doi:10.11676/qxxb2014.022 气象学报 低空急流的研究进展与展望 刘鸿波1何明洋12王斌1张庆红3 LIU Hongbo HE Mingyang.2 WANG Bin ZHANG Qinghong' 1.中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室,北京,100029 2.中国科学院大学,北京,100049 3.北京大学物理学院大气科学系气候和海洋大气研究实验室,北京,100871 1. LASG, Institute of Atmos pheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China 3. Laboratory for Climate and Ocean-Atmos phere Studies, De partment of Atmos pheric and Oceanic Sciences, School of Physics, Peking University, Beijing 100871, China 2013-08-02收稿,2013-12-09改回 刘鸿波,何明洋,王斌,张庆红.2014.低空急流的研究进展与展望.气象学报,72(2):191-206 Liu Hongbo, He Mingyang, Wang Bin, Zhang Qinghong. 2014. Advances in low-level jet research and future prospects. Acta Me- teorologica Sinica, 72(2):191-206 Abstract The low-level jet (LLJ) is closely concerned with severe rainfall events, air pollution, wind energy utilization, avia- tion safety, sandstorms, forest fire, and other weather and climate phenomena. Therefore, it has attracted considerable atten- tion since its discovery. Scientists have carried out many studies on LLJs and made significant achievements during the past five or six decades. This article summarizes and assesses the current knowledge on this subject, and focuses in particular on three aspects: (1)Ll definition, classification, distribution, and structure; (2)LL formation and evolutionary mechanisms; and (3)relationships between LLJ and precipitation, as well as other interdisciplinary fields. After comparing the status of LLJ re- arches in China with those abroad, we then discuss the shortcomings of Llj research in China, which might cover the coarse definitions of the LLJ. lack of observations and inadequate quality control, few thorough explorations of LlJ characteristics and formation mechanisms, and limited studies in the light of interdisciplinary fields. The future prospects for several LLJ research avenues are also speculated Key words Low-level jet, Structural and evolutionary mechanisms, Precipitation, Interdisciplinary research 摘要低空急流与强降水事件、空气污染、风能利用、航空安全、沙尘暴、森林火灾及其他诸多天气、气候现象存在着密切的 联系,因此自发现之日起便受到人们的广泛关注。在过去的半个多世纪中,中外气象学家围绕着低空急流事件开展了大量的 研究并取得了丰硕的硏究成果。对这些成果进行了综合回顾,重点对低空急流的分类和定义、分布状况及结构特征,低空急 流形成演变机制,低空急流与降水及其他领域的关系等三个方面的研究工作进行了总结。最后通过对比分析中外针对低空 急流事件的硏究历史和现状,指出了中国现有研究工作中所存在的诸如低空急流选取标准宽松、观测数据缺乏且质量控制不 完善、低空急流自身特征与形成演变机制硏究数量和深度有限、交叉领域硏究工作匮乏等方面的问題,并对未来的硏究方 进行了 关键词低空急流,结构和演变机制,降水,交叉领域 中图法分类号P442 资助课題:国家自然科学基金项目(40905049)、公益性行业(气象)科研专项项目(GYHY201306016、GYHY200906020) 作者简介:刘鸿波,主要从事持续性降水过程及其机理研究。 E-mail: hongboliu mail iap 通讯作者:何明洋,主要从事天气学分析及数值模拟研究,E-mail: email.hemy@ gmail co
