加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)及其在高原低渦及臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)分析中的應(yīng)用

高守亭，周玉淑，鄧滌菲.2

1 中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所 云降水物理與強(qiáng)風(fēng)暴實(shí)驗(yàn)室（LACS），北京 100029

2 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049

1 引 言

大氣運(yùn)動(dòng)中，水平風(fēng)除了有旋轉(zhuǎn)和輻合輻散（氣象上用渦度及散度分別度量其旋轉(zhuǎn)及輻合輻散的強(qiáng)度）特性外，水平風(fēng)場(chǎng)還有一個(gè)顯著的特性，就是平流效應(yīng)，即水平風(fēng)場(chǎng)自身的平流作用及其對(duì)各個(gè)物理量的水平輸送，如：溫度平流、渦度平流、水汽平流等，都被廣泛用于天氣系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展的分析.周明煜等[1］對(duì)1998年夏季第2次青藏高原大氣科學(xué)試驗(yàn)的觀測(cè)資料的分析表明，在對(duì)流層中平均風(fēng)速垂直分布存在風(fēng)切變現(xiàn)象，水平平流作用對(duì)邊界層結(jié)構(gòu)有重要影響.在已往的研究結(jié)果中，風(fēng)場(chǎng)平流作用更多的是用于對(duì)渦度方程的分析，如姚秀萍等[2］在研究熱帶對(duì)流層上空東風(fēng)帶影響西太平洋副熱帶高壓活動(dòng)時(shí)，對(duì)垂直渦度方程進(jìn)行了分析，指出水平風(fēng)場(chǎng)對(duì)渦度輸送作用的貢獻(xiàn)最大.周玉淑等[3］和Zhou等[4］則是考慮了風(fēng)場(chǎng)平流效應(yīng)的旋轉(zhuǎn)，推導(dǎo)得到了包含水平風(fēng)平流旋轉(zhuǎn)形式的渦度方程，在2006年的bilis臺(tái)風(fēng)及2008年的Fung-Wong臺(tái)風(fēng)分析中得到了很好的應(yīng)用，但是該研究只討論了水平平流旋轉(zhuǎn)效應(yīng)對(duì)渦度變化的貢獻(xiàn)，并沒有考慮到平流的輻合輻散作用.楊平章等[5］在研究水平動(dòng)量平流作用對(duì)熱帶氣旋運(yùn)動(dòng)的影響時(shí)，分析得到動(dòng)量平流引起的水平動(dòng)量輻合或輻散對(duì)臺(tái)風(fēng)路徑異常變化有明顯的影響.最近，高守亭等[6］的研究提出加速度遷移項(xiàng)（反映水平風(fēng)場(chǎng)平流的輻合輻散）能代表氣塊受到的所有力的散度，即通過(guò)計(jì)算加速度遷移項(xiàng)就可以判斷氣塊所受力的情況，這為用加速度遷移項(xiàng)來(lái)研究大氣運(yùn)動(dòng)提供了新的思路.由于加速度遷移項(xiàng)（也即是水平平流散度）與風(fēng)場(chǎng)本身的分布一樣，是非均勻的，且空間及時(shí)間變化很大，也就是說(shuō)，水平平流的分布具有波動(dòng)特征，除了具有旋轉(zhuǎn)效應(yīng)外，其輻合輻散效應(yīng)也是一個(gè)重要方面.以往對(duì)水平平流作用及其旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的研究還有一些結(jié)果，但在其輻合輻散效應(yīng)方面的研究尚屬少見.而大氣中的很多劇烈天氣現(xiàn)象（尤其是中尺度災(zāi)害天氣）往往是由風(fēng)場(chǎng)及其水汽平流的不均勻產(chǎn)生的輻合輻散引起的.因此，研究加速度散度遷移項(xiàng)（其反映了水平風(fēng)場(chǎng)的平流作用）是中尺度天氣研究中的一個(gè)重要內(nèi)容.

