海洋风暴形成的一种动力学机制.pdf

第 59 卷 第 6 期 气　象　学　报 V o l. 59,N o. 6 200 1 年 12 月 A CTA M ET EO ROLO G ICA S IN ICA D ec. , 200 1 海洋风暴形成的一种动力学机制① 黄立文 ( 中国科学院大气物理研究所, LA SG, 北京, 100029; 武汉理工大学, 武汉, 430062) 吴国雄　宇如聪　　　　　　秦曾灏 ( ) ( ) 中国科学院大气物理研究所, LA SG, 北京, 100029 　　 上海台风研究所, 上海, 200030 摘　　要 ( 文中从观测统计学、瞬变涡动能量学和MM 5 中尺度数值模拟角度, 研究了海洋风暴 爆 ) 发性气旋 形成的气候特征及其可能的动力学机制, 揭示了一幅爆发性发展的物理图像。结果 表明, 在冷季大气特别是 日本以东洋面上大气特有的热力气候背景下, 通过同海洋风暴过程 ( ) 相联系的涡动热通量 v的向极地输送 - v· 0 , 将季节尺度的时间平均有效位能向 m 瞬变涡旋时间尺度的涡动有效位能转换, 是海洋风暴形成的主要动力机制。在该过程中转换 来的具有最大贡献的涡动有效位能, 连同具有次大贡献的积云加热制造的涡动有效位能 ( ) ( ) ( ) ( ) , 促使涡 q3 一起, 通过暖异常区 0 暖湿空气上升运动 - 0 的斜压转换 - 动动能增长。同时, 补充的涡动有效位能又加强了暖异常区的暖湿空气上升运动, 进而产生积 云对流活动及其潜热释放的正反馈过程, 最终导致涡动动能急剧增长和海洋风暴的形成。海 气潜热输送的作用是在风暴形成初期提供后来积云尺度对流活动及潜热释放的水汽潜力。 研究还表明, 海洋风暴主要发生在冷季月份 130 ° 以东的中高纬洋面上, 这种对特定季节和 E 特定海域的依赖性是大气和海洋气候背景的动力热力共同作用的结果。 关键词: 动力学机制, 涡动热输送, 不同时间尺度, 能量转换, 海洋风暴形成。 1　引　言 海洋风暴是一种发生在中高纬洋面上的灾害性天气系统。在某一标准纬度 60 ° 上, N ( ( ) 气旋中心气压 24 内急剧下降24 以上 任意纬度 上以地转调整率 24 24 h hP a hP a h )