Page 244 - 《高原气象》2022年第6期
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6 期 朱皓清等：江苏阜宁EF4级龙卷的高分辨率数值模拟研究 1607
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旋结构龙卷的子涡旋是由龙卷涡旋中心的下沉气 m·s ）从离地 1 km 高度下伸至约 500 m 高度，并在
流到达地面形成辐散，再与入流辐合形成的。这种 接下来的几分钟到达距地面约 200 m 高度［图 8
子涡旋与多涡旋龙卷中观测到的“吸管涡旋”对应 （b）］。13:40左右，w>20 m·s 的区域下伸至离地约
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（Meng et al，2018），具有极大的破坏力。考虑75 m 600 m高度，将近地面的空气快速抽吸到高层，近
网格解出了子涡旋，因此将 75 m 网格产生的涡旋 地面涡度在随后几分钟快速增强，产生第一个
称为龙卷涡旋而非 TLVs，将在 4. 3节对龙卷涡旋进 TLV，持续 10 min 左右消亡。随后的 3 个 TLV 分别
行详细的分析。 发生在 14:05、14:45和 15:18左右，生成过程与第一
4. 2. 2 TLVs的生成
个 TLV 类似。其中第 3 个 TLV 持续时间最长，也是
上述分析表明，1 km、250 m 和 75 m 网格较好
4个 TLV中强度最强的，从 14:25-14:42，强上升（w
地再现了龙卷风暴的一般特征，包括钩状回波和旋
>15 m·s ）区域由离地约1. 5 km高度下降至约300 m
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转上升气流等，1 km网格虽然可以清晰地分辨出超
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高度，14:45左右，垂直速度大于20 m·s 线从1. 8 km
级单体的中气旋（图6），但无法解析出TLVs，250 m
高度下降到离地 500 m 高度［图 8（b）］，对应的近地
和 75 m 网 格 可 以 解 析 出 TLVs［图 7（a），（c）］。
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面涡度在 2 min 内迅速由 0. 04 s 增加至 0. 14 s ，
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TLVs 定义为最大垂直涡度位于近地面附近（低于
生成第 3 个 TLV［图 8（a）］。而且分别在 14:54 和
100 m）强度最大的涡旋（Sun et al，2019）。250 m网
15:02 左右，垂直速度大于 20 m·s 线下降到离地
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格最大垂直涡度的时间-高度剖面［图 8（a）］显示，
13:38-13:48、14:05-14:22、14:45-15:12和15:18- 500 m 高度，导致 TLV 的 2 次增强，最终 TLV 维持
了近 30 min。可见，近地面涡旋的增强机制是：当
15:28 这 4 个时间段的最大垂直涡度出现在近地面，
近地面涡度较高层大，也比位于高空的中气旋的涡 近地面气块进入上升气流中，更强的上升气流增大
度大得多，表明有 4 次 TLVs 过程。分别在 13:40 左 了气块的垂直加速度，进而产生更强的涡旋。15:12，
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右 、14:05 左 右 、14:45 左 右 和 15:18 左 右 ，地 面 对应的强上升气流（w>20 m·s ）抬升至约 1. 6 km 高
TLVs迅速增强，都在短短的几分钟内涡度由0. 04 s -1 度，低层上升运动明显减弱，TLV 减弱［图 8（b）］。
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迅速增强到 0. 16 s 以上。每次 TLVs过程都伴随着 可见，14:00 后 TLV 的发生和演变过程大体与阜宁
垂直速度大值区的下降，意味着近地面上升运动的 和射阳龙卷过程相近，模式较好地再现了阜宁和射
增强。如从 13:30-13:35，垂直速度大值区（w>15 阳龙卷过程。
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图8 2016年6月23日13:30-16:00整层最大垂直涡度（a，c，单位：s ）和垂直速度（b，d，单位：m·s ）的时间-高度分布
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Fig. 8 Time-height of domain-wide maximum vertical vorticity（a，c，unit：s ）and vertical velocity
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（b，d，unit：m·s ）from 13:30 to 16:00 on 23 June 2016
