“4.29”中国西北强沙尘暴数值模拟及螺旋度分析

利用实况观测资料对2009年4月28～30日中国西北出现的区域性强沙尘暴过程进行了天气分析,并用GRAPESSDM沙尘模式对此次过程进行了数值模拟,然后利用螺旋度理论研究了沙尘暴的动力场结构。结果表明,500 hPa高空槽及高空锋区、地面冷锋及热低压等是形成此次强沙尘暴的主要天气系统。此次沙尘暴过程中在新疆北部和高原上存在两个有利于强对流天气发生的|▽θ|大值带,分别与冷锋和热低压影响区域相对应,是沙尘天气主要的发生区域。GRAPESSDM模式较准确地模拟出强沙尘暴过程的动力结构,是西北地区沙尘暴预报业务及科研中可依靠的沙尘暴预报模式。强沙尘暴过程中总螺旋度负值中心与500 hPa低压槽密切相关。负值中心轴线位于高空槽附近略偏前的位置,对高空槽的发展变化有较好的指示意义。沙尘天气出现在总螺旋度零线附近的等值线密集处。水平螺旋度作为总螺旋度的重要组成部分,对强对流具有预示性,并为垂直螺旋度的形成或增长提供了有利条件。hpx负值中心的位置和走向与500 hPa低压槽也具有一致性。沙尘天气主要发生在低压槽前、高压脊后hpx负值与hpy正值相重叠的区域。hpz及ω的垂直结构随时间的变化特征可以反映出沙尘天气强弱的演变过程。沙尘暴区上空有一对正、负螺旋度中心相配合,中低层旋转上升运动出现并发展、高层下沉运动逐渐达到最强的时段,往往对应着沙尘暴出现的时段。