书 低空急流的研究进展与展望 刘鸿波１ 何明洋１，２ 王 斌１ 张庆红３ ＬＩＵ Ｈｏｎｇｂｏ１ ＨＥ Ｍｉｎｇｙａｎｇ１，２ ＷＡＮＧＢｉｎ１ ＺＨＡＮＧＱｉｎｇｈｏｎｇ３ １．中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室，北京，１０００２９ ２．中国科学院大学，北京，１０００４９ ３．北京大学物理学院大气科学系气候和海洋大气研究实验室，北京，１００８７１ １．犔犃犛犌，犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犃狋犿狅狊狆犺犲狉犻犮犘犺狔狊犻犮狊，犆犺犻狀犲狊犲犃犮犪犱犲犿狔狅犳犛犮犻犲狀犮犲狊，犅犲犻犼犻狀犵１０００２９，犆犺犻狀犪 ２．犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犆犺犻狀犲狊犲犃犮犪犱犲犿狔狅犳犛犮犻犲狀犮犲狊，犅犲犻犼犻狀犵１０００４９，犆犺犻狀犪 ３．犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔犳狅狉犆犾犻犿犪狋犲犪狀犱犗犮犲犪狀犃狋犿狅狊狆犺犲狉犲犛狋狌犱犻犲狊，犇犲狆犪狉狋犿犲狀狋狅犳犃狋犿狅狊狆犺犲狉犻犮犪狀犱犗犮犲犪狀犻犮犛犮犻犲狀犮犲狊，犛犮犺狅狅犾狅犳 犘犺狔狊犻犮狊，犘犲犽犻狀犵犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犅犲犻犼犻狀犵１００８７１，犆犺犻狀犪 ２０１３０８０２收稿，２０１３１２０９改回． 刘鸿波，何明洋，王斌，张庆红．２０１４．低空急流的研究进展与展望．气象学报，７２（２）：１９１２０６ 犔犻狌犎狅狀犵犫狅，犎犲犕犻狀犵狔犪狀犵，犠犪狀犵犅犻狀，犣犺犪狀犵犙犻狀犵犺狅狀犵．２０１４．犃犱狏犪狀犮犲狊犻狀犾狅狑犾犲狏犲犾犼犲狋狉犲狊犲犪狉犮犺犪狀犱犳狌狋狌狉犲狆狉狅狊狆犲犮狋狊．犃犮狋犪犕犲 狋犲狅狉狅犾狅犵犻犮犪犛犻狀犻犮犪，７２（２）：１９１２０６ 犃犫狊狋狉犪犮狋 Ｔｈｅｌｏｗｌｅｖｅｌｊｅｔ（ＬＬＪ）ｉｓｃｌｏｓｅｌｙｃｏｎｃｅｒｎｅｄｗｉｔｈｓｅｖｅｒｅｒａｉｎｆａｌｌｅｖｅｎｔｓ，ａｉｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ｗｉｎｄｅｎｅｒｇｙｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ａｖｉａ ｔｉｏｎｓａｆｅｔｙ，ｓａｎｄｓｔｏｒｍｓ，ｆｏｒｅｓｔｆｉｒｅ，ａｎｄｏｔｈｅｒｗｅａｔｈｅｒａｎｄｃｌｉｍａｔｅｐｈｅｎｏｍｅｎａ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅａｔｔｅｎ ｔｉｏｎｓｉｎｃｅｉｔｓｄｉｓｃｏｖｅｒｙ．ＳｃｉｅｎｔｉｓｔｓｈａｖｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｍａｎｙｓｔｕｄｉｅｓｏｎＬＬＪｓａｎｄｍａｄｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐａｓｔｆｉｖｅ ｏｒｓｉｘｄｅｃａｄｅｓ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｓａｎｄａｓｓｅｓｓｅｓｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｋｎｏｗｌｅｄｇｅｏｎｔｈｉｓｓｕｂｊｅｃｔ，ａｎｄｆｏｃｕｓｅｓｉｎｐａｒｔｉｃｕｌａｒｏｎｔｈｒｅｅ ａｓｐｅｃｔｓ：（１）ＬＬＪｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ，ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；（２）ＬＬＪｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ；ａｎｄ （３）ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎＬＬＪａｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，ａｓｗｅｌｌａｓｏｔｈｅｒｉｎｔｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙｆｉｅｌｄｓ．ＡｆｔｅｒｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｓｔａｔｕｓｏｆＬＬＪｒｅ ｓｅａｒｃｈｅｓｉｎＣｈｉｎａｗｉｔｈｔｈｏｓｅａｂｒｏａｄ，ｗｅｔｈｅｎｄｉｓｃｕｓｓｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆＬＬＪｒｅｓｅａｒｃｈｉｎＣｈｉｎａ，ｗｈｉｃｈｍｉｇｈｔｃｏｖｅｒｔｈｅｃｏａｒｓｅ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＬＬＪ，ｌａｃｋｏｆｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓａｎｄｉｎａｄｅｑｕａｔｅｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌ，ｆｅｗｔｈｏｒｏｕｇｈｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｓｏｆＬＬＪｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄ ｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ，ａｎｄｌｉｍｉｔｅｄｓｔｕｄｉｅｓｉｎｔｈｅｌｉｇｈｔｏｆｉｎｔｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙｆｉｅｌｄｓ．ＴｈｅｆｕｔｕｒｅｐｒｏｓｐｅｃｔｓｆｏｒｓｅｖｅｒａｌＬＬＪｒｅｓｅａｒｃｈ ａｖｅｎｕｅｓａｒｅａｌｓｏｓｐｅｃｕｌａｔｅｄ． 犓犲狔狑狅狉犱狊 Ｌｏｗｌｅｖｅｌｊｅｔ，Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｎｄｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ，Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，Ｉｎｔｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙｒｅｓｅａｒｃｈ 摘 要 低空急流与强降水事件、空气污染、风能利用、航空安全、沙尘暴、森林火灾及其他诸多天气、气候现象存在着密切的 联系，因此自发现之日起便受到人们的广泛关注。在过去的半个多世纪中，中外气象学家围绕着低空急流事件开展了大量的 研究并取得了丰硕的研究成果。对这些成果进行了综合回顾，重点对低空急流的分类和定义、分布状况及结构特征，低空急 流形成演变机制，低空急流与降水及其他领域的关系等三个方面的研究工作进行了总结。最后通过对比分析中外针对低空 急流事件的研究历史和现状，指出了中国现有研究工作中所存在的诸如低空急流选取标准宽松、观测数据缺乏且质量控制不 完善、低空急流自身特征与形成演变机制研究数量和深度有限、交叉领域研究工作匮乏等方面的问题，并对未来的研究方向 进行了展望。 关键词 低空急流，结构和演变机制，降水，交叉领域 中图法分类号 Ｐ４４２ ｄｏｉ：１０．１１６７６／ｑｘｘｂ２０１４．０２２ 气象学报 资助课题：国家自然科学基金项目（４０９０５０４９）、公益性行业（气象）科研专项项目（ＧＹＨＹ２０１３０６０１６、ＧＹＨＹ２００９０６０２０）。 作者简介：刘鸿波，主要从事持续性降水过程及其机理研究。Ｅｍａｉｌ：ｈｏｎｇｂｏｌｉｕ＠ｍａｉｌ．ｉａｐ．ａｃ．ｃｎ 通讯作者：何明洋，主要从事天气学分析及数值模拟研究。Ｅｍａｉｌ：ｅｍａｉｌ．ｈｅｍｙ＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ
Acta Meteorologica sinica气象学报2014.72(2) 了1993年美国夏季洪涝过程期间低空急流的异常 活动特征及低空急流对此次洪涝灾害的贡献。为了 在全球气候变暖的大背景下,极端天气和气候研究低空急流所伴随的环境场,研究者不得不借助 事件的发生呈显著增多、增强趋势,其中与强降水事于常规的天气观测资料(Chen,etal,1988),但由于 件密切相关的洪涝、泥石流等气象和地质灾害所造二者在观测位置和时间方面并不重合,因此难免会 成的损失尤为严重(IPCC,2007)。低空急流由于可引入一些误差。此外,单点的无线电探空测风也无 以为极端降水过程提供有利的背景场及充足的水法考虑到低空急流的风速水平切变信息及相应的环 汽,能够极大地促进强降水事件的发生,因此,自20境场状况(Chen,etal,2005)。高分辨率的再分析 世纪30年代被发现之日起便受到人们的广泛关注,资料为低空急流的进一步深入研究提供了有力的数 并于20世纪50年代后对这一现象开展了大量的研据支持。 Higgins等(1997)和 Weaver等(2008)分 究工作。低空急流现象广泛分布于地球上的各个大别利用高分辨率再分析资料研究了美国大平原地区 陆,如北美和南美地区、非洲、亚洲、大洋洲以及南极低空急流对夏季降水和水汽输送的作用、北大西洋 洲( Stensrud,1996)。 Goualt(1938)和 Farquharson 涛动及厄尔尼诺-南方涛动对于低空急流季节和年 (1939)首先于20世纪30年代末发现了存在于非洲际变率的影响以及低空急流变化对于区域水文气候 地区的低空急流事件,随后 Means(1952)在对美国的调制等方面的内容。Vera等(2006)在南美洲开 中部地区雷暴天气的研究工作中首次使用了低空急展了大型外场加密观测试验以研究南美地区低空急 流这一概念,并指出其对飑线和极端天气现象的形流在热带和温带地区之间的水汽和能量传输作用及 成具有重要的作用及意义。 Blackadar(1957)、Bon-低空急流对区域水文、气候和气候变化的影响 ner(1968)、 Uccellini等(1979)分别针对北美地区低 在过去的半个多世纪中,针对低空急流的研究 空急流的形成演变机制、分布状况和结构特征以及涵盖了低空急流的结构和演变特征( Bonner,1968; 低空急流与其他天气、气候现象的关系开展了广泛 Findlater,1969;Chen,etal,2005;赛瀚等,2012a, 而深入的研究。 Findlater(1969,1977)也利用观测2012b)、形成和发展机制( Blackadar,1957; Holton 资料对东非至西印度洋地区的索马里急流演变特征1967; Uccellini,etal,1979;Pan,etal,2004)以及与 及其与印度西部夏季季风降水的关系开展了一系列降水等天气和气候现象的关系等诸多方面(陶诗言 的分析。自20世纪80年代以后,中国学者也重点等,1979; Higgins,etal,1997; Saulo,etal,2007)。 针对低空急流与暴雨的关系进行了大量的研究,为研究方法逐渐由最初的观测数据分析、理论研究发 中国的暴雨预报提供了有力的参考依据(陶诗言等,展至数值模拟研究( Holton,1967; Mitchell,etal, 1980;俞樟孝等,1983)。 1995;Ting,etal,2006),其中以中尺度模式的应用 般认为,低空急流是一种发生在边界层或对最为广泛。