基本介紹
- 中文名:次天氣尺度Ω系統
- 外文名:subsynoptic Ω system
- 學科:天氣學
- 別稱:錮囚高能舌
- 水平尺度:1000km左右
定義,結構和氣流特性,暖輸送帶,鋼囚高能舌指數,
定義
次天氣尺度Ω系統的發現是能量天氣學上的一個重要貢獻。在能量天氣圖(能量水平分布圖)分析中常可以看到,低層有時會出現一個Ω型高能舌,類似高空等壓面圖上的阻塞高壓,在能量天氣學中,把這種介於兩側低能舌之間的高能舌系統稱為錮囚高能舌,或稱次天氣尺度Ω系統(subsynoptic Ω system)。
結構和氣流特性
圖1是次天氣尺度Ω系統氣流特徵與暴雨形成關係的示意圖,其中與高能舌及兩個低能舌相聯繫的氣流分屬三支不同來源、不同屬性的氣流。
與高能舌相聯的是從南方行星邊界層爬升而來的暖濕氣流,也可能是從副熱帶高壓下方開始上升的。它與暖濕輸送帶的作用類似,向北輸送水汽不穩定能量和動量(常和偏南風急流相聯繫)。這支上升氣流可以爬升到500 hPa以上,甚至可達300 hPa以上,但它本身可能並不深厚。和暴雨(尤其是大暴雨)相聯繫的這股氣流的 一般都在64℃以上,在有特大暴雨時還可能達到70℃以上。
低能舌的 數值較低,一般在56℃以下,有時甚至只有48℃。從圖1可以看到,上游低能舌中的這股冷乾空氣,是從西北方對流層中上部下沉而來的,其與南來潮濕氣流交匯地帶所形成的鋒區有時較深厚,有時只在高空明顯,有時只在對流層下部明顯。無論上述何種情況,這股冷乾空氣均能起到啟動或抬升潮濕空氣上升的作用,這也是上游低能舌對形成暴雨的主要貢獻。
由圖1可見,上游低能舌中的等熵氣流常呈扇形散開,當上游低能舌中扇形前部氣流較強盛時,則有可能凌駕於南來的潮濕氣流之上,從而形成強烈的對流天氣。當水汽充沛、對流有效位能數值較大時,還可能形成暴雨。
在圖1中,下游低能舌中的氣流是從東北方向的對流層中下部向西南下沉的。當下游低能舌對應於南下的冷空氣時,可以形成抬升南來氣流的冷空氣墊;也可以與南來氣流之間呈暖式切變,形成上升氣流。
當下游低能舌對應於副熱帶高壓中的下沉氣流時,低能區南緣起到輸送水汽或能量的作用,在天氣圖上常表現為自東南面伸上來的一個高能舌。若副高穩定少動,則可以阻滯雨帶東移,延長降水的持續時間。
由於下游低能舌有時很淺薄,只達到850 hPa甚至900 hPa。因此,錮囚高能舌常常在行星邊界層頂附近表現得最明顯,並多呈NE—SW走向。也有的系統呈東一西或SE—NW走向,且多和大暴雨相聯繫。
暖輸送帶
所謂輸送帶是指以移動性天氣系統為坐標系得到的相對氣流,它是系統內產生雲和雨區的主要氣流。輸送帶一般分成兩類:暖輸送帶和冷輸送帶。
暖輸送帶是指位於冷鋒前方邊界層內的暖濕氣流(又稱暖濕輸送帶),其運動方向基本與冷鋒平行,但仍有跨越鋒面的分量,跨越鋒面的分量雖然數值較小,但由於其是非地轉的,對鋒面附近天氣的產生具有很重要的作用。根據跨越鋒面分量方向的不同,可將暖輸送帶分成兩類:向後傾斜滑升的暖輸送帶和向前傾斜滑升的暖輸送帶。
鋼囚高能舌指數
薛紀善(1999)指出,華南鋒面 場比溫度場明顯,而且更敏感。例如,廣西氣象台分析15年的45個樣本資料後發現,在大範圍暴雨前,850 hPa的 場在廣西附近普遍存在一個錮囚高能舌,如圖2和3所示,圖中 代表暖濕軸。為了把它的定性概念變為定量客觀的指數,引入錮囚高能舌指數 ,定義為:
IΩ =θse(南寧+思茅)—θse(海口+貴陽)
或
IΩ =θse(南寧+貴陽)— θse(海口+思茅)
的單位可以取℃。廣西氣象台曾用 指數判別各片有無大範圍暴雨。