根據(jù)二維亥姆霍茲定律，水平風(fēng)場(chǎng)可以分解為旋轉(zhuǎn)風(fēng)分量和輻散風(fēng)分量，引入風(fēng)場(chǎng)的流函數(shù)和速度勢(shì)后，就可以直接用流函數(shù)和速度勢(shì)分別表示風(fēng)場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)和輻合輻散性質(zhì)，已在全球大氣和大洋環(huán)流的診斷和數(shù)值模擬中有重要應(yīng)用.依照這一思路，本文對(duì)加速度遷移項(xiàng)也進(jìn)行有旋和無(wú)旋分解，可得到對(duì)應(yīng)的加速度遷移項(xiàng)的流函數(shù)和位勢(shì)，利用加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)就可以反映出加速度遷移項(xiàng)的輻合輻散運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)展了水平風(fēng)場(chǎng)分解技術(shù)在中尺度天氣研究中的應(yīng)用.根據(jù)已有的研究，Chen和Kuo[7］提出的調(diào)和-余弦算法在有限區(qū)域風(fēng)場(chǎng)分解和重建的精度最高，而且物理意義也比其它方法明確，在臺(tái)風(fēng)等低渦系統(tǒng)的風(fēng)場(chǎng)分析中已有很好的應(yīng)用[8-9］.因此，本文采用這一方法，對(duì)加速度遷移項(xiàng)也進(jìn)行調(diào)和-余弦的有旋和無(wú)旋分量的分解，引入加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)概念，以便利用加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)來(lái)研究東移高原低渦及臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)演變過(guò)程.

2 加速度遷移項(xiàng)的調(diào)和-余弦分解方法介紹

引入加速度遷移項(xiàng)的流函數(shù)及位勢(shì)概念后，有

則加速度遷移項(xiàng)的流函數(shù)ψA及加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)A與其旋轉(zhuǎn)部分的垂直分量和散度分量之間有如下關(guān)系：

即：

以上Ar和Ad為加速度遷移項(xiàng)的旋轉(zhuǎn)分量和輻散分，Δ ，Δ量 ψA為加速度遷移項(xiàng)的流函數(shù)A為加速度遷移項(xiàng)的位勢(shì)，ξA和DA則分別是加速度遷移項(xiàng)的旋度的垂直分量和水平散度，計(jì)算公式為

為得到有限區(qū)域泊松方程（6）和（7）的解，在耦合邊界條件下用調(diào)和-余弦算法[7］進(jìn)行求解，求解基本算法如下：

（1）通過(guò)已有水平風(fēng)分量u和v計(jì)算得到加速度遷移項(xiàng)的兩個(gè)分量Ax和Ay后，計(jì)算區(qū)域里的加速度遷移項(xiàng)項(xiàng)的渦度ξA和散度DA；

（2）利用其次邊界條件，求解公式（10）所示的Possion方程，該方Δ程是公式（6）和（7）內(nèi)部部分，即：

通過(guò)傅里葉變換得到Possion方程（10）的解為

其中，F(xiàn)-1是傅里葉逆變換算子，Φ和X是針對(duì)加速度遷移項(xiàng)的流函數(shù)和位勢(shì)作了有限區(qū)域傅里葉余弦變換得到的雙余弦展開式，具體表達(dá)式為

其中下標(biāo)i表示內(nèi)部部分（inner part），下標(biāo)c表示余弦函數(shù)展開.

（3）由計(jì)算出的ψAic和Aic，利用二維亥姆霍茲原理得到加速度遷移項(xiàng)的內(nèi)部分量AxIc和AyIc為

（4）計(jì)算加速度遷移項(xiàng)的外部分量AxEc和AyEc

（5）利用（4）得到的耦合邊界條件：

來(lái)求解Laplace方程，即在（17）的邊條件下求解方程（18）：

其中，下標(biāo)h代表調(diào)和函數(shù)部分（harmonic part）.

通過(guò)迭代求解（具體系數(shù)的計(jì)算參見文獻(xiàn)[7］），最終得到加速度遷移項(xiàng)的流函數(shù)和位勢(shì)的調(diào)和分量為

其中，ψW（0），ψW（n），…，ψE（0），ψE（n），… 都是邊界上的加速度遷移項(xiàng)的流函數(shù)和位勢(shì)的譜系數(shù)，下標(biāo)E，S，W，N分別表示東、南、西、北四個(gè)方位.