中尺度模式不仅能够为低空急流的研究 流层低层强而窄的气流带,风速大于12m/s,高度提供高时空分辨率的数据,通过相应的数值敏感性 则主要位于τ00hPa以下。由于常规探空资料每日试验还可以检验现有关于低空急流形成、演变机制 仅包含两个时次且空间分布不均,故难以捕捉到全的理论成果,并进一步研究可能的影响机制。例如, 部低空急流事件且无法刻画出急流的详细演变过Pan等(2004)和 Zhang等(2006)利用中尺度模式研 程,特别是那些较强的急流过程更容易被漏掉究了地形、地表热通量和海陆对比分别对美国落基 ( Mitchell et al,1995),故针对低空急流的研究工作山脉及阿巴拉契亚山脉地区低空急流形成演变过程 多基于无线电探空测风仪测风资料。例如, Bonner的影响,从而量化了各主要影响因子的相对作用 (1968)和 Mitchel等(1995)分别利用每日4次及逐Qian等(2004)和Zhao(2012)也分别利用中尺度模 时的探空测风仪数据给出了美国大平原地区低空急式研究了中国梅雨期强降水发生过程中潜热释放和 流的地理分布状况、季节活动规律、水平及垂直结低空急流的相互作用以及局地地形对低空急流的调 构、日变化等特征,总结了该地区低空急流的气候状制作用。 况。 Arritt等(1997)则利用逐时及高垂直分辨率的 低空急流与强降水过程关系的研究在过去的几 美国国家海洋和大气管理局探空资料网的数据研究十年中已经进行了深入和系统的开展,相关研究可
１ 引 言 在全球气候变暖的大背景下，极端天气和气候 事件的发生呈显著增多、增强趋势，其中与强降水事 件密切相关的洪涝、泥石流等气象和地质灾害所造 成的损失尤为严重（ＩＰＣＣ，２００７）。低空急流由于可 以为极端降水过程提供有利的背景场及充足的水 汽，能够极大地促进强降水事件的发生，因此，自２０ 世纪３０年代被发现之日起便受到人们的广泛关注， 并于２０世纪５０年代后对这一现象开展了大量的研 究工作。低空急流现象广泛分布于地球上的各个大 陆，如北美和南美地区、非洲、亚洲、大洋洲以及南极 洲（Ｓｔｅｎｓｒｕｄ，１９９６）。Ｇｏｕａｌｔ（１９３８）和 Ｆａｒｑｕｈａｒｓｏｎ （１９３９）首先于２０世纪３０年代末发现了存在于非洲 地区的低空急流事件，随后 Ｍｅａｎｓ（１９５２）在对美国 中部地区雷暴天气的研究工作中首次使用了低空急 流这一概念，并指出其对飑线和极端天气现象的形 成具有重要的作用及意义。Ｂｌａｃｋａｄａｒ（１９５７）、Ｂｏｎ ｎｅｒ（１９６８）、Ｕｃｃｅｌｌｉｎｉ等（１９７９）分别针对北美地区低 空急流的形成演变机制、分布状况和结构特征以及 低空急流与其他天气、气候现象的关系开展了广泛 而深入的研究。Ｆｉｎｄｌａｔｅｒ（１９６９，１９７７）也利用观测 资料对东非至西印度洋地区的索马里急流演变特征 及其与印度西部夏季季风降水的关系开展了一系列 的分析。自２０世纪８０年代以后，中国学者也重点 针对低空急流与暴雨的关系进行了大量的研究，为 中国的暴雨预报提供了有力的参考依据（陶诗言等， １９８０；俞樟孝等，１９８３）。 一般认为，低空急流是一种发生在边界层或对 流层低层强而窄的气流带，风速大于１２ｍ／ｓ，高度 则主要位于７００ｈＰａ以下。由于常规探空资料每日 仅包含两个时次且空间分布不均，故难以捕捉到全 部低空急流事件且无法刻画出急流的详细演变过 程，特 别 是 那 些 较 强 的 急 流 过 程 更 容 易 被 漏 掉 （Ｍｉｔｃｈｅｌｌ，ｅｔａｌ，１９９５），故针对低空急流的研究工作 多基于无线电探空测风仪测风资料。例如，Ｂｏｎｎｅｒ （１９６８）和 Ｍｉｔｃｈｅｌｌ等（１９９５）分别利用每日４次及逐 时的探空测风仪数据给出了美国大平原地区低空急 流的地理分布状况、季节活动规律、水平及垂直结 构、日变化等特征，总结了该地区低空急流的气候状 况。Ａｒｒｉｔｔ等（１９９７）则利用逐时及高垂直分辨率的 美国国家海洋和大气管理局探空资料网的数据研究 了１９９３年美国夏季洪涝过程期间低空急流的异常 活动特征及低空急流对此次洪涝灾害的贡献。为了 研究低空急流所伴随的环境场，研究者不得不借助 于常规的天气观测资料（Ｃｈｅｎ，ｅｔａｌ，１９８８），但由于 二者在观测位置和时间方面并不重合，因此难免会 引入一些误差。此外，单点的无线电探空测风也无 法考虑到低空急流的风速水平切变信息及相应的环 境场状况（Ｃｈｅｎ，ｅｔａｌ，２００５）。高分辨率的再分析 资料为低空急流的进一步深入研究提供了有力的数 据支持。Ｈｉｇｇｉｎｓ等（１９９７）和 Ｗｅａｖｅｒ等（２００８）分 别利用高分辨率再分析资料研究了美国大平原地区 低空急流对夏季降水和水汽输送的作用、北大西洋 涛动及厄尔尼诺南方涛动对于低空急流季节和年 际变率的影响以及低空急流变化对于区域水文气候 的调制等方面的内容。Ｖｅｒａ等（２００６）在南美洲开 展了大型外场加密观测试验以研究南美地区低空急 流在热带和温带地区之间的水汽和能量传输作用及 低空急流对区域水文、气候和气候变化的影响。 在过去的半个多世纪中，针对低空急流的研究 涵盖了低空急流的结构和演变特征（Ｂｏｎｎｅｒ，１９６８； Ｆｉｎｄｌａｔｅｒ，１９６９；Ｃｈｅｎ，ｅｔａｌ，２００５；赛 瀚 等，２０１２ａ， ２０１２ｂ）、形成和发展机制（Ｂｌａｃｋａｄａｒ，１９５７；Ｈｏｌｔｏｎ， １９６７；Ｕｃｃｅｌｌｉｎｉ，ｅｔａｌ，１９７９；Ｐａｎ，ｅｔａｌ，２００４）以及与 降水等天气和气候现象的关系等诸多方面（陶诗言 等，１９７９；Ｈｉｇｇｉｎｓ，ｅｔａｌ，１９９７；Ｓａｕｌｏ，ｅｔａｌ，２００７）。 研究方法逐渐由最初的观测数据分析、理论研究发 展至数值模拟研究（Ｈｏｌｔｏｎ，１９６７；Ｍｉｔｃｈｅｌｌ，ｅｔａｌ， １９９５；Ｔｉｎｇ，ｅｔａｌ，２００６），其中以中尺度模式的应用 最为广泛。中尺度模式不仅能够为低空急流的研究 提供高时空分辨率的数据，通过相应的数值敏感性 试验还可以检验现有关于低空急流形成、演变机制 的理论成果，并进一步研究可能的影响机制。例如， Ｐａｎ等（２００４）和Ｚｈａｎｇ等（２００６）利用中尺度模式研 究了地形、地表热通量和海陆对比分别对美国落基 山脉及阿巴拉契亚山脉地区低空急流形成演变过程 的影响，从而量化了各主要影响因子的相对作用。 Ｑｉａｎ等（２００４）和 Ｚｈａｏ（２０１２）也分别利用中尺度模 式研究了中国梅雨期强降水发生过程中潜热释放和 低空急流的相互作用以及局地地形对低空急流的调 制作用。 低空急流与强降水过程关系的研究在过去的几 十年中已经进行了深入和系统的开展，相关研究可 １９２ 犃犮狋犪犕犲狋犲狅狉狅犾狅犵犻犮犪犛犻狀犻犮犪 气象学报 ２０１４，７２（２）
