中尺度对流复合体
2 中尺度系统
• 天气尺度系统中包含了中尺度系统。中 尺度天气系统是对流系统的背景或母 体。我们以下给出一些中尺度系统。
中尺度雨团
• 在一次较大范围的强降水区中，可能镶嵌有中α尺度雨带， 称为中尺度雨带，中尺度雨带中含有中β尺度雨团，称为中 尺度雨团。一次暴雨过程中，可能出现两条或两条以上的中 尺度雨带及多个中尺度雨团活动，它们是造成暴雨天气的重 要成员。中尺度雨团有如下基本特征： • (1) 水平尺度小，通常不超过200km。 • (2) 生命期短，一般在10小时以内。 • (3) 低空辐合强，对流层低层水平散度量级达10-4/s。(4) 多 次发生，一次强降水过程中可出现多个中尺度雨团。 • (5) 降水强度大，１小时降水量可达50ｍｍ以上。 • (6) 两种动态：移动性和准静止性，以移动性的中尺度雨团 为多。 • 这些中尺度雨团在流场上的反映主要是在近地面层 （300ｍ），850百帕层已ＣＣ 及其附近的 流场环境示 意图细箭头 线为流线， 黑箭头为上 升运动，空 心箭头为下 沉运动
中尺度雨带有如下基本特征
• 中尺度雨带常几条并存，并相互平行，其间距大致 相同，约为 100km 。每条雨带的宽度约 10~50km 。 有时中尺度雨带只有一条。 • 一条中尺度雨带由更小的对流单体组成，它们分别 处于不同的发展阶段。 • 中尺度雨带的移动方向，明显偏向平均风方向的右 侧，移动速度可大于平均层的风速。 • 中尺度雨带多出现在大气层结为位势不稳定的地 区。 • 中尺度雨带通过测站时，地面气象要素会发生明显 变化，如气压骤升，气温下降，湿度上升及风向风 速突然变化等。台风和热带气旋中存在中尺度雨 带。
美国中部地区ＭＣＣ个例图示
MCC特点
• • 在对流层下半部（尤其是700百帕附近）有从四周进入系统的相对入流。 在对流层中层，相对气流很弱，因为系统几乎是随对流层中层气流移动 的。在对流层上层，相对气流向系统周围辐散，下风方的辐散比上风方 更强。 最强的中尺度对流元通常出现在系统的右后象限，有时呈线状，排列方 向平行于系统移向。 大面积的轻微降水和阵雨通常出现在强对流区的左边平均中尺度上升区 内。 MCC出现在低空偏南气流最大值前的强暖平流区及明显的辐合区中。 系统在浅边界中是一个冷核，贯穿于对流层中层大部分的则是暖核。然 后在对流层上层又是冷核。 在热力结构上，边界层中产生一个中尺度高压，其上有中尺度低压，到 对流层上层，又有中尺度高压盖在系统之上。中低压起了增强进入系统 的入流的作用。在高层，中高压加强了系统北部边缘的高压梯度，并加 强了反气旋弯曲的外流急流。
天气学原理名词解释
天气学原理名词解释汇总1、Hadley环流圈：哈德里环流圈指赤道附近热带辐合带空气受热上升到对流层后，到高空向高纬输送，受地转偏向力的作用，气流向东偏转出现高空西风，分别向两极方向移动，之后逐渐冷却，约在纬度30度附近沉降。
空气在副热带纬度下沉分为两支，其中一支由地表向赤道移动，在低纬地区形成闭合环流，即哈德里环流圈。
2、变压风：局地气压变化的水平梯度所产生的非地转风分量。
3、飑：伴随强风暴云来临，气压涌升，气温急降，相对湿度增大的突然发作的强烈阵风。
飑是强阵风的意思4、飑线：有许多雷暴单体（其中包括若干超级单体）侧向排列而形成的强对流云带。
风向、风速突变的狭窄的强对流天气带。
很具破坏力的严重灾害性天气。
飑中系统：雷暴高压、飑线、飑线前低压和尾流低压等中系统。
5、冰雹：直径大于5毫米的固体降水物。
6、超级单体风暴：具有单一的特大的垂直环流的巨大的强风暴云。
多单体风暴：由许多较小的处于不同发展阶段雷暴单体组成，但有一个统一的垂直环流的风暴。
7、赤道槽：又称热带辐合带，是指南北两半球副热带高压之间的一个宽广低压区。
辐合带中南北半球的信风气流的汇合有两种形式。
太阳高度角这个因子以外，地形和海陆分布等其他因子也影响赤道槽的季节变动。
由于气流辐合和空气的暖湿不稳定，产生上升运动，常导致低云的形成并出现降水、雷阵雨天气。
当辐合很强时，很容易形成热带低压，如进一步发展也可称为台风。
8、赤道辐合带：又称热带辐合带，赤道锋，赤道槽，是南北半球两个副热带高压带之间气压最低，气流汇合的低压带，气流辐合带。
9、大尺度天气系统10、大气长波：是指波长较长、波幅较大、移动较慢、维持时间较长的波动。
其波长一般在5000—7000km，振幅大多在10—20个纬距以上。
长波自西向东移动，移速较慢，通常1天不超过10个经度，有时呈准静止状态，也有时表现出不连续的向后“倒退”现象。
长波维持的时间一般3—5天以上。
11、低空急流：600～900hPa之间水平动量集中的气流带，风速大于12m/s。
中尺度气象学习题集
精心整理
中尺度气象学习题集
）小概率和频谱宽、大振幅事件
．滞弹性近似与包辛内斯克近似的比较，滞弹性近似的连续性方程形式为
无辐散；滞弹性近似中密度的变化不仅考虑热膨胀效应，而且也考
；
；
