“快流形”湿斜压Ertel-Rossby不变量的导出及其在台风中的应用  

The derivation of moist baroclinic Ertel-Rossby invariant in “fast-manifold” and its application to typhoons

作　　者：杨帅[1] 高守亭[1] 陈斌[2] 

机构地区：[1]中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴实验室,北京100029 [2]中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室,北京100081

出　　处：《中国科学：地球科学》2013年第11期1788-1796,共9页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家重点基础研究发展计划(编号:2009CB421505);中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室开放课题(编号:2012LASW-B02);国家自然科学基金项目(批准号:41105027;40930950;40805001)资助

摘　　要：位涡因在绝热无摩擦大气中具有守恒性而被当作一个较好的示踪物广泛的应用.然而位涡本身,对于大尺度"慢流形"更为有效.因此,需要寻找另外的守恒的不变量来描述速度和气压场等快速变化的强天气过程,比如增长期和成熟的热带气旋.本文将湿大气中的焓和熵引入绝对运动方程来消除气压梯度项,并利用Weber变换和Ertel形式的连续方程,推导了湿大气中的斜压Ertel-Rossby不变量,并证明了其守恒性.推得的湿斜压Ertel-Rossby不变量的表达式除了包含传统的位涡项,它还包括气压梯度、位能和动能梯度项等能反映"快流形"特征的因子,以及干Ertel-Rossby不变量所没有的湿度因子,因此能更完善地描述湿过程中强天气现象快速变化的动力学特征.通过个例分析,与湿位涡和干大气中的Ertel-Rossby不变量相比,这个守恒的不变量对于台风这类真实湿大气中快速变化的强天气过程是一个较好的诊断分析工具,能表征几个共存台风组成的多台风系统的移动和强度变化.湿Ertel-Rossby不变量在真实湿大气中有较为广泛的应用前景.

关 键 词：湿Ertel—Rossby不变量 守恒 台风 

分 类 号：P444[天文地球—大气科学及气象学]