刘鴻波等:低空急流的研究进展与展望 以有效地提高降水预报的准确率(陶诗言等,1980),时沿垂直向上方向达到最近的一个风速极小值或 增进对于极端降水过程及洪涝灾害的认识和理解,3km高度(以较低者为准)时风速下降不少于 为进一步准确预报和预防灾害性事件的发生提供科6m/s便将这种高速气流定义为1级急流,而分别 学依据。除降水外,低空急流与空气污染、风能利对应于16(20)m/s最大风速、8(10)m/s风速垂直 用、航空安全、沙尘输送、森林火灾等诸多方面也存切变的气流带则定义为2(3)级急流。这一定义方 在密切的联系( Uccellini,1980; Liechti,etal,式在后续针对南、北美洲低空急流研究工作中被广 1999; Archer,etal,2005),此类研究工作正逐渐兴泛采用( Higgins,etal,1997;Pan,etal,2004;Vera, 起,并越来越受到科学界及社会各相关领域的重视。etal,2006)。此外,研究人员还根据各个地区地形 因此,针对低空急流的研究既具有重要的理论意义高度及背景场状况等因素的不同对低空急流最大风 又具有切实的现实意义 速值、风速垂直切变强度和急流高度进行了不同的 日前,中国大多数针对低空急流的研究工作急设定与限制。例如,考虑到针对单一台站的风廓线 流选取标准比较宽泛,故在一定程度上限制了对中雷达资料进行分析时,所观测到的风速大值并不 国低空急流现象的认识(赛瀚等,2012a)。与此同定位于急流中心区域, Zhang等(2006)在研究工作 时,中国大多数研究工作仍集中于低空急流与降水中规定只要对流层低层1.5km以下的垂直风速廓 关系的研究,现有观测数据的缺乏或资料共享方面线呈现尾流状形态,且在水平风速大值中心上下 的困难使得针对低空急流结构特征与形成演变机制300m高度处分别存在负、正风速切变时,即认定为 的研究开展较少。因此,还需要开展大量的研究工一次低空急流过程 作以便更好地认识这一重要的天气现象。事实上 基于 Bonner(1968)的急流定义标准,Chen等 近年来观测资料的增多为人们提供了很好的机遇 (2005)将风速考察范围向上延伸至600hPa,在这 2低空急流的分类和定义、分布状况与结构种定义下探空资料的结果显示风速垂直廓线呈现出 显著的“双峰”特征,风速大值分别出现在925-900 特征 和850—825hPa。台湾地区低空急流的主要风速 2.1低空急流的分类和定义 大值是在地形的阻挡作用下形成的,发生频次高,出 根据低空急流最大风速轴所在高度可以将其分现范围也仅限于边界层内部(对应于阻挡急流)。位 为自由大气低空急流(850—600hPa)和边界层低空于850-700hPa的低空急流则多为移动性急流,与 急流(850hPa或1500m以下)(赛瀚等,2012a)。梅雨系统关系密切并极易导致强降水事件的发生, 自由大气低空急流经常与天气系统相伴出现,如四Du等(2012)利用风廓线雷达资料在对上海青浦站 川盆地东部西南低涡和台风边缘斜压性较强的急的分析中也发现该地区同样存在着两类低空急流 流、强对流活动诱发局地环流造成的急流等。边界分别是边界层低空急流和2100-2200m高度上与 层低空急流既有斜压性很弱——即没有明显天气系天气系统密切相关的低空急流。在此之前,受到数 统的急流,也有出现在高低压过渡区内伴随着暴雨据资料分辨率的限制,大部分针对中国大陆地区低 过程的急流,如北美落基山脉东侧低空急流和非洲空急流的研究仅对某一层等压面上的最大风速进行 东部索马里急流。当然,根据风速大值范围的不同,了限定,对于风速的垂直切变强度并没有提出明确 还可以将低空急流分为大尺度急流、天气尺度急流的要求(俞樟孝等,1983;翟国庆等,1999;徐海明等 和中尺度急流(于廖良,1986)。在本研究中,将不特2001;Qian,etal,2004) 别针对各类急流的特征及成因进行分类讨论,而是 Stensrud(1996)对低空急流和低空高速气流带 就其共性进行综述 两个概念进行了区分,指出低空急流是具有显著风 由于低空急流出现的高度、范围、风速强度以及速垂直切变的水平气流,而低空高速气流带则未对 水平和垂直切变均有一定差异,迄今为止,低空急流风速垂直切变进行限制(不一定存在强垂直切变), 的定义尚未形成统一的标准。 Bonner(1968)根据这种分类也被后来的大多数研究人员所接受。例如 最大风速及风速垂直切变强度将北美地区低空急流张文龙等(2007)就针对中国的西南低空急流和西南 分成3个等级,即当气流最大速度超过12m/s且同低层大风进行了对比分析,揭示了二者的气候学和