（6）由方程（11）、（12）和（19）、（20），得到計(jì)算的有限區(qū)域的加速度遷移項(xiàng)的流函數(shù)和位勢(shì)分量為

這樣求解得到的物理量具有很明確的物理意義：加速度遷移項(xiàng)的流函數(shù)和位勢(shì)的內(nèi)部分量ψAic和完全由有限區(qū)域內(nèi)部的加速度遷移項(xiàng)的旋轉(zhuǎn)垂直分量及其散度決定，邊界條件都是齊次的，所以邊條件對(duì)內(nèi)部分量沒有影響；而調(diào)和分量ψAhc和Ahc是通過(guò)求解Laplace方程得到的，完全由區(qū)域的邊界條件決定，因而極值只出現(xiàn)在邊界上.在這樣的求解過(guò)程中，只需要通過(guò)極少的迭代次數(shù)就能達(dá)到很好的收斂效果，計(jì)算效率和精度都大大提高.

由于本文關(guān)心的主要是加速度遷移項(xiàng)的輻合輻散作用對(duì)天氣系統(tǒng)的影響，以下的分析就用加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)部分，即分布來(lái)討論其在具體天氣系統(tǒng)演變中的示蹤作用.

3 加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)在低渦及臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)分析中的應(yīng)用

由于平流的作用在大氣運(yùn)動(dòng)中無(wú)處無(wú)時(shí)不在，其輻合輻散作用必然會(huì)對(duì)系統(tǒng)演變有所指示.由于低渦及臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)都是具有明顯的平流旋轉(zhuǎn)和輻合的系統(tǒng)，本節(jié)就以一個(gè)東移高原低渦及登陸我國(guó)的Bilis臺(tái)風(fēng)（2006年第4號(hào)臺(tái)風(fēng)）系統(tǒng)為例，分析高原低渦東移及臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)演變過(guò)程中加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的變化，以期為示蹤及反應(yīng)低渦及臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)的演變提供一個(gè)新的物理變量.

3.1 在東移高原低渦中的應(yīng)用

高原低渦是引發(fā)高原地區(qū)暴雨天氣的重要系統(tǒng)之一，在適當(dāng)?shù)沫h(huán)流條件配合下可以向東移出高原，并在適當(dāng)條件下發(fā)展，往往會(huì)造成周邊及下游地區(qū)（如江淮流域等）出現(xiàn)暴雨等災(zāi)害性天氣[10-12］.基于高原低渦研究的需要，本節(jié)首先將加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)用于2008-07-20-08∶00到21日14∶00的一次青藏高原低渦東移的個(gè)例分析中[13］，所用資料為NCEP／NCAR的分析資料，空間分辨率為110km，時(shí)間分辨率為6h.首先分析這次高原低渦東移出高原的天氣過(guò)程.

在500hPa天氣圖上，圖1a中中高緯度影響中國(guó)的主要槽脊系統(tǒng)是青藏高原北部的低壓槽（簡(jiǎn)稱西部槽）和貝加爾湖以南的高壓脊（簡(jiǎn)稱東部脊），其中西部槽比較深厚，而東部脊相對(duì)范圍比較小，且東部脊的東南部河套平原附近存在一個(gè)閉合的低壓中心.在40°N以南，高原東部附近（97°E，35°N）上空存在一個(gè)明顯的閉合低壓中心，即為本節(jié)分析的高原低渦.黃海上空也存在一個(gè)小的閉合低壓系統(tǒng).6小時(shí)后（20日14∶00，圖1b），中高緯地區(qū)槽脊系統(tǒng)東移，東部脊進(jìn)一步加強(qiáng)，高壓脊東南部河套附近低壓中心東移加強(qiáng)，位勢(shì)高度最小值降至5775位勢(shì)米.此時(shí)青藏高原東部高原渦東移至（98°E，35°N）附近，5805等高線所圍面積減小.20日20∶00（圖1c），河套附近低壓中心進(jìn)一步東移加強(qiáng)，5775等高線范圍擴(kuò)大，而高原低渦東移至高原東邊緣附近，強(qiáng)度變化不大，此時(shí)高原渦位于河套低壓西南邊緣.至21日02∶00（圖1d），河套低壓東移至朝鮮半島，強(qiáng)度進(jìn)一步加強(qiáng)，等高線最小值達(dá)5745位勢(shì)米，此時(shí)高原渦不再有閉合等高線，而是并入東移的河套低壓區(qū)，以小槽形式存在，同時(shí)高原東側(cè)邊緣的低槽較前一時(shí)刻向南發(fā)展，5850位勢(shì)米等值線南伸到23°N.21日08∶00（圖1e），原河套低壓繼續(xù)增強(qiáng)向東移動(dòng)，高原東側(cè)低槽也進(jìn)一步加深東移，且槽線由橫槽逐漸轉(zhuǎn)為豎槽，位置在105°E附近.到21日14∶00（圖1f），高原東側(cè)低槽強(qiáng)度加強(qiáng)，移出高原后向東北方向移動(dòng).

