雷暴大风过程中对流层中低层动量通量和动能通量输送特征研究

2014年5月31日北京发生一次雷暴大风过程。以雷达资料同化结果为初始场，对此次过程进行高分辨率数值模拟。采用非静力平衡和非地转平衡的经向动量方程和质量权重动能方程，利用模拟资料，对雷暴大风过程中经向动量和质量权重动能进行收支分析，以此来研究雷暴过程中对流层中低层动量通量和动能通量输送特征，讨论地面大风的可能成因。分析结果表明，在对流层中低层，经向动量通量散度是影响经向动量局地变化的主要强迫项。雷暴系统后部的入流把中低层的经向动量倾斜向下输送，系统前部对流云区中低层的下沉气流也向下输送经向动量。这两支下传动量通量先后与近地面经向动量的水平通量汇合，向系统前沿输送经向动量。在北京西北部地形阻挡作用下，经向动量通量在系统前端近地面辐合，促进那里的经向动量局地增长，有利于增强那里的南风。质量动能收支的特征与经向动量收支类似，在近地面层质量动能的局地变化主要是由质量动能通量散度引起的。系统后部入流把中层质量动能向下传输到近地面层，然后与近地面质量动能的水平通量汇合，向系统前沿输送质量动能。相对来说，近地面层经向动量和质量动能的水平通量比下传通量更重要，这主要与低层较强的东南急流有关