以有效地提高降水预报的准确率（陶诗言等，１９８０）， 增进对于极端降水过程及洪涝灾害的认识和理解， 为进一步准确预报和预防灾害性事件的发生提供科 学依据。除降水外，低空急流与空气污染、风能利 用、航空安全、沙尘输送、森林火灾等诸多方面也存 在 密 切 的 联 系 （Ｕｃｃｅｌｌｉｎｉ，１９８０；Ｌｉｅｃｈｔｉ，ｅｔａｌ， １９９９；Ａｒｃｈｅｒ，ｅｔａｌ，２００５），此类研究工作正逐渐兴 起，并越来越受到科学界及社会各相关领域的重视。 因此，针对低空急流的研究既具有重要的理论意义 又具有切实的现实意义。 目前，中国大多数针对低空急流的研究工作急 流选取标准比较宽泛，故在一定程度上限制了对中 国低空急流现象的认识（赛瀚等，２０１２ａ）。与此同 时，中国大多数研究工作仍集中于低空急流与降水 关系的研究，现有观测数据的缺乏或资料共享方面 的困难使得针对低空急流结构特征与形成演变机制 的研究开展较少。因此，还需要开展大量的研究工 作以便更好地认识这一重要的天气现象。事实上， 近年来观测资料的增多为人们提供了很好的机遇。 ２ 低空急流的分类和定义、分布状况与结构 特征 ２．１ 低空急流的分类和定义 根据低空急流最大风速轴所在高度可以将其分 为自由大气低空急流（８５０—６００ｈＰａ）和边界层低空 急流（８５０ｈＰａ或 １５００ ｍ 以下）（赛 瀚 等，２０１２ａ）。 自由大气低空急流经常与天气系统相伴出现，如四 川盆地东部西南低涡和台风边缘斜压性较强的急 流、强对流活动诱发局地环流造成的急流等。边界 层低空急流既有斜压性很弱———即没有明显天气系 统的急流，也有出现在高低压过渡区内伴随着暴雨 过程的急流，如北美落基山脉东侧低空急流和非洲 东部索马里急流。当然，根据风速大值范围的不同， 还可以将低空急流分为大尺度急流、天气尺度急流 和中尺度急流（于廖良，１９８６）。在本研究中，将不特 别针对各类急流的特征及成因进行分类讨论，而是 就其共性进行综述。 由于低空急流出现的高度、范围、风速强度以及 水平和垂直切变均有一定差异，迄今为止，低空急流 的定义尚未形成统一的标准。Ｂｏｎｎｅｒ（１９６８）根据 最大风速及风速垂直切变强度将北美地区低空急流 分成３个等级，即当气流最大速度超过１２ｍ／ｓ且同 时沿垂直向上方向达到最近的一个风速极小值或 ３ｋｍ 高 度 （以 较 低 者 为 准）时 风 速 下 降 不 少 于 ６ｍ／ｓ便将这种高速气流定义为１级急流，而分别 对应于１６（２０）ｍ／ｓ最大风速、８（１０）ｍ／ｓ风速垂直 切变的气流带则定义为２（３）级急流。这一定义方 式在后续针对南、北美洲低空急流研究工作中被广 泛采用（Ｈｉｇｇｉｎｓ，ｅｔａｌ，１９９７；Ｐａｎ，ｅｔａｌ，２００４；Ｖｅｒａ， ｅｔａｌ，２００６）。此外，研究人员还根据各个地区地形 高度及背景场状况等因素的不同对低空急流最大风 速值、风速垂直切变强度和急流高度进行了不同的 设定与限制。例如，考虑到针对单一台站的风廓线 雷达资料进行分析时，所观测到的风速大值并不一 定位于急流中心区域，Ｚｈａｎｇ等（２００６）在研究工作 中规定只要对流层低层１．５ｋｍ 以下的垂直风速廓 线呈现尾 流 状 形 态，且 在 水 平 风 速 大 值 中 心 上 下 ３００ｍ 高度处分别存在负、正风速切变时，即认定为 一次低空急流过程。 基于 Ｂｏｎｎｅｒ（１９６８）的急流定义标准，Ｃｈｅｎ等 （２００５）将风速考察范围向上延伸至６００ｈＰａ，在这 种定义下探空资料的结果显示风速垂直廓线呈现出 显著的“双峰”特征，风速大值分别出现在９２５—９００ 和８５０—８２５ｈＰａ。台湾地区低空急流的主要风速 大值是在地形的阻挡作用下形成的，发生频次高，出 现范围也仅限于边界层内部（对应于阻挡急流）。位 于８５０—７００ｈＰａ的低空急流则多为移动性急流，与 梅雨系统关系密切并极易导致强降水事件的发生。 Ｄｕ等（２０１２）利用风廓线雷达资料在对上海青浦站 的分析中也发现该地区同样存在着两类低空急流， 分别是边界层低空急流和２１００—２２００ｍ 高度上与 天气系统密切相关的低空急流。在此之前，受到数 据资料分辨率的限制，大部分针对中国大陆地区低 空急流的研究仅对某一层等压面上的最大风速进行 了限定，对于风速的垂直切变强度并没有提出明确 的要求（俞樟孝等，１９８３；翟国庆等，１９９９；徐海明等， ２００１；Ｑｉａｎ，ｅｔａｌ，２００４）。 Ｓｔｅｎｓｒｕｄ（１９９６）对低空急流和低空高速气流带 两个概念进行了区分，指出低空急流是具有显著风 速垂直切变的水平气流，而低空高速气流带则未对 风速垂直切变进行限制（不一定存在强垂直切变）， 这种分类也被后来的大多数研究人员所接受。例如 张文龙等（２００７）就针对中国的西南低空急流和西南 低层大风进行了对比分析，揭示了二者的气候学和 刘鸿波等：低空急流的研究进展与展望 １９３
Acta Meteorologica sinica气象学报2014.72(2) 天气学特征差异。国际上有关低空急流的研究工作2.2低空急流分布状况与活动规律 般都对气流的风速垂直切变强度进行了限制,从 低空急流广泛分布于世界各个地区,且以大地 而避免了与低空高速气流带的混淆,因为二者无论形地区东侧或具有显著海陆对比的区域为主,一般 是在分布状况、水平及垂直结构、日变化等特征还是情况下急流方向与地形或海岸线走向一致。Sten- 在形成演变机制及对强降水、雷暴等天气现象的作srud(1996)根据已有的研究成果绘制出低空急流在 用方面均存在着较大的差异。在本文中,如无特殊全球的大体分布。Rife等(2010)利用一套全球 说明,低空急流均表示发生在边界层内部或对流层40km分辨率逐时输岀的同化资料定量地绘制出具 低层具有显著风速垂直切变的急流过程。 有显著日变化特征的低空急流分布(图1),不仅准 60N 20 c LLj regions 图11985-2005年逐时分析资料计算的7月(a)和1月(b)平均夜间低空急流指数(色阶 以及地表以上500m高度处风场(矢线) (c.表示17个夜间低空急流的位置)(Rife,etal,2010)) Fig 1 Mean nocturnal LLJ (NLLJ)index(shaded)and 500 m AGL winds (vector) at local midnight during the period 1985-2005 for (a) July and(b) January alculated from the CFDDA hourly analyses. The inset shows the locations of the NLLJs analyzed for this study (c)(Rife, et al, 2010)