圖1 500hPa位勢(shì)高度場(chǎng)（單位：位勢(shì)米）和風(fēng)場(chǎng)（單位：m／s）分布（a）2008-07-20-08∶00；（b）2008-07-20-14∶00；（c）2008-07-20-20∶00；（d）2008-07-21-02∶00；（e）2008-07-21-08∶00；（f）2008-07-21-14∶00.

從公式（7）可知，用余弦譜展開后，加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的拉普拉斯符號(hào)與平流本身的符號(hào)相反，也就是說(shuō)，當(dāng)加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)為正時(shí)，其散度為負(fù)，表示加速度遷移項(xiàng)是輻合的.從加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的分布來(lái)看，對(duì)2008年7月20日08∶00，500hPa上的高原東部，也是在（97°E，35°N）附近有明顯的加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的正值區(qū)（圖2a），與位勢(shì)高度分析顯示的高原低渦的位置相當(dāng)，表示低渦處有明顯的加速度遷移項(xiàng)的輻合.從加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的正值區(qū)及其中心分布來(lái)看，它比500hPa位勢(shì)高度表示的低渦系統(tǒng)更為清楚.而且，黃海上空的閉合低壓系統(tǒng)及槽區(qū)，也有明顯的加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的正值中心及正值區(qū)對(duì)應(yīng)，這說(shuō)明用加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)確實(shí)可以示蹤和識(shí)別低渦系統(tǒng).6小時(shí)后，高原低渦東移到（100°E，35°N）附近（圖1b），對(duì)應(yīng)時(shí)刻的加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的正值區(qū)及正值中心也東移到同樣的位置（圖2b），說(shuō)明低渦系統(tǒng)中確實(shí)一直存在加速度遷移項(xiàng)的輻合作用，也正是由于水平風(fēng)的加速度遷移項(xiàng)的輻合，低渦才能得以維持和發(fā)展.到7月20日20∶00和21日02∶00，低渦移到高原東部斜坡地形附近，雖然風(fēng)場(chǎng)上還存在氣旋性環(huán)流，但在位勢(shì)高度分布上已經(jīng)沒有閉合的等壓線，而是一個(gè)槽區(qū)（圖1c和圖1d），但在同時(shí)刻的加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)分布上（圖2c和圖2d），在低槽區(qū)位置，仍然有明顯的加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)正值區(qū)和正值中心，對(duì)指示東移高原低渦的位置比位勢(shì)高度更為清晰.隨著低渦并入低槽并移出高原后，槽區(qū)范圍加強(qiáng)南伸并繼續(xù)東移，對(duì)應(yīng)的加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)分布圖上（圖2e和圖2f）也有加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)范圍的擴(kuò)展和加強(qiáng)，與位勢(shì)高度反映的趨勢(shì)是一致的，說(shuō)明用加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)確實(shí)可以示蹤高原低渦的東移演變過(guò)程.

圖2 500hPa加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)（單位：m2·s-2）分布（a）2008-07-20-08∶00；（b）2008-07-20-14時(shí)；（c）2008-07-20-20∶00；（d）2008-07-21日02∶00；（e）2008-07-21日08∶00；（f）2008-07-21-14∶00.

圖3 500hPa加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)（實(shí)線，單位：m2·s-2），位勢(shì)高度（點(diǎn)點(diǎn)虛線，單位：gpm）及位渦（陰影區(qū)表示PV大于0.2的區(qū)域，單位：PVU）的經(jīng)度-時(shí)間剖面

