Absolute vorticity advection and potential vorticity of the free troposphere as synthetic tools for the diagnosis and forecasting of cyclogenesis

Abstract

The dynamics of a case of cyclogenesis over the central Mediterranean associated with heavy precipitation, especially over the southeast Aegean Sea, have been investigated on the basis of the analyses of two meteorological parameters, namely, the isobaric absolute and relative vorticity and the isentropic potential vorticity. On the whole, the two approaches demonstrate the important role of the upper level dynamics in the initiation of the surface cyclogenesis and seem to identify the same features: interaction of a region of positive absolute vorticity advection ahead of a 500 hPa trough with a shallow frontal system, in the first approach, and an isentropic potential vorticity anomaly at the upper levels with a low level baroclinic zone in the second approach. Furthermore, the analysis of potential vorticity identified an intense low level potential vorticity anomaly, for which there are indications that this is associated with diabatic heating and is important for the deepening of the system. This makes potential vorticity analysis preferable for forecasters. Special emphasis is given to the upper‐level circulation and the vorticity field over the major European region before the surface cyclogenesis commences, since it is considered to be crucial for the forecasting of the event.

Résumé

On étudie la dynamique d'un cas de cyclogénèse en Méditerranée centrale associé à de fortes précipitations, surtout sur le sud‐est de la mer âgée; l'analyse de deux paramètres météoro‐logiques, le tourbillon isobarique relatif et absolu, et le tourbillon potentiel isen‐tropique, a servi de base. En général, les deux approches démontrent le r ‘le important de la dynamique en altitude dans l'initiation de la cyclogénèse de surface et semblent identifier les mêmes caractéristiques : dans la première approche, l'interaction d'une zone d'advection de tourbillon absolu positif à l'avant d'un creux à 500 hPa avec un système frontal peu profond; et dans la deuxième, l'interaction d'une anomalie de tourbillon potentiel isentropique en altitude associée à une zone barocline à bas niveau. De plus, l'analyse du tour‐billon potentiel identifie une anomalie intense de celui‐ci à bas niveau, qui semble être associée au réchauffement adiabatique et avoir de l'importance dans le creusement du système. Cela suggère que les prévisionnistes devraient favoriser l'analyse du tourbillon potentiel. On examine de près la circulation en altitude et le champ de tourbillon sur la principale région européenne avant le début de la cyclogénèse de surface car ces conditions sont considérées importantes pour prévoir cet évènement.

Notes

Corresponding author: Dr. Helena A. Flocas, Department of Applied Physics, Laboratory of Meteorology, Building PHYS‐5, Panepistimioupolis, 157 84 Athens, Greece