天气学特征差异。国际上有关低空急流的研究工作 一般都对气流的风速垂直切变强度进行了限制，从 而避免了与低空高速气流带的混淆，因为二者无论 是在分布状况、水平及垂直结构、日变化等特征还是 在形成演变机制及对强降水、雷暴等天气现象的作 用方面均存在着较大的差异。在本文中，如无特殊 说明，低空急流均表示发生在边界层内部或对流层 低层具有显著风速垂直切变的急流过程。 ２．２ 低空急流分布状况与活动规律 低空急流广泛分布于世界各个地区，且以大地 形地区东侧或具有显著海陆对比的区域为主，一般 情况下急流方向与地形或海岸线走向一致。Ｓｔｅｎ ｓｒｕｄ（１９９６）根据已有的研究成果绘制出低空急流在 全球 的 大 体 分 布。Ｒｉｆｅ 等 （２０１０）利 用 一 套 全 球 ４０ｋｍ分辨率逐时输出的同化资料定量地绘制出具 有 显著日变化特征的低空急流分布（图１），不仅准 图１ １９８５—２００５年逐时分析资料计算的７月（ａ）和１月（ｂ）平均夜间低空急流指数（色阶） 以及地表以上５００ｍ 高度处风场（矢线） （ｃ．表示１７个夜间低空急流的位置）（Ｒｉｆｅ，ｅｔａｌ，２０１０）） Ｆｉｇ．１ ＭｅａｎｎｏｃｔｕｒｎａｌＬＬＪ（ＮＬＬＪ）ｉｎｄｅｘ（ｓｈａｄｅｄ）ａｎｄ５００ｍ ＡＧＬｗｉｎｄｓ（ｖｅｃｔｏｒ） ａｔｌｏｃａｌｍｉｄｎｉｇｈｔｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐｅｒｉｏｄ１９８５－２００５ｆｏｒ（ａ）Ｊｕｌｙａｎｄ（ｂ）Ｊａｎｕａｒｙ， ｃａｌｃｕｌａｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅＣＦＤＤＡｈｏｕｒｌｙａｎａｌｙｓｅｓ．Ｔｈｅｉｎｓｅｔｓｈｏｗｓｔｈｅ ｌｏｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＮＬＬＪｓａｎａｌｙｚｅｄｆｏｒｔｈｉｓｓｔｕｄｙ（ｃ）（Ｒｉｆｅ，ｅｔａｌ，２０１０） １９４ 犃犮狋犪犕犲狋犲狅狉狅犾狅犵犻犮犪犛犻狀犻犮犪 气象学报 ２０１４，７２（２）
刘鴻波等:低空急流的研究进展与展望 确地涵盖了 Stensrud(1996)所标示的低空急流多发升区(陶诗言等,1980)。 域,还新发现了其他几个低空急流较为活跃的地 垂直方向上,低空急流覆盖范围内的风速廓线 区,如中国的青藏高原及塔里木盆地。由于北半球具有典型的尾流状特征,即存在着风速极大值及强 陆地范围较大而存在显著的海陆对比,因此北半球烈的风速垂直切变。同样以北美地区为例,在垂直 的低空急流强度较南半球强。 于急流轴的剖面上,风速最大值(>16m/s)出现在 低空急流在各个季节均有发生,但南、北半球夏地面以上250-1000m高度,至3000m高度风速 季低空急流的发生频次均显著高于冬季,此时急流则迅速减至6m/s(图2c)。这一垂直结构在世界各 强度更大且覆盖区域也更多( Findlater,1977;Ⅴirj,主要低空急流多发地区均先后被研究人员所发现 1981; Aegle,etl,1987)。以北美地区为例,Weav-( Findlater,1977)。前面曾提到,Chen等(2005)和 er等(2008)利用为期25a的高分辨率再分析资料Du等(2012)在针对台湾和上海地区多年单站探空 揭示出美国大平原地区低空急流事件在7月出现的资料的分析中发现,水平风速在垂直方向上存在着 频次最高,强度也达到最大。中国西南地区的低空两个大值中心,分别对应着边界层急流和天气尺度 急流现象也呈现出类似的活动特征(张文龙等,急流。由于天气尺度急流的形成发展与天气系统的 2007)。同时,低空急流的活动会受到大尺度气候背强迫密切相关,因此发生层次较高(850-800hPa) 景场的制约,从而呈现出显著的年际变化( Weaver,事实上,这两类急流是普遍存在的( Stensrud, etal,2008)。例如,在厄尔尼诺和太平洋年代际振1996),陶诗言等(1980)早就指出不同尺度的低空 荡的共同作用下,2000—2002年北美地区低空急流急流不是孤立存在的,只是由于研究者对低空急流 的发生频次显著高于1997-1999年(Song,etal,的选取标准不同而导致大部分的工作中仅给出一个 2005)。 急流中心。 2.3低空急流结构特征 2.4日变化现象 低空急流在水平方向往往存在着显著的核区结 早在19世纪30年代, Goualt(1938)、 Farqu- 构并伴有强烈的水平风速切变,急流轴走向根据不 harson(1939)便注意到夜晚的强风速事件, Gifford 同区域的地形环境特征而有所差异,一般情况下与(1952)、 Lettau(1954)及 Blackadar(1955)所做的研 山脉或海岸线走向大体一致。以北美地区为例,低究工作进一步证实了这一现象的存在。美国于 空急流主要发生在落基山脉东侧的大平原地区,急1961年在中部地区首次针对边界层风场开展了逐 流左侧经常存在天气尺度的低压系统,而右侧的大时加密观测试验,详细揭示了低空急流风速的日变 尺度高压系统则为低空急流的形成与发展提供了有化过程:急流从当地凌晨开始不断合并加强,至05 利的背景场环境,高、低压系统间的气压梯度导致了时达到最强,日出后急流减弱,组织完好的中心分裂 气流速度的不断增强(图2a、b)(Rife,etal,2010)。成几个,至日落以后风速又开始加强,23时急流又 中国青藏高原、非洲东部及南美安第斯山脉以东的恢复成一个完善的强中心( Hoecker,1963)。低空 低空急流均存在着类似的水平结构特征及天气系统急流的日变化现象广泛分布于世界各主要急流多发 配置(张文龙等,2007;Liu,2012;Liu,etal,2012;地区。尽管各地区之间急流事件的起止时间、最大 Findlater,1977;Vera,etal,2006)。 Bonner(1968)风速方向及急流高度有所差异,但无论是气候平均 基于探空资料并采用低空急流坐标系对美国大平原还是个例分析,低空急流风速一般都在当地时间午 地区低空急流的水平结构特征进行了深入的研究,夜至清晨达到最大,中午前后最小(图2d、3a)。