圖3 是500hPa面上位勢(shì)高度與加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)及位渦在30°N—35°N之間平均的經(jīng)度-時(shí)間演變圖，從圖中可見，從7月20日08∶00開始，隨著低渦從高原中東部開始東移直至移出高原的過(guò)程中，實(shí)線表示的加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)從高原到下游地區(qū)隨時(shí)間呈現(xiàn)出一條明顯的正值中心區(qū)，與陰影區(qū)表示的位渦的正異常區(qū)域是一致的，說(shuō)明加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)確實(shí)可以用以示蹤低渦的東移演變.不同的是，加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)表示的輻合運(yùn)動(dòng)在高原上時(shí)較強(qiáng)，而位勢(shì)高度及位渦則是隨后加強(qiáng)的，在時(shí)間上稍微滯后于加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的加強(qiáng).當(dāng)?shù)蜏u東移出高原并入低槽中加強(qiáng)后，加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)是減弱的，此時(shí)位勢(shì)高度減小，位渦正異常也加大，表明低槽加深加強(qiáng).可以推測(cè)，這個(gè)低槽加強(qiáng)可能與前期加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的輻合有關(guān)，這與天氣學(xué)上用風(fēng)場(chǎng)輻合可導(dǎo)致低渦加強(qiáng)的動(dòng)力過(guò)程的描述也是一致的，也進(jìn)一步說(shuō)明加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)所指示的輻合輻散對(duì)系統(tǒng)的強(qiáng)度變化有一定的動(dòng)力指示意義.

從以上對(duì)東移高原低渦的分析可見，由于加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)包含了水平風(fēng)場(chǎng)平流的輻合輻散動(dòng)力特征，因此，從加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的分布，我們就可以直接判斷低渦系統(tǒng)的水平風(fēng)場(chǎng)平流的輻合輻散動(dòng)力效應(yīng)，而不用再分析其散度的分布.而且，隨著空間分辨率越來(lái)越高，計(jì)算的散度分布會(huì)越來(lái)越亂，而加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的分布相對(duì)于散度分布來(lái)說(shuō)要光滑很多.因此，作為一個(gè)新的動(dòng)力變量，加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的引入可用于示蹤東移高原低渦系統(tǒng)以及指示低渦系統(tǒng)的平流的輻合輻散效應(yīng).

以上是加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)在東移高原低渦系統(tǒng)分析中的應(yīng)用，以下分析其在登陸臺(tái)風(fēng)中的應(yīng)用.

3.2 在登陸臺(tái)風(fēng)Bilis中的應(yīng)用

登陸臺(tái)風(fēng)是造成我國(guó)暴雨的又一個(gè)主要系統(tǒng)，2006年的4號(hào)臺(tái)風(fēng)Bilis在整個(gè)發(fā)展過(guò)程中，結(jié)構(gòu)松散，中心附近對(duì)流不強(qiáng)，沒有眼壁和風(fēng)眼結(jié)構(gòu)，沒有統(tǒng)一的臺(tái)風(fēng)中心，風(fēng)力不是特別強(qiáng)，但含水量大，造成南方地區(qū)大面積洪澇，以及山體滑坡和泥石流等次生災(zāi)害，是近十年來(lái)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害導(dǎo)致傷亡人數(shù)最多的一次，本小節(jié)以Bilis為例進(jìn)行加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的分析.所用資料為日本氣象廳區(qū)域譜模式（RSM）再分析資料，空間分辨率為20km，時(shí)間分辨率為6h.

圖4 850hPa上加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)（實(shí)線，單位：m2·s-2），無(wú)旋風(fēng)（矢量，單位：m·s）及散度（陰影區(qū)，單位：1×10-4·s-1）分布（a）2006-07-12-20∶00；（b）2006-07-13-08∶00；（c）2006-07-14-02∶00；（d）2006-07-14-20∶00.圖中粗虛線為Bilis臺(tái)風(fēng)路徑，臺(tái)風(fēng)符號(hào)表示當(dāng)前時(shí)刻臺(tái)風(fēng)中心位置.

