Page 141 - 《高原气象》2026年第1期

1 期 管 靓等：基于Q矢量分解的上海沿岸水域近海北上热带气旋大风成因分析 137
业务中较多关注地面（10 m 高度）的 TC 水平大 产 生 的 强 迫 作 用（岳 彩 军 等 ， 2005； 胡 艳 等 ，
风。孙继松（2023）指出， 地面水平风必然与大气中 2023）， 对实际天气系统诊断分析更具应用价值。
的垂直运动相伴随。赵向军等（2020）也通过数值 众所周知， 非地转 Q 矢量的分解方法应用于产生
模式模拟发现， 垂直运动对地面大风的产生贡献较 TC 暴雨的垂直运动的诊断较多（傅灵艳等， 2010；
大。不少研究指出， 水平风速的增加与垂直运动的 岳彩军等， 2010； Yue et al， 2011）， 但是， 对 TC 大
增强对应较好（杨淑华等， 2011； 郝玲等， 2019）。 风的诊断并不多见。因此， 本文将基于 ERA5 再分
观 测 结 果（Marks et al， 2008； Stern et al， 2016； 析资料， 通过分解非地转干 Q 矢量， 以诊断分析不
Stern and Bryan， 2018； Rogers et al， 2017）表明， 强 同尺度垂直运动对上海沿岸水域近海北上 TC 大风
TC 中垂直运动较为极端的区域， 水平风速也较大。 形成的作用。
一方面， 水凝物的蒸发冷却和拖曳作用（赵向军， 2 资料和方法
2018； 薛谌彬， 2023）以及 TC 边界层内的滚涡作用
（Wurman and Winslow， 1998； 马雷鸣， 2013）， 通 2. 1 资料
过动量下传增强地面大风（梁军等， 2012； Ludwig 选取的 ERA5 再分析资料， 其水平分辨率为
et al， 2015； 孙 密 娜 等 ， 2020； 孙 晓 磊 等 ， 2023； 0. 25°×0. 25°， 垂直层次从 1000 hPa 到 100 hPa， 共
Yang et al， 2024）。另一方面， 垂直运动的增强可 15 层， 时间分辨率 1 h（马绎皓等， 2023； 徐彬羽
以增强低层涡度， 从而激发中尺度涡旋的生成和发 等 ， 2023； 邓 意 学 等 ， 2024； 李 晨 轩 和 韦 志 刚 ，
展 ， 增 强 地 面 水 平 大 风（梁 军 等 ， 2015； 蒋 悦 ， 2024； 李驰钦等， 2024）。TC 最佳路径资料来自于
2021）。同时， TC 中的强垂直运动会改变 TC 的结 中国气象局上海台风研究所（Ying et al， 2014； Lu
构和强度（Montgomery and Enagonio， 1998； Kana‐ et al， 2021）， 时间分辨率 6 h。两类资料的时间长
da and Wada， 2015； Didlake et al， 2018； 王立诚等， 度均为1981 -2022年。
2020）， 而 TC 的强度和结构又与 TC 大风关系密切 2. 2 方法
（王黉等， 2019； 植江玲和黄先香， 2020； 邱王泽禾 本研究将近海北上 TC 定义为 TC 在经过上海
和章蓝文， 2021）， 因此， 垂直运动的改变可能会影 同纬度（31. 5°N）前位于 24 h 警戒线内， 且未登陆，
响 TC 大风的变化， 可以通过对垂直运动进行诊 在过上海同纬度后北上或转向。研究区域参照海
断， 从而揭示地面TC大风产生的原因。 事管理划分的上海沿岸水域区域（图 1 黑色框线所
Q 矢量诊断垂直运动， 表达形式简单， 易于计 示）。文中涉及的地图是基于中华人民共和国自然
算且计算较准确（高守亭等， 2023）。同时， 相比单 资源部地图技术审查中心标准地图服务系统下载
纯的 Q 矢量诊断分析， 通过对非地转 Q 矢量的分 的审图号为 GS（2019）3082 号的中国地图制作， 底
解， 可以定量诊断分析不同天气尺度对垂直运动场 图无修改。文中统一采用世界时。

图1 上海沿岸水域范围示意图
黑色框线表示上海沿岸水域范围， （a）黑色虚线为24 h警戒线， （b）黑色实心点代表上海沿岸水域范围内涵盖的ERA5资料对应格点
Fig. 1 Schematic of Shanghai coastal areas. The black box lines indicate Shanghai coastal sea zones，
the black dotted line in （a） is the 24-hour warning line， and the black solid dots
in （b） represent the corresponding grid points of the ERA5 data