此 结果表明在低空急流核区上游存在着气流的辐散,外,低空急流最大风速在一天时间范围内呈现出显 而在下游则对应有一辐合区域。因此,当气流穿越著的顺时针旋转特征,风向也随之发生明显变化(图 急流中心时便会在上游位置辐散下沉而在下游区域3)。对于这种普遍存在的日变化现象, Blackadar 辐合上升,这种配置将有利于对流系统在低空急流(1957)和 Holton(1967)通过惯性振荡理论和昼夜 下游的发展与加强。中国长江以南地区常与暴雨伴辐射差异所引起的上山、下山风及两种风转向的机 随出现的低空急流存在着与上述类似的结构,即急制分别进行了解释, Bonner等(1970)进一步指出陆 流左前方为强烈辐合所对应的高温、高湿空气的上面与大气的热力性质不同所导致的热成风转向也对
确地涵盖了Ｓｔｅｎｓｒｕｄ（１９９６）所标示的低空急流多发 区域，还新发现了其他几个低空急流较为活跃的地 区，如中国的青藏高原及塔里木盆地。由于北半球 陆地范围较大而存在显著的海陆对比，因此北半球 的低空急流强度较南半球强。 低空急流在各个季节均有发生，但南、北半球夏 季低空急流的发生频次均显著高于冬季，此时急流 强度更大且覆盖区域也更多（Ｆｉｎｄｌａｔｅｒ，１９７７；Ｖｉｒｊｉ， １９８１；Ｐａｅｇｌｅ，ｅｔａｌ，１９８７）。以北美地区为例，Ｗｅａｖ ｅｒ等（２００８）利用为期２５ａ的高分辨率再分析资料 揭示出美国大平原地区低空急流事件在７月出现的 频次最高，强度也达到最大。中国西南地区的低空 急流现 象 也 呈 现 出 类 似 的 活 动 特 征 （张 文 龙 等， ２００７）。同时，低空急流的活动会受到大尺度气候背 景场的制约，从而呈现出显著的年际变化（Ｗｅａｖｅｒ， ｅｔａｌ，２００８）。例如，在厄尔尼诺和太平洋年代际振 荡的共同作用下，２０００—２００２年北美地区低空急流 的发生频次 显 著 高 于 １９９７—１９９９ 年 （Ｓｏｎｇ，ｅｔａｌ， ２００５）。 ２．３ 低空急流结构特征 低空急流在水平方向往往存在着显著的核区结 构并伴有强烈的水平风速切变，急流轴走向根据不 同区域的地形环境特征而有所差异，一般情况下与 山脉或海岸线走向大体一致。以北美地区为例，低 空急流主要发生在落基山脉东侧的大平原地区，急 流左侧经常存在天气尺度的低压系统，而右侧的大 尺度高压系统则为低空急流的形成与发展提供了有 利的背景场环境，高、低压系统间的气压梯度导致了 气流速度的不断增强（图２ａ、ｂ）（Ｒｉｆｅ，ｅｔａｌ，２０１０）。 中国青藏高原、非洲东部及南美安第斯山脉以东的 低空急流均存在着类似的水平结构特征及天气系统 配置 （张 文 龙 等，２００７；Ｌｉｕ，２０１２；Ｌｉｕ，ｅｔａｌ，２０１２； Ｆｉｎｄｌａｔｅｒ，１９７７；Ｖｅｒａ，ｅｔａｌ，２００６）。Ｂｏｎｎｅｒ（１９６８） 基于探空资料并采用低空急流坐标系对美国大平原 地区低空急流的水平结构特征进行了深入的研究， 结果表明在低空急流核区上游存在着气流的辐散， 而在下游则对应有一辐合区域。因此，当气流穿越 急流中心时便会在上游位置辐散下沉而在下游区域 辐合上升，这种配置将有利于对流系统在低空急流 下游的发展与加强。中国长江以南地区常与暴雨伴 随出现的低空急流存在着与上述类似的结构，即急 流左前方为强烈辐合所对应的高温、高湿空气的上 升区（陶诗言等，１９８０）。 垂直方向上，低空急流覆盖范围内的风速廓线 具有典型的尾流状特征，即存在着风速极大值及强 烈的风速垂直切变。同样以北美地区为例，在垂直 于急流轴的剖面上，风速最大值（＞１６ｍ／ｓ）出现在 地面以上２５０—１０００ｍ 高度，至３０００ｍ 高度风速 则迅速减至６ｍ／ｓ（图２ｃ）。这一垂直结构在世界各 主要低空急流多发地区均先后被研究人员所发现 （Ｆｉｎｄｌａｔｅｒ，１９７７）。前面曾提到，Ｃｈｅｎ等（２００５）和 Ｄｕ等（２０１２）在针对台湾和上海地区多年单站探空 资料的分析中发现，水平风速在垂直方向上存在着 两个大值中心，分别对应着边界层急流和天气尺度 急流。由于天气尺度急流的形成发展与天气系统的 强迫密切相关，因此发生层次较高（８５０—８００ｈＰａ）。 事实 上，这 两 类 急 流 是 普 遍 存 在 的 （Ｓｔｅｎｓｒｕｄ， １９９６），陶诗言等（１９８０）早就指出不同尺度的低空 急流不是孤立存在的，只是由于研究者对低空急流 的选取标准不同而导致大部分的工作中仅给出一个 急流中心。 ２．４ 日变化现象 早 在 １９ 世 纪 ３０ 年 代，Ｇｏｕａｌｔ（１９３８）、Ｆａｒｑｕ ｈａｒｓｏｎ（１９３９）便注意到夜晚的强风速事件，Ｇｉｆｆｏｒｄ （１９５２）、Ｌｅｔｔａｕ（１９５４）及 Ｂｌａｃｋａｄａｒ（１９５５）所做的研 究工 作 进 一 步 证 实 了 这 一 现 象 的 存 在。美 国 于 １９６１年在中部地区首次针对边界层风场开展了逐 时加密观测试验，详细揭示了低空急流风速的日变 化过程：急流从当地凌晨开始不断合并加强，至０５ 时达到最强，日出后急流减弱，组织完好的中心分裂 成几个，至日落以后风速又开始加强，２３时急流又 恢复成一个完善的强中心（Ｈｏｅｃｋｅｒ，１９６３）。低空 急流的日变化现象广泛分布于世界各主要急流多发 地区。尽管各地区之间急流事件的起止时间、最大 风速方向及急流高度有所差异，但无论是气候平均 还是个例分析，低空急流风速一般都在当地时间午 夜至清晨达到最大，中午前后最小（图２ｄ、３ａ）。此 外，低空急流最大风速在一天时间范围内呈现出显 著的顺时针旋转特征，风向也随之发生明显变化（图 ３）。对 于 这 种 普 遍 存 在 的 日 变 化 现 象，Ｂｌａｃｋａｄａｒ （１９５７）和 Ｈｏｌｔｏｎ（１９６７）通过惯性振荡理论和昼夜 辐射差异所引起的上山、下山风及两种风转向的机 制分别进行了解释，Ｂｏｎｎｅｒ等（１９７０）进一步指出陆 面与大气的热力性质不同所导致的热成风转向也对 刘鸿波等：低空急流的研究进展与展望 １９５