從圖4可見，無(wú)論是Bilis臺(tái)風(fēng)登陸前（圖4a，b，c）還是登陸后（圖4d），與位勢(shì)高度類似（圖略），實(shí)線所示的加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)都能較好地指示出臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)，加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的正值中心與臺(tái)風(fēng)中心位置比較接近，用加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的正異常中心可以大概判斷出臺(tái)風(fēng)中心位置.此外，從加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)與水平風(fēng)散度的分布來(lái)看，加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)等值線相對(duì)密集的區(qū)域，也就是加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)梯度較大的區(qū)域，往往也是散度較大的區(qū)域（這個(gè)特征在圖4c中表現(xiàn)最顯著，環(huán)狀深色陰影區(qū)代表的輻合區(qū)與加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)等值線分布較密集的區(qū)域基本是一致的）.在加速度遷移項(xiàng)等值線曲率變化大的地方（這種區(qū)域加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的拉普拉斯算子最大），一般也對(duì)應(yīng)著散度大值區(qū)，如圖4a中，在Bilis的東南部（122°E，21°N）附近，加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的400和600的等值線有明顯的彎曲，對(duì)應(yīng)著明顯的輻合發(fā)生（圖中陰影區(qū)）；圖4b中，臺(tái)風(fēng)西側(cè)的加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)有小范圍彎曲的地方，也是輻合較強(qiáng)的區(qū)域；又如圖4c中，在臺(tái)風(fēng)中心南側(cè)，從外到內(nèi)都有加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)等值線發(fā)生明顯彎曲，也對(duì)應(yīng)著無(wú)旋風(fēng)的輻合大值區(qū)及散度大值區(qū).在圖4d中，由于臺(tái)風(fēng)登陸后，受復(fù)雜下墊面條件影響，臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)不再像洋面上時(shí)那樣規(guī)則，但是也可分析得到加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的等值線曲率大的區(qū)域，也基本對(duì)應(yīng)著較強(qiáng)的輻合運(yùn)動(dòng).圖4中陰影區(qū)只表示了輻合發(fā)生的區(qū)域，如果全標(biāo)出輻合輻散運(yùn)動(dòng)會(huì)發(fā)現(xiàn)，整個(gè)散度場(chǎng)的分布比較凌亂，對(duì)分析臺(tái)風(fēng)動(dòng)力結(jié)構(gòu)并不清楚.但是從加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)分布看，只要注意加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)正值中心區(qū)及其等值線曲率變化較大的區(qū)域，就基本可以判斷出大的輻合區(qū)域.從加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的數(shù)值看，在洋面上時(shí)，其數(shù)值較大，中心等值線為1400，最強(qiáng)時(shí)達(dá)到1600（圖略），隨著臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)及登陸，數(shù)值從1600逐漸降低到300多，其數(shù)值演變趨勢(shì)與臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度的變化也是一致的.因此，加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的強(qiáng)弱也可表示出臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)的強(qiáng)度變化.

從本節(jié)加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)對(duì)Bilis臺(tái)風(fēng)的分析可見，它可指示臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)位置及輻合大值區(qū)的位置以及臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度的演變趨勢(shì).可見，加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)可用于指示臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)以及顯示臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)里的輻合輻散運(yùn)動(dòng)特征，還可反映臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)強(qiáng)度，可作為一個(gè)新的動(dòng)力診斷變量來(lái)示蹤臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度變化及其輻合輻散效應(yīng).

4 結(jié) 論

在高守亭等[6］對(duì)加速度遷移項(xiàng)散度作用研究的基礎(chǔ)上，即：加速度遷移項(xiàng)能代表氣塊受到的所有力的輻合或輻散效應(yīng)，通過(guò)計(jì)算加速度遷移散度項(xiàng)就可以判斷氣塊受到的力的輻合或輻散情況，本文對(duì)加速度遷移項(xiàng)進(jìn)一步進(jìn)行調(diào)和-余弦的分解，并引入加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)的概念，用加速度遷移項(xiàng)對(duì)應(yīng)的位勢(shì)部分（可反映平流的輻合輻散）對(duì)東移高原低渦及登陸臺(tái)風(fēng)Bilis的演變過(guò)程進(jìn)行了分析.結(jié)果表明加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)對(duì)低渦系統(tǒng)有較好的描述作用，用于指示東移的高原低渦系統(tǒng)較常用的500hPa位勢(shì)高度場(chǎng)對(duì)低渦的分析更為清晰.此外，加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)用于登陸臺(tái)風(fēng)Bilis的分析也表明，它可指示臺(tái)風(fēng)環(huán)流系統(tǒng)，還可用以判斷洋面上臺(tái)風(fēng)的中心位置以及臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度變化.由于加速度遷移項(xiàng)位勢(shì)可反映出水平平流的輻合輻散，可以作為一個(gè)新的動(dòng)力變量來(lái)診斷并示蹤低渦及臺(tái)風(fēng)等天氣系統(tǒng)的演變.

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