＜，对于未饱和大气是静力稳定的，而对饱和湿空气来说是静力不稳定。
:这个方法是以空中环境气流作为引导气流，
同时根据回波的大小和发展情况，
算出来的降水区的移动。
典型的超级单体有以下主要特征：
①在风暴移动的右边有一个持续的有界弱回波区
，弱毁波区经常呈园锥形，伸展到整个风暴的一半到三分之服的高度，穹窿高空，形成弱回波区。
②在平面上，超级单体是一个单一的细胞状结构，其外形呈圆到椭圆形。
它的水平特征尺度
15km。
的左边，在紧靠
④风暴中存在从中心向下游伸展的大片卷云羽，
①粗选只是考虑单个因子的预报能力，一般可按下列步骤进行：
第一步：列出可供选择的因子，并对所有样本查算这些因子的值；
；
＜xmin；
确定极值剔除数；
第五步：确定极值剔除数的临界值
第六步：如果满足条件
（4）中尺度大气运动不稳定研究；
（5）中尺度天气数值模拟和预报研究；
（6）中尺度灾害性天气的短期、甚短期和临近预报方法研究。
《中小尺度天气动力学》复习资料
中小尺度天气动力学Char1 中尺度天气系统的特征1、中尺度：时间尺度和空间尺度比常规探空网小，但比积云单体的生命周期及空间尺度大得多的一种尺度。
即水平尺度为几十千米到几百千米，时间尺度由几小时到十几小时。
2、尺度分类的动力学标准可利用罗斯贝数(Lf U R 00=惯性力/柯氏力) 和弗劳德数()/(/2ρρ∆=gL U F r 惯性力/浮3、简述Orlanski 分类法对中尺度的分类Meso ：α中尺度200~2000km ；β中尺度20~200km ；γ中尺度2~20km 。
4、中尺度大气运动的基本特征①空间尺度小，生命期短 ②气象要素梯度大 ③非地转平衡和非静力平衡及强的垂直运动 ④小概率和频谱宽、大振幅事件5、地转偏向力和浮力的作用（1）大尺度运动中，地转偏向力相对重要，浮力可以略去；（2）积云对流运动中，浮力相对重要，地转偏向力可以忽略；（3）中尺度运动中，地转偏向力和浮力都需要考虑。
Char3 自由大气非对流性中尺度环流1、重力波定义：重力波是因静力稳定大气受到扰动而产生的惯性振荡的传播，属于横波（质点扰动方向与波的传播方向垂直）。
分类：（1）重力外波——由外部条件作用下存在的重力波；（2）重力内波——当外部条件被限制时，存在于流体内部的重力波 ；（3）惯性重力内波——考虑地球自转的影响。
2、可产生重力波的系统：暖平流导致气体膨胀使质点位移产生重力波；锋面抬升、大气中的辐合辐散场、背风波、风速的垂直切变、高低空急流的质量调整等3、重力波产生的天气条件：①稳定层（或逆温层） ②具有明显的风速垂直风切变 ③通常而言，Ri<0.5，Ri 越小重力波振幅越大4、重力波的作用①可触发对流 ②可引起晴空湍流(CAT)③高低空能量传输 ④不同尺度之间能量交换5、重力波的特点①气压场与涡度场同位相，高压中心与气旋涡度中心重合，反气旋涡度中心与低压中心重合； ②涡度与散度中心位相差π/2，气压场与散度场也相差π/2；③垂直运动与散度同位相（上升运动区→辐合区，下沉运动区→辐散区）④上升运动区一般为降水区。
高天11讲 中尺度对流系统(MCC与MCS)和暴雨
1、 暴雨的形成
在我国暴雨的发生受三个大尺度方面的因子影响。第一是来 自印度洋和西太平洋的夏季风，中国大范围的雨季一般开始 于夏季风的爆发（华南要更早一些），而结束于夏季风的撤 退，降雨强度和变化与夏季风脉动密切相关。我国暴雨出现 的频率年际变化很大，这也与夏季风状况的年际变率密切有 关。第二，西太平洋和青藏高原副热带高压的位置决定了中 国主要雨季的季节移动。暴雨常出现在100hPa高压和120ºE 处副高比常年更偏北的位置上，如1962。1965，1968，1969 和1970年，如果100hPa高压位置比常年偏南，则长江流域一 般出现干旱。
中尺度对流复合体的特征
物理特征 尺度 A——小于－32℃的红外温度的云区面积必须大于106km2 B——小于－52℃温度的内部冷云区的面积≥5×104km2
开始时
尺度定义A和B首先满足
生命期
最大范 围 外形 结束时
满足尺度定义A和B的时期≥6小时
连续的冷云区（红外温度≤－32℃）达到最大尺度 椭圆形，在最大范围时刻偏心率≤0.7 尺度定义A和B不再满足
中尺度对流系统（MCSs）是有组织完好的，中— 尺度（200-2000Km）的对流系统，它的外形近于 呈椭圆形，边缘平滑。MCSs在中国经常出现。如 在华南前汛期和梅雨期间。下图是MCSs的全球分 布（引自Richad Johson 的图，WMO季风会文集）
MCC locations based on 1980s satellite data for JJA in the northern hemisphere and DJF in the southern hemisphere. Outgoing longwave radiation (OLR) values are shaded. From Laing and Fritsch (1997).
