天气预报15天

继Rossby〜和Ertel之后，位涡的概念和理论在很多研究领域中得到广泛应用。

　　Kleinschmidr(1957)利用高层对流层位涡异常来解释气旋的发生;Reed和Sanders(1953)利用位涡研究了对流层高层锋生现象; Bennets和Hoskins(1979)提出了湿位涡概念。Hoskins (1985)提出如果不计非绝热加热和摩擦效应，等压面位涡及湿位涡同样具备守恒性，当湿位涡为负值时有可能出现对称不稳定;还论证了对流层的上部或平流层的位涡扰动下传，可以引起对流层下部及地面的气旋发展。指出当高层有正位祸扰动移到对流层低层或地面的斜压区上 空时，可引起低层温度扰动。高低层的位涡和温度扰动，以及它们诱发的环流共同作用的结果，便造成了低涡或气旋的发生和发展。Hoskins并再次提出和讨论了Kleinschmidt早在20世纪50年代就 已提出的位涡反演理论及其意义。Qin xu(1989)利用位涡理论，从半地转锋生次级环流方程出发，探讨了湿对称不稳定与锋生强迫的 联系，指出暖区位涡趋于零。Qin Xu(1992)还研究了准地转位涡 (GPV)与带状降水的关系，并用模式说明了出现单条雨带和多条雨带的不同情况以及它们形成、维持的机制。同时，Chang(1991)用同 一个二维半地转绝热锋生模式分析了β中尺度异常和雨带的关系，探讨了中纬度雨带可能的成因，进一步指出依赖高度的PV异常能够在环流中诱生重要的中尺度结构，β中尺度PV异常无疑是引起雨带形成的一种有效机制。模式结果表明，雨带里的潜热释放在位温和位涡场中又诱生出重要的扰动，而位涡场又影响雨带的后期演变。Qin Xu和Chang工作将PV概念与降水特征紧紧联系在了一起，使位涡理论更具实际应用价值。Joly和Thorpe(1990)利用线性稳定性分析描述了二维锋上扰动的发展，它包括两个过程，首先较强的锋电作用在锋上产生凝结，导致了较低对流层中沿锋面的高PV带的出现，然后当锋生减弱时，PV异常的存在乂影响了锋的稳定性。Jun Du(1996)进一步指出，沿梅雨锋上的中尺度对流系统是由低层PV的最大值沿锋面的不稳定引起的;大多数不稳定波的增长率依赖于积云加热的强度。由此可见，低层位涡的存在影响着锋面对流系统的发生，从而引起不同程度的降水.Davis和Rossa (1998)提出一个精确的动力学意义的PV锋生概念，将高层对流层锋视为等熵面上的PV梯度加强的过程，这个概念在髙层锋动力学上提供了新的观点，并且有可能使相关的现象与过程清楚地显示出来。Davis和Emanuel对气旋生成过程中的位涡量进了诊断， 他们通过一气旋生成的特例来验证对平衡风的诊断方法，他们提出了一个重要的观点，即高层位涡的发展强烈受到低层异常的影响。 John Molinari等(1998)分析了热带风暴Danny(1985)与一个高层对流层正的PV异常间的相互作用，提出叠加原理，即小尺度的正的髙层PV异常与低层热带气旋中心相叠加使得热带气旋如强，特别指出高层大尺度的PV扰动并不利于气旋生成。John Molinari等人的叠加原理发展和深入了Hoskins的“位涡下传”理论。国外对位涡在降水机理、锋面分析和气旋生成几个方面的研究，取得了显著的成果，特别是Hoskins(1985)和Davis等(1992，1998)的文章，成为位涡理论研究的重要参考文献。

　　在我国，位涡的研究从20世纪80年代幵始,主要用于对暴雨和其它天气系统的诊断。杨大升用位涡理论分析了印度季风的爆发， 指出低空急流加强期位涡的增加是绝对涡度和干静力稳定度二者增加的结果。王永中、杨大升(1984)研究暴雨与低层流场的位涡的问题，发现暴雨区基本上和髙值位涡区相重合或者靠的很近，并且二者的发展过程也比较一致。刘还珠、张绍晴(1996)通过一个强降水个例分析了湿位涡与锋面强降水天气的关系，指出可利用对流层低层湿位祸的符号与数值来判断强降水的落区，进一步揭示了湿位涡与 强降水的直接关系。侯定臣(1991 )分析了夏季江淮气旋活动的等熵面位涡图和位涡垂直廓线，探讨了夏季江淮气旋发生发展的可能机制，提出夏季江淮地区气旋波活动的一个概念模式，即从髙原一带东 移的对流层中层弱的扰动在有利条件下引起江淮地区较强降水，中层潜热释放导致气旋性环流向下延伸，最终可在地面静止锋上形成波动。并指出，来自中高纬平流层下部的高位涡空气沿等熵面向南方下滑，是典型温带气旋区别于夏季江淮气旋的主要特征。陆尔、丁一汇(1991)应用位涡分析讨论了1991年江淮特大横雨冷空气活动的待征，指出南下的冷空气在江淮一带被来自低纬西南暖气流和东南暖气流所切断，形成高位涡冷空气中心，它与两支暖气流相互作用，维持梅雨锋，从而形成持续暴雨。由于位涡在无粘、绝热的斜压大气中沿气块守恒，所以位涡与位温和比湿一样，可以作为跟踪气块移动的又一物理量。用位涡来示踪冷空气的轨迹，为业务天气预报提供了新的工具。吴国雄等(1995，1997)从原始方程出发，在导出湿位涡方程的基础上，证得绝热无摩擦的饱和大气具有湿位涡守怛的特性，并由此去趼究湿斜扭过程中涡旋垂直涡度的发展，提出倾斜涡度发展(SVD)理论，倾斜涡度发展理论为位涡在暴雨天气研究中提 供更深的理论依据。刘志雄、寿绍文(2002)分析了干侵入对气旋发生发展的作用。干侵入指的是来自对流层中上层的 以低相对湿度和高位涡表征的干燥下沉气流。根据位涡守恒原理来自高层稳定环境的高位涡气流，到迖低层不稳定环境后其涡度增大， 于是便会引起气旋的发生和发展，从而引起暴雨或强对流天气的形 成。髙守亭等(2002)从由完全动力学方程推出的湿位涡方程得到湿位涡物质不可渗透性理论，提出了一种有用的诊断分析方法。

　　位涡概念及其理论发展到今无，已成为气象学领域中重要的研究工具。位涡守恒性和反演性成为利用位涡理论描述大气动力学过程的两个主要原理。等熵位涡(IPV)概念简捷地概述了通常以平流，辐散和垂直运动来描述的所有的平衡动力学，IPV思想加深了我们对真实天气系统特征的理解，而且，反演理论即使在出现非绝热加热或冷却以及非守恒效应时，仍然是适用的。正如涡度在正压大气中的作用一样，位涡对于研究斜压大气中的天气现象来讲，是一个十分有用的工具。位涡概念优干涡度概念的主要优势，是能将平流效应与垂直运动效应有效地分离开来，这为天气现象的空间分析提供了清晰的认识，更好地将观测现象与理论概念联系起来。 概念与理论在数值预报模式的发展和评佔中，在大气模式的参数化方案的制定上，是十分有价值的。特别是对暴雨，强对流等天气现象的物理机制的研究上位涡分析更是常用的重要工具之一。因此，无论是对干位涡、湿位涡或是更细致的对它们的组成部分的进一步分析，均有助于加深对暴雨过程的发展演变规律的理解。