从以下几个方面诊断分析水汽的条件： 1、水汽含量—饱和程度 ①各层比湿q和露点(表7、2) ②各层饱和程度(在单站探空曲线及剖面图中分析) T-Td ≤2℃ ， f≥90% ，为饱和层 ③湿层厚度(在单站探空曲线及剖面图中分析） 湿层（饱和层）越厚、降水量越大 2、可降水量 单位面积上空整层大气的水汽全部凝结降至地面的降水量称为可降水量。 公式表达式： 或 但较大的降水，其量远远超过该地区的可降水量。所以要考虑水汽的输送。 3、水汽通量 源地的水汽是通过水平气流被输送到降水区，其输送量的大小用水汽通量表示。 单位时间通过单位面积的水汽量可表示为ρq ，此即为水汽水平通量。 通过整层大气柱的面积上的总水汽通量公式为： 4、水汽通量散度公式 水汽由源地输送到某地区，必须有水汽在该地区水平辐合，才能上升冷却凝结成雨。 单位体积水汽水平辐合的大小用水汽通量散度来表示，其公式表达式为： 单位面积的整层大气柱中水汽的水平辐合量为-D，表达式为： 因为， 可见水汽通量散度是由两部分组成： 1）水汽平流 湿平流——水汽通量辐合； 干平流——水汽通量辐散。 2）风的速度散度 风的辐合——水汽通量辐合， 风的辐散——水汽通量辐散。 实际计算表明降水区主要由低层风水平辐合所造成。 三、垂直运动条件的诊断分析 目前垂直运动的直接观测没有解决，垂直运动主要是利用连续方程和ω方程诊断分析。 (一)用连续方程诊断垂直运动 1、散度与垂直运动的关系 P坐标系的连续方程为： 1)从地面P0到中层P积分 (注意：地面P0垂直运动为零) 即中层垂直速度，由中层以下整层水平散度之和所决定。 辐合 p层有上升运动 辐散 p层有下沉运动 2)中层p到大气层顶 p=0积分 (注意：大气层顶垂直运动为零) 即中层的垂直速度，由中层以上整层水平散度之和所决定。 辐合 p层有下沉运动 辐散 p层有上升运动 3）结论： 低层辐合、高层辐散——上升运动 低层辐散、高层辐合——下沉运动 2、低层散度的诊断 ①850百帕、700百帕辐合型的风向风速—上升运动 风速辐合型(a)、风向辐合型(b) 风向切变型(a) 冷锋式风向辐合与切变相结合(b) 暖锋式风向辐合与切变相结合(c) 风向辐合切变与风速辐合相结合(a) 风向辐合切变与风速切变相结合(b) ②变压场 低层正变压中心—辐散下沉运动 低层负变压中心—辐合上升运动 高压后低压前—易出现负变压区—辐合上升—云雨 低压后高压前—易出现正变压区—辐散下沉—晴 3、高层散度的诊断（200—300百帕） ①高层相对涡度平流 简化涡度方程 槽前正涡度平流 辐散上升 槽后负涡度平流 辐合下沉 ②卫星云图 高云云系的辐散状—高层辐散场 （二）用ω方程诊断垂直运动 1、涡度平流随高度增加，ω＜0 —上升运动—槽前 涡度平流随高度减小，ω＞0 —下沉运动—槽后 2、暖平流区，ω0 —上升 冷平流区，ω0 —下沉 3、非绝热加热区，ω0 —上升 非绝热冷却区，ω0 —下沉 三、地形和摩擦对降水的影响 (