【资料】高天11讲-中尺度对流系统(mcc与mcs)和暴雨汇编
通过一条理想化飑线的剖面图
大气科学，2008
中国的个例
（由俞小鼎提供）
2、中尺度对流复合体（MCC）与中尺度对流系统（MCSs）
在3~9月，在美国中部经常出现一种有组织的对流天气系统，这种系统的生 命史比一般的中尺度系统长，面积比一般中尺度系统大得多。现在这种系统 叫中尺度对流复合体（MCC）。在过去，这种系统一直未被揭示出来。下表 给出中纬度MCC的定义。这个定义是根据增强的红外云图上看到的一些物理 特征概括出来的。由它们的尺度和生命期可见，这种系统只限于是一些尺度 较大、持续的对流系统，在高空有大范围卷云砧区。并且系统的环流有可能 被一些天气尺度的高空观测网所观测到。大部分MCC云区的红外黑体温度 TBB≤－52℃，这一条件保证，系统应是很活跃的，并且降水出现在相当大 的地区。外形的判据是任意规定的，主要是把线状系统排除在MCC外。MCC系 统的尺度与个别雷暴相比则是非常大的。例如成熟气团雷暴表明，≤－32℃ 的平均冷云区的面积为700km2，更大一些的对单体风暴平均冷云区面积约为 1400km2，而MCC的冷云顶区面积100000km2，或者更大，即比个别雷暴面积大 两个量级。
高天11讲-中尺度对流系统 (MCC与MCS)和暴雨
1、飑线
飑线是一种传播性线状的激烈对流系统，其水平尺度在150～300km，时 间尺度在4～10h。飑线是强天气中破坏性最强和最大的，它可以产生强 风，雷暴，暴雨、冰雹等强对流天气。在地面气压场上飑线一般由两个 强地面气压系统，中高压和尾流低压构成。藤田早年把飑线的生命期分 为5个阶段，他指出，在初期阶段已经形成了一个强的中高压，在发展 阶段中高压在强度和尺度上都有增强。到成熟阶段，阵雨达到最大强度， 在中高压之后并形成尾流低压。在减弱阶段，降水与中高压皆减弱，但 是尾流低压达到最大强度。最后在残余阶段，尾流低压填塞消失。约三 十年之后，利用美国STORM－中部计划得到的较稠密的资料，基本肯定 了藤田发现的飑线内的中高压和尾流低压结构（下图）,并进一步揭示 了飑线内的前沿对流线/尾部层状云结构。飑线模式由前沿对流线，过 渡区（回波最小值区）与大范围的层状降水区组成。
高等天气学思考与作业题答案
01、锋面、气旋和气团学说的主要观点是什么？02、大气环流的概念及大气环流研究的主要方法03、大气环流量的分解及大气环流输送量的分解，各项的物理意义04、经圈环流流函数的定义及计算05、定常波和瞬变波在大气环流中有何作用？06、给出时间平均和纬向平均的角动量方程，并解释各项的物理意义07、给出时间平均和纬向平均的水汽方程，并解释各项的物理意义08、准地转理论的推广与应用有哪几方面？09、半地转与准地转有何异同？10、中尺度不稳定目前有哪几种理论？各自的判据？11、热带大气主要有哪些波动？各自形成的条件和水平结构如何？12、给出现代高空锋面和对流层顶的模式图，并用位涡和绝对动量来确定高空锋区位置和动力特性13、给出锋生动力学表达式，并解释各项的物理意义14、给出锋面次级环流诊断方程，并解释其物理意义15、解释高空急流附近的次级环流16、气旋的发生发展可分为几种类型？有哪些特征17、气旋的爆发性发展如何定义的？其时空特征和发展与各类条件？18、热带大气运动有哪些基本特征和动力学特征？19、全球有哪些季风区？亚洲夏季风的成员有哪些？季风爆发的原因？20、印度季风爆发的原因主要有哪些？21、东亚季风是如何影响我国降水进程的？22、中低纬之间的相互作用主要有哪些？23、论述台风形成的两种理论和发生发展概念模型24、中小尺度系统发生发展的天气和环境条件有哪些？25、雷暴和强风暴有哪些主要特征？26、中尺度系统哪些基本特征？中尺度雨带哪些特征？有哪分类？27、描述飑线的结构和特征28、概述重力波与强对流的关系的一些事实29、中尺度天气系统怎样对大尺度产生反馈作用？30、概括中尺度对流复合体(MCC)的特征31、暴雨的形成的三个大尺度因子，物理条件？中美暴雨天气型对比。
32、低空急流有哪些特征？如何影响在暴雨和强对流天气？33、概述平流层大气的温度场和风场特征34、平流层爆发性增温及可能原因35、各种尺度地形的一般作用有哪些？36、青藏高原和落基山的热力和动力作用？37、青藏高原对亚洲季风的影响体现在哪？38、概述阻塞高压形成的理论，39、厄尔尼诺和ENSO40、概述大气遥相关41、概述可预报性42、如何制作天气预报？01、锋面、气旋和气团学说的主要观点是什么？极锋理论：大气中最激烈的天气主要不是发生在冷暖气团中，而是发生在冷暖气团的交界面上。
民用航空气象人员执照考试试题汇编——气象预报员试题
民⽤航空⽓象⼈员执照考试试题汇编——⽓象预报员试题Part 1 空管知识删除：1.7、1.14、1.28、1.31、1.33、1.35、1.38、1.68、1.78、1.80、1.94、1.107共12题；勘误：1.100、1.136两处。
删除：1.7 ⽬前我国民航常⽤的空管雷达是（）。
A、⼀、⼆次监视雷达B、脉冲多普勒雷达C、着陆雷达D、⽓象雷达答案：A1.14☆机场运⾏最低标准中的云⾼指（）。
