大氣濕對流的類型和深厚濕對流觸發機制綜述

鄭永光 陳炯

1.國家氣象中心, 北京 100081; 2.中國氣象局地球系統數值預報中心, 北京 100081;? E-mail: zhengyg@cma.gov.cn

地球大氣層發生著大量不同尺度的對流活動,對維持大氣中熱量、水分和動量的平衡具有極其重要的作用。但是, 強對流天氣因其強度大、突發性強等特點, 常常導致嚴重的災害。2015年6月1日,強下擊暴流導致“東方之星”客輪翻沉, 造成 442 人遇難[1–2]。2016年6月23日, 江蘇阜寧 EF4 級龍卷風造成 98人死亡, 800 多人受傷[3]。2021年4月30日、5月10日、5月14日、6月25日和7月1日 ,

多次強雷暴大風或強龍卷風天氣過程導致幾十人遇難 。 2021年7月20日 , 河南極強暴雨導致398人(其中鄭州 380 人)遇難[4]。2016年和 2021年都是強對流天氣災害非常突出的年份[5]。因此, 非常有必要進一步深入認識這類天氣的發生、發展過程和機理。其中, 深厚濕對流(deep moist convection, DMC)的觸發是最重要的難點之一, 判識觸發 DMC 的最重要環境因素就是識別低層大氣的輻合抬升及其強度[6], 這也是強對流天氣臨近預報的關鍵。

很多中尺度氣象學的教科書中都有大篇幅的DMC 相關內容, 也有大量相關的學術文獻。但是,目前對大氣中廣泛存在的對流活動的描述和總結存在很多不足。雖然文獻[7–12]對 DMC 觸發的相關研究進展進行了綜述, 但仍有一些問題需要進一步明確, 如重力波的觸發作用、中國干線的形成機制以及不同機制的共同作用等。因此, 本文首先梳理大氣對流和 DMC 的定義和特點, 然后分析和總結DMC 觸發機制作的研究進展。

1 大氣對流和深厚濕對流

1.1 大氣對流

大氣對流指由浮力導致的以垂直方向為主的大氣運動, 造成大氣屬性的垂直傳輸和混合?！?br>