A、9000⽶以下遮蔽半个以上天空的最低云层底部离地⾯的⾼度B、6000⽶以下遮蔽半个以上天空的最低云层底部离地⾯的⾼度C、3000⽶以下遮蔽半个以上天空的最低云层底部离地⾯的⾼度D、5000⽶以下遮蔽半个以上天空的最低云层底部离地⾯的⾼度答案：B1.28△参加专机⼯作的民航⽓象⼈员，必须选派政治坚定、思想作风好，责任⼼强，并具有经（）签署的本专业技术执照。
A、中国⼈民解放军空军B、民航地区管理局C、民航局D、⽓象中⼼答案：C1.31☆航空站区域内，⾼度层配备规定为、⽆论航向如何，每隔（）⽶为⼀个⾼度层，（）⽶以上，每隔（）为⼀个⾼度层。
A、300、8400、600B、400、6000、800C、300、7000、600D、400、7000、800答案：A1.33△民航空中交通管制区域按管制⾼度划分为（）管制和（）管制区。
A、⾼空，中低空B、中⾼空，中低空C、中⾼空，低空D、⾼空，低空答案：A1.35专机飞⾏，起降机场、备降机场于飞⾏前⼀天发布有效时间为24⼩时的航站天⽓预报要增加（）组的预报，飞⾏当⽇不迟于起飞前（）⼩时发布航站天⽓预报。
A、温度，2.5B、湿度、2C、相对湿度，3D、温度，1.5答案：A1.38天⽓形势预报是对（）。
A、⽓象要素未来变化的预报B、⽓压系统未来位置的预报C、降⽔的预报D、风⼒的预报答案：B1.68△在专机飞⾏期间，要密切监视机场、航路天⽓演变情况，出现或预期出现危及飞⾏安全的重要天⽓时，有关⽓象服务机构及时发布订正预报和重要天⽓情报，发往（）。
高等天气学专题讲座第十一讲中尺度对流系统(MCC与MCS)与暴雨
中高压的中心位于前沿对流线后几十公里，这意味着这个位置是积云下 沉气流区，是冷中高压的源区。另外，在许多飑线的分析中，还可以发 现一个飑前槽和飑前低压存在。这是由对流在飑前激起的对流层中上层 下沉增温造成。尾流低压中心位于层状云区尾部边缘强雷达反射率梯度 区。它是由对流线后部下沉运动造成的。由降水蒸发部分驱动的中尺度 下沉气流可引起绝热增温，它超过了低压的蒸发冷却，以此产生地面气 压下压。后来的研究进一步揭示了飑线由对称结构非对称结构的演变 (下图).由(b)可见，虽然飑线仍包含有飑线低压，中高压等尾流低压， 但尾流低压和中高压更连同层状云区向北移动。这种北移表明，层状云 区在尾流低压的形成中起这关键作用，对中高压与对流线也起了重要作 用。Haertel与Johnson对飑线中高压与尾流低压的动力学进行了研究。
1、 暴雨的形成
在我国暴雨的发生受三个大尺度方面的因子影响。第一是来 自印度洋和西太平洋的夏季风，中国大范围的雨季一般开始 于夏季风的爆发（华南要更早一些），而结束于夏季风的撤 退，降雨强度和变化与夏季风脉动密切相关。我国暴雨出现 的频率年际变化很大，这也与夏季风状况的年际变率密切有 关。第二，西太平洋和青藏高原副热带高压的位置决定了中 国主要雨季的季节移动。暴雨常出现在100hPa高压和120ºE 处副高比常年更偏北的位置上，如1962。1965，1968，1969 和1970年，如果100hPa高压位置比常年偏南，则长江流域一 般出现干旱。
（取自杨国祥等）
通过一条理想化飑线的剖面图
大气科学，2008
中国的个例
（由俞小鼎提供）
2、中尺度对流复合体（MCC）与中尺度对流系统（MCSs）
在3~9月，在美国中部经常出现一种有组织的对流天气系统，这种系统的生 命史比一般的中尺度系统长，面积比一般中尺度系统大得多。现在这种系统 叫中尺度对流复合体（MCC）。在过去，这种系统一直未被揭示出来。下表 给出中纬度MCC的定义。这个定义是根据增强的红外云图上看到的一些物理 特征概括出来的。由它们的尺度和生命期可见，这种系统只限于是一些尺度 较大、持续的对流系统，在高空有大范围卷云砧区。并且系统的环流有可能 被一些天气尺度的高空观测网所观测到。大部分MCC云区的红外黑体温度 TBB≤－52℃，这一条件保证，系统应是很活跃的，并且降水出现在相当大 的地区。外形的判据是任意规定的，主要是把线状系统排除在MCC外。MCC系 统的尺度与个别雷暴相比则是非常大的。例如成熟气团雷暴表明，≤－32℃ 的平均冷云区的面积为700km2，更大一些的对单体风暴平均冷云区面积约为 1400km2，而MCC的冷云顶区面积100000km2，或者更大，即比个别雷暴面积大 两个量级。
中小尺度气象学总结
第一章中尺度天气系统的特征1、中尺度气象学：水平尺度: 10-1000km对象：中尺度环流系统内容：中尺度环流系统的结构、形成和发展演变规律、机制及其分析预报方法意义：①许多灾害性天气（如暴雨、大风、冰雹、龙卷等）都是由中小尺度系统造成的。
②中尺度气象学是甚短期预报和临近预报的理论基础。
（长期>10天，中期3-10天，短期1-3天，甚短期0-12h，临近0-2h）③中尺度环流系统是大气环流重要成员（大尺度背景场依存条件)2、天气系统的尺度划分：（一）经验分类法（经典方法）小尺度系统（雷暴、龙卷）和大尺度系统（锋面、气旋）中尺度系统（飑线、中气旋等）（二）动力学定义可利用罗斯贝数(Ro)和弗劳德(Froude)数(Fr)来描述大气的时空尺度。
Ro = U/fL (惯性力/柯氏力);Fr=U2/gL(△ρ/ρ)(惯性力/浮力）（三）实用（几何）分类3、中尺度大气运动的基本特征（1）尺度：水平尺度在2-2000km之间，时间尺度在几十分钟至几天之间。
范围很宽。
性质不同。
（2）散度、涡度、垂直速度：取V～10m/s,H～10km,对α，β，γ中尺度W分别为10-1m/s, 100m/s和101m/s，垂直速度、散度、涡度都比大尺度运动大1到几个量级。
（3）地转偏向力和浮力的作用：中尺度运动中，地转偏向力和浮力的作用都必须考虑。
大尺度运动：地转偏向力重要，浮力可略小尺度运动：浮力重要，地转偏向力可略中尺度运动：地转偏向力和浮力都考虑（4）质量场和风场的适应关系：质量场（气压场）适应风场。
大尺度运动: 风场适应质量场（气压场）。
中尺度运动: 质量场（气压场）适应风场。
第二章地形性中尺度环流1、中尺度大气环流系统分为：地形性环流系统、自由大气环流系统2、地形波：一般把气流过山所引起的气流称为地形波。
3、地形波的基本类型：层状气流（山脉波）：山脉上空的平滑浅波,风小。
驻涡气流（驻涡）：山脉背风面的半永久性涡旋，山顶以上风速大。
mcc中尺度对流复合体定义
mcc中尺度对流复合体定义好的，以下是为您创作的一篇关于“mcc 中尺度对流复合体定义”的科普文章：当我们仰望天空，看到那变幻无穷的云朵和时而出现的电闪雷鸣，你是否想过，在这看似无序的大气运动中，隐藏着许多神秘而有趣的科学现象？今天，让我们来揭开“MCC 中尺度对流复合体”的神秘面纱。
想象一下，天空就像是一个巨大的舞台，而各种天气现象则是舞台上的演员。
MCC 呢，就像是一场特别壮观的大型演出。
它不是那种零星的小角色表演，而是众多演员齐心协力，共同打造出的一场宏大而又复杂的“天气盛宴”。
MCC 中尺度对流复合体，简单来说，就是在一个相对较大的区域内，持续一段时间的一系列强烈对流活动的集合。
这听起来有点复杂，对吧？那咱们换个说法。
假如把大气中的对流看作是一场热闹的派对，那么 MCC 就是这个派对中最嗨、规模最大、持续时间最久的那一部分。
MCC 通常具有一些明显的特征。
它的范围一般比较大，直径能达到几百公里。
这就好比是一个超级大的“派对场地”。
而且，它能持续好几个小时，就像这个热闹的派对一直狂欢不停。
在这个过程中，会有大量的水汽上升、下降，形成强烈的上升气流和下沉气流，带来狂风、暴雨、雷电等激烈的天气现象。
在实际生活中，MCC 的影响可不小。
比如说，在炎热的夏季，当MCC 经过某个地区时，可能前一刻还是阳光明媚，转眼间就乌云密布，狂风大作，紧接着就是倾盆大雨。
这就像是老天爷突然“变脸”，让人们措手不及。
举个例子，某个农业大县正在经历农作物的关键生长期，此时MCC 来袭，带来了长时间的强降雨。
这对于那些已经快要成熟的庄稼来说，可能就是一场灾难。
过多的雨水会导致农田积水，影响农作物的根系呼吸，甚至可能会引发病虫害，导致农作物减产。
又或者，在城市中，MCC 可能会导致交通瘫痪。
想象一下，下班高峰期，突然狂风暴雨，道路积水，视线受阻，车辆行驶缓慢，交通事故的风险也大大增加。
从科学研究的角度来看，气象学家们通过各种先进的技术手段来监测和研究 MCC。
气象预报员试题——天气学试题一及答案
气象预报员试题——天气学试题一选择题：在对流层中，通常位温是随高度（）。
A 升高的B 降低的C 不变的A在温度对数压力图上，锋面逆温的特点是逆温层上界面湿度（）下界面湿度。
A 大于B 小于C 等于A当等压面图上温度槽落后于高度槽时（）。
A 有利于锋生B 有利于锋消C 有利于湿度增大A一般南支槽带来充沛的水汽和潜热，遇有北支槽携带冷空气侵入南支扰动，（）。
A 有利于气旋发展B 不能诱生气旋C 多能诱生气旋C在我国，每一次寒潮过程都是一次（）的重建过程。
A 东亚大槽B 副热带高压C 南支西风带A夏季影响我国东部沿海地区的副热带高压脊是（）的一部分。
A 太平洋高压B 南亚高压C 南海高压A副热带高压是一个行星尺度的高压，它是一个（）。
A 冷性的深厚系统B 暖性的深厚系统C 冷性的浅薄系统D 暖性的浅薄系统B江淮流域的梅雨期一般是在（）。
A 6月中旬到7月中旬B 5月下旬到7月上旬C 6月中上旬A在高原天气分析中，常用（）来表示气压系统的活动。
A海平面气压场B 3小时变压C 24小时变压D 天气区C造成我国雨带进退过程中的三个突变期的根本原因是（）。
A 西风带环流的三次突变B 东亚大槽位置的三次突变C 副热带高压脊线位置的三次突变C产生地转偏向力的原因是（）。
A 地球的自转和大气的运动B 气压水平分布不均匀C 气压垂直分布不均匀A锋附近常存在着大规模的系统性的（）。
A 水平运动B 垂直运动C 曲线运动B中国的静止锋一般是由（）演变而成的。
A 锢囚锋B 暖锋C 冷锋C实践表明，（）层上的气流对地面的锋面移动有引导作用，故称此气流为引导气流。
A 700百帕和500百帕B 850百帕和700百帕C 850百帕和900百帕A地面气旋发展，一般表现为其中心处正涡度随时间（）。
A 增大B 减小C 不变A夏季，青藏高原相对于四周自由大气是个（），它加强了高原上空大气南侧向北的温度梯度，使南支西风急流强而稳定。
A 热源B 冷源A冬季在乌拉尔地区有阻塞高压存在时，其下游的环流形势是稳定的，整个东亚处于宽广的（）内。
高等天气学专题讲座第十一讲中尺度对流系统(MCC与MCS)与暴雨
中尺度对流复合体的特征
尺度
物理特征
A——小于－32℃的红外温度的云区面积必须大于106km2 B——小于－52℃温度的内部冷云区的面积≥5×104km2
开始时
生命期
最大范 围 外形
结束时
尺度定义A和B首先满足 满足尺度定义A和B的时期≥6小时 连续的冷云区（红外温度≤－32℃）达到最大尺度
椭圆形，在最大范围时刻偏心率≤0.7 尺度定义A和B不再满足
最后，暴雨的年际变率密切与北半球，尤其是东亚中高纬大 气环流的异常有关。位于乌拉尔山，贝加尔湖，鄂霍茨克海 霍里海的阻塞高压和乌拉尔山与贝加尔湖的长波槽是决定暴 雨是否有利的关键环流系统。例如在1972年夏季，全球出现 许多异常的天气过程。这是由于一异常的长波槽维持在亚洲 的东岸地区（130º～140ºE）而代替了正常年份的平均高压 脊。结果冷空气爆发的路径比常年更偏东，同时副热带高压 也比常年更弱。这种天气形势造成了过去30年中春季和夏季 最严重的干旱，这主要是由于在中国冷暖空气交绥的机会大 大减少。
二、暴雨的形成与中尺度扰动的作用
我国位于世界上著名的季风区。在夏季风爆发和盛行的时期， 是我国暴雨的季节。最著名的降雨是长江流域的梅雨，在我 国几乎每年都受到突发性洪水或持续性洪水的灾害，在有些 年份灾害相当严重，如1963年海河大范围的洪水和1975年淮 河灾害性洪水，以及近年来，1991，1998，1999和2003年年 江淮地区梅雨季的持续大暴雨。1981年7月中旬和2004年9月 3~7日四川大暴雨也造成了严重的灾害。因而暴雨的研究和 预报问题一直是我国气象工作者最关心的问题之一。
1、 暴雨的形成
在我国暴雨的发生受三个大尺度方面的因子影响。第一是来 自印度洋和西太平洋的夏季风，中国大范围的雨季一般开始 于夏季风的爆发（华南要更早一些），而结束于夏季风的撤 退，降雨强度和变化与夏季风脉动密切相关。我国暴雨出现 的频率年际变化很大，这也与夏季风状况的年际变率密切有 关。第二，西太平洋和青藏高原副热带高压的位置决定了中 国主要雨季的季节移动。暴雨常出现在100hPa高压和120ºE 处副高比常年更偏北的位置上，如1962。1965，1968，1969 和1970年，如果100hPa高压位置比常年偏南，则长江流域一 般出现干旱。
中尺度天气学课后习题答案
中尺度气象学（第二版）课后习题第一章中尺度天气系统的特征1. 什么是“中尺度”？Ligda，Emanuel，Orlanski和Pielke等怎样定义“中尺度”？目前，“中尺度”一般被描述性地定义为时间尺度和水平空间尺度比常规探空网的时空密度小，但比积云单体的生命期及空气尺度大得多的一种尺度。
Ligda（1951）最早提出“中尺度（mesoscale）”这一概念。
他根据对降水系统进行雷达探测所积累的经验指出，有些降水系统，太大以致不能由单站观测全，但又太小以致即使在区域天气图上也不能显现，他建议把具有这种尺度的系统称为“中尺度系统”。
Emanuel把具有状态比L/D=Uz/f和时间尺度T=f-1的运动定义为“中尺度”运动（L水平尺度，D垂直尺度亦即不稳定层厚度，Uz纬向风垂直切变尺度，f科氏参数）。
Orlanski（1975）根据观测和理论的总和分析结果，提出了一个比较细致的尺度划分方案，即：天气系统可粗分为大、中、小尺度三类，其中大尺度系统可再分为α、β两类，中尺度和小尺度系统则可分别分为α、β、γ三类，相邻两类的空间尺度相差1个数量级。
按照这种划分，中尺度成了一个范围很宽的尺度，即2～2000km。
小至某些通常称为小尺度的系统如雷暴单体等，大至某些通常称为大尺度的系统如锋、台风或飓风等都可以包括在中尺度的范围内。
但其核心则为20～200km的系统，即β中尺度系统。
β中尺度系统具有典型的中尺度特性，而α和γ中尺度系统则分别兼有大尺度和小尺度的特性。
Pielke（1984）提出，典型的中尺度也可以定义为符合以下判据的一种特殊尺度：①其水平尺度足够大，以至于可以适用静力平衡关系；②其水平尺度足够小，以致地转偏向力项相对于平流项和气压梯度力项时小项。
2. α、β、γ中尺度系统在性质和对强天气形成的作用方面有什么不同？按Orlanski的划分标准，中尺度系统的水平尺度在2×100～2×103km之间，时间尺度在几十分钟至几天之间。
初中自然地理必背知识点：台风
初中自然地理必背知识点：台风在温暖的海洋上，当水汽冷凝，能量的释放启动正反馈迥圈，热带气旋得以形成。
美国国家大气研究中心(英语：NationalCenterforAtmosphericResearch)的科学家估计一个热带气旋每天释放5×10^13至2×10^14焦耳的能量，比所有人类的发电机加起来高二百倍，或等于每20分钟引爆一颗1000万吨的核弹。
结构上来说，热带气旋是一个由云、风和雷暴组成的巨型的旋转系统，它的基本能量来源是在高空水汽冷凝时汽化热的释放。
所以，热带气旋可以被视为由地球的自转和引力支持的一个巨型的热力发动机，另一方面，热带气旋也可被看成一种特别的中尺度对流复合体(英语：MesoscaleConvectiveComplex)，不断在广阔的暖湿气流来源上发展。
因为当水冷凝时有一小部分释放出来的能量被转化为动能，水的冷凝是热带气旋附近高风速的原因。
高风速和其导致的低气压令蒸发增加，继而使更多的水汽冷凝。
大部分释放出的能量驱动上升气流，使风暴云层的高度上升，进一步加快冷凝。
飓风卡特里娜和飓风丽塔经过墨西哥湾，该区的水温下降。
热带气旋因此能够取得足够的能量自给自足，这是一个正反馈的迥圈，使得只要暖湿气流和较高的水温可以维持，越来越多的能量便会被热带气旋吸收。
其他因素例如空气持续地不均衡分布也会给予热带气旋能量。
地球的自转使热带气旋旋转并影响其路径，这就是科里奥利力的作用。
综合以上叙述，使热带气旋形成的因素包括一个预先存在的天气扰动、高水温、湿润的空气和在高空中相对较低的风速。
如果适合的环境持续，使热带气旋正反馈的机制藉著大量的能量吸收被启动，热带气旋就可能形成。
深层对流作为一种驱动力是热带气旋与其他气旋系统的主要分别，因为深层对流在热带气候地区中最强，所以热带气旋大多在热带地区生成。
相对地，中纬度气旋的主要能量来源是大气中的已存在的水平温度梯度。
如果热带气旋要维持强度，就必须留在温暖的海面上，使正反馈机制得以持续。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 500 hPa：GR上空风向为西南西方向的顺转，穿过GR， 有明显的水平风速切变，并伴有南——北向温度梯度，且 为湿区。风场、高度场与湿度场的特点均显示有弱的短波 槽移近GR区。
• 200 hPa：GR区西北方为弱的高空急流（>32m/s）。 对流不稳定和对流层低层的强迫对垂直环流明显地起着支 配作用。在GR东部，存在不稳定区。
图7.9
• 200hPa：沿MCC的北部和东北部周界，有一条反气旋 式曲率的急流发展(风速约50m／s) (图7.9b)。将图7.9b 和图7.8b比较可见，系统上空的温度降低，显示出有明 显的冷核。
• 这种高层的冷却可能反映了在200hPa有持续的α中尺度 抬升，也可能反映了云顶的辐射冷却效应。稳定度分析表 明，在MR西南部有—个很不稳定的区域存在。但此时合 成的MCC正在朝ENE方向移动，进入一个较稳定的气团 之中。
• 700hPa：成熟区与形成区相比存在明显变化。西西南气 流流过MR(在12h前这支气流在GR上空)，并明显加强— —在MR上空呈现一支明显的急流，短波槽脊已东移。
• 500hPa：MR以水汽含量高和相对湿度大于85％为特征 。混合比超过3g/kg，明显大于12h前整个区域中的混合 比值。在MR上空有明显的暖脊，MR的西和西北有冷平 流，东和东北有暖平流。
分析结果表明：
• MCC高空中尺度风场结构明显，反气旋流出中心正好位 于最冷的云顶区，即MCC的上空。中心的北侧和西北侧 的气流增大，最大风速可达20m/s以上。
• 200hPa扰动高度场上，正高度差区以MCC为中心向东 北延伸；在300hPa上MCC上空为暖湿区。150hPa上 MCC上空为异常冷区。
• MCC的前期环境与龙卷、强飑线相联系的环境有明显的 不同。后者的大尺度特征通常具有很强的温度、湿度的纬 向梯度，并有强锋和强的极锋急流。
2）成熟区的环境特征
• 850hPa：混合比大于10g／kg的湿舌位于MR的西南方 ，具有很强的经向梯度；低层最明显的变化是风速有所增 大并顺时针旋转；MCC所在区有强的暖平流(图7.9a )。 MR西南部有一支西南风的低空急流。
——MCC引起的环境扰动十分明显。
（二）MCC的α中尺度结构
• Maddox(1981)对美国的10个MCC进行了合成分析，指 出成熟的MCC的结构特点为：
1）在对流层下半部(尤其是700hPa附近)，有明显的进入系 统的相对入流存在；
2）在对流层中层，入流相对较弱，系统几乎随对流层中层 气流移动。对流层上层，相对气流向系统周围辐散，下风 方的辐散比上风方更强；
3）最强的β中尺度对流元(MBE)通常出现在系统的右后象 限，有时呈线状，排列方向平行于系统移动的方向；
4）有大面积的轻微降水和阵雨，通常出现在强对流区的 左边，在平均中尺度上升区内；
5）MCC出现在强暖平流区及低空偏南气流最大值鼻部 的明显的辐合区中；
6）系统在浅边界层中是一个冷核，贯穿于对流层中层大 部分的则是暖核，然后在对流层上层又是冷核；
• MCC造成的总的降水分布和某一时段的降水量分布有很 大的不同。MCC作为一个α中尺度系统所造成的降水量分 布特点是降水量的分布比较光滑，而且就平均而言，愈接 近MCC中心部位，降水的概率愈高，降水量愈大(图7.6) 。
图7.6
最大平均 降水率
降水面积 每小时降水体积
合成的总 降水量
§7.2 MCC的天气尺度环境
(一)MCC发展各阶段的环境
• Maddox通过10个MCC的合成分析指出，在MCC生命 史中各阶段的发展都受到一定的天气尺度环境的支配。
• 将MCC发展前期、成熟期和消散期所处的范围分别称为 MCC形成区(GR)、MCC成熟区(MR)和MCC消散区 (DR)。
• 各区分别有以下特征：
1）形成区的环境特征
• 整个MR为显著的深而强的上升运动，最大上升运动比 MCC前期强两倍以上，而且伸展到对流层中层，下沉气 流出现在东西两侧（图7.11a）。
• 除对流层低层外，平流的形式没有空间和时间的连续性。 上升环流的下部即对流层低层为暖平流。MCC在500～ 250 hPa出现暖中心，其上游存在强的冷平流，下游为暖 平流。在对流层高层和平流层低层，位于MCC顶部的冷 核则产生相反情况，即下游为冷平流，上游为暖平流（图 7.11b）。
1）形成区的环境特征
• MCC通常在东西向的大尺度锋区附近开始发展,近于纬向 气流中的弱短波槽向东移动有助于对流发展；
• 在MCC产生的区域中最显著的特征是在GR和MR上空有 潮湿条件性不稳定环境。在对流层低层有一支低空急流存 在，并伴有明显的暖平流（它表示由准地转过程引起的向 上运动的低空强迫）。
第七章 中尺度对流ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ合体（MCC）
• 中尺度对流复合体的特征和结构 • MCC发展各阶段的天气尺度环境
0
• 中尺度对流系统(MCS)经常以对流复合体的形式存在。
• 对流复合体：泛指由若干对流单体或孤立对流系统及其 衍生的层状云系所组成的对流系统，其空间尺度和时间 尺度具有幅度很广的谱。最简单的是二维的线(带)状对 流系统，最大而复杂的是一种具有近于圆形团状结构的 “中尺度对流复合体(MCC)”。这两种中尺度对流系统 位于对流复合体波谱的两端。
续6h以上。
4）最大范围：红外温度达-32ºC或更低的冷云罩尺度达最大 时的范围。
5）形状：冷云罩达最大范围时，偏心率(短轴／长轴)达0.7 或更大。
6）结束时刻：(1)、(2)两条件不再满足之时刻。
• 综上，MCC是一种生命期长达6h以上，水平尺度大至上 千千米的近圆形的巨大云团。它的内部红外温度很低，表 明它的云塔很高，经常可达十余千米以上。
图7.4
图中相对气流流线及阴影的云区表示MCC的α中尺度待征，对流云塔 及空心箭头表示可能存在的较小尺度系统的内部结构。
2010年5月5日14—6日15时
2010年5月6日12时
MCC β中尺度系统在不同时期的特点：
• β中尺度分析显示，MCC的次网格尺度结构具有 明显的多变性（图7.5）。
1）MCC前期 2）胞状阶段 3）终止阶段
MCC前 期 胞状阶段
终止阶段
图7.5
• MCC β中尺度系统在不同时期的特点：
1）MCC前期
• MCC前期对流表现为分散的多个β中尺度对流群。这些 对流群是沿着不同形状的α中尺度线被触发出来。图 7.5(a)中有两条α中尺度线，其中一条是由南北向的地形 性对流群A、B、C组成的线，它们是在落基山以东大平 原白天东风上坡气流中形成的。这种α中尺度线在美国西 部的MCC的形成过程中常起着重要作用。
3）垂直剖面分析
•对流层下半部有明显的上升 运动，最大值在100W附近 ，正好落在落基山脉（105～ 112W附近）的东部。弱的 下沉运动出现在更东面的密 苏里和密西西比河盆地上空 。GR的特征为具有有组织的 上升运动
图7.10 在MCC发展前沿40N的剖面（Maddox 1986）(a) ω
对流层低层明显的上 升运动区直接与强暖 平流区相匹配，同时 在GR东部和MR西部 上空高低层的不同的 温度平流造成了气层 的不稳定。
• 成熟阶段：中尺度上升运动发展旺盛，高层辐散，低层辐 合，并伴有大面积降水产生。该阶段在云图上的形态，具 有成熟阶段MCC的各种物理特征。
• 消亡阶段：MCC下方的冷空气丘变得很强，迫使辐合区 远离对流区。暖湿入流被切断，强对流单体不再发展， MCC逐渐失去中尺度有组织的结构。在红外云图上云系 开始变得分散和零乱，但还可以看到有成片近于连续的云 砧。
• 成熟阶段的MCC的物理特征（Maddox 1981）：
1）大小和范围：(1)红外温度达-32ºC或以下的云罩面积在 105 km2或以上；(2)红外温度达-53ºC或以下的内部冷云 区面积在5×104km2或以上；
2）开始时刻：从最初满足(1)、(2)两个条件时起算。 3）持续期：满足(1)、(2)两条件的时期，这个时期必须持
• 本章主要讨论MCC的特征、结构和环境，以及广泛意义上 的中尺度对流复合体的运动和准静止对流系统的发展。
中尺度的标准（Orlanski 1975）： • α中尺度：水平尺度为200(250)-2000 (2500)km的扰动
； • β中尺度：水平尺度为20(25)-200(250)km的扰动； • γ中尺度：水平尺度为2.0(2.5)-20(25)km的扰动。
发生在美国中部地区上空的MCC（Houze 2004）
发生在长江中下游地区的MCC
• MCC生命史一般包括四个阶段：
• 发生阶段：首先表现为一些零散的对流系统在利于对流 发生(例如层结条件性不稳定、低层有辐合上升运动、有 地形的热力和动力抬升作用等)的区域开始发展。
• 发展阶段：各个对流系统的雷暴外流和飑锋逐渐汇合起来 ，形成较强的中高压和冷空气外流边界线，迫使暖湿空气 流入系统。由于外流边界和暖湿入流的相互作用，使系统 内部的辐合加强，出现最强对流单体，并形成中尺度上升 气流。此时，对流云团开始形成并逐渐加大。
图7.8 MCC发展前的形势图(Maddox，1986）（a)850hPa形势； (b)200hPa形势；(粗实线为等高线．单位：位势米；虚线为等温线．单位：度， 细实线为等比湿线，单位：g/kg，全风羽表示5m/s的风速,黑箭头表示最大风速 轴。图中的斜线阴影区表示超过850 hPa的地形高度。标GR的实线四边形为 MCC的发生区；标MR的虚线四边形为未来MCC成熟区)。
4）MCC对高空气象场的扰动
通常，强烈的对流系统在高层会产生中高压等中尺度扰动 。
识别对流活动造成扰动的三种方法：
• 尺度分离方法——分离出中尺度扰动；
• 数值模拟方法——有限区域细网格模式的12h预报作为“ 未扰动”环境场；