中小尺度天气学

第一章1. （选填）简述Orlanski分类法对中尺度的分类？Meso: a中尺度200---2000km ; 3 中尺度20---200km ; 丫中尺度2---20km2. （选简）简述中尺度天气系统的基本特征？（按时空细分）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。

第二章1 什么是"对流近似”？只有与重力联系的项中保留了密度扰动，而在气压梯度力项中，则略去了密度扰动的影响，这样的近似称为对流近似。

2 什么是“对称不稳定”？判断用气块法所谓对称不稳定，从物理上看就是大气运动在垂直方向上是对流稳定的和水平方向上是惯性稳定的情况下，作倾斜上升运动时仍然可能发生的一种不稳定大气现象。

第三章1 （★反复记忆）简述强风暴发生的天气学必要条件？①位势不稳定层结，并常有逆温层存在②低层有水汽辐合③有不稳定的释放的机制④强的风垂直切变⑤低空急流⑥中空干冷空气等。

2 （★）什么是条件不稳定、对流不稳定？其适用条件各是什么？①条件不稳定：丫m<Y <Y d,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，这种大气层结称为“条件不稳定”层结。

适用于气块②对流性不稳定：对流性天气一般发生在条件性不稳定层结的情况下，但有时在上干下湿的条件性稳定层结下，如果有较大的抬升运动，特别是发生整层大气得到抬升时，原先的条件性稳定层结变成不稳定的了，这种不稳定层结称为对流性不稳定。

适用于气层3 逆温层和干暖盖的作用是什么？在强对流爆发前，中低层常常有逆温层和稳定层，它相当于一个阻挡层，暂时把低空湿层与对流层上部的干层分开，阻碍了对流的发展，这样使风暴发展所需要的高静力能量得以积累，当大气低层出现阻挡层时，一般称为干暖盖。

具有稳定层结的干暖盖抑制对流的作用是十分清楚的，另一方面它对于大气低层不稳定能量又有储存和积累作用。

4 普通积云的云外下沉气流与强风暴中尺度环流的下沉运动对对流运动各起什么作用？①普通积云对流的云外下沉运动的出现，使对流运动的发展受到不利的影响。

②强风暴中干冷空气的下沉运动，对于强风暴系统的强度和维持具有十分重要的作用，有可能使强对流组织化。

5 挟卷效应及对对流运动的影响？定义：在云内空气上升过程中会将云外空气大量卷入云内，云外空气同云内相比是干而冷的，云中空气由于显热的混合和云中水分进入卷进来的空气里部分蒸发冷却，这种卷挟过程的结果是使云中空气受的浮力减小，使云的发展受到影响，称为挟卷效应。

影响：①由于挟卷效应，云内空气的温度递减率比没有挟卷作用的温度递减率大，可见夹卷过程使云发展所要求的递减率变大，亦即夹卷效应是不利于对流运动发展的。

②挟卷的影响是随着云的直径的增大而减小的，因而对于强大的雷暴云来说，除了云底以下的部分以外，都可以忽略挟卷的作用。

6 垂直风切变对对流运动的作用？①在这种具有风切变环境下作倾斜上升运动的强风暴，对大小水滴有分离作用，以致大水滴能离开上升气流而不会因雨滴的拖带作用减弱上升气流的浮力。

②从强垂直风切变环境中发展起来的强风暴模式中可以看到，它增强中层干冷空气的吸入，加强了风暴中的下沉气流③风的垂直切变对强风暴系统的传播有重要影响④由于风的垂直切变，产生流体动力学压力，在风暴右侧有利于新的对流单体增长。

⑤风的垂直切变使对流单体发生分裂。

7 （简答）高低空急流的耦合作用对对流天气和强风暴发展有什么作用？在有高低空急流耦合的情况下，特别是在高空急流出口区的高低空急流耦合常常有利于强对流风暴的发生和发展。

在这种形势下，低层低空急流造成暖湿空气输送，高空急流则造成干冷空气平流，从而加强了大气潜在不稳定，而且高低空急流耦合产生的次级环流上升支将触发潜在不稳定能量的释放。

（填空）出口区左侧或入口右侧；自西向东，准水平8 低空急流的三个作用？高空急流的两个作用？低空急流作用：①通过低层暖湿平流的输送产生位势不稳定层结；②在急流最大风速中心的前方有明显的水汽辐合和质量辐合或强上升运动，这对强对流活动的连续发展是有利的；③在急流轴的左前方是正切变涡度区，有利于对流活动发展。

高空急流的作用：辐散①抽气作用，有利于上升气流的维持和加强。

②通风作用，有利于对流云的维持和发展第五章1. 解释：中尺度对流系统（MCS、★中尺度对流复合体（MCC （名解，简答的话要加定义,）中尺度对流系统（MCS）:水平尺度几十千米到几百千米左右的具有旺盛对流运动的天气系统，其时空尺度有较宽广的谱，在这种系统内经常出现强烈天气如强雷暴、大风、暴雨、冰雹等。

中尺度对流复合体（MCC）: —种近似圆形团状结构的a中尺度对流系统，它是由很多较小的对流系统组合起来的，突出特征是有一个范围很广、持续很久、近于圆形的砧状云罩。

2. 局地强风暴发生时环境场的重要特征？环境场的最重要特征是强位势不稳定和强垂直风切变3. 飑线的定义及天气现象？定义：一种范围较小、生命史较短、气压和风的不连续线。

特点：若干排列成行的雷暴单体或雷暴群组成的狭窄强对流天气带。

（填空）天气现象：过境时，风向突变、风速急增、气压猛升、气温骤降4. 中纬度飑线结构的主要特点？（移动前方右侧的上升气流，垂直纸面的下沉气流）①飑线上的雷暴云经常是排列成带，其流场特征包括中低层上升气流的逆切变倾斜、低层暖湿空气入流和中层干冷空气入侵，以及飑线后方冷的下沉气流等。

②在低层飑线前部存在强的相对入流，速度约-15m/ s；后部有同样强度的相对出流，出流和人流之间几乎是静风。

在高层，飑线前方约200hPa层有一个出流的极大区，厚度约250hPa；后方300hPa层附近也存在一个出流区。

在对流层中层，有气流从后部流入。

③风暴前低层是偏南风，且正值v动量向上和向北输送，形成一条倾斜的正值v动量带。

这条带的右侧（飑线前部）环境场是偏西风，左侧是偏北风，偏北风区域由强出流所控制。

④散度场：低层飑线前缘附近为辐合，后方为辐散，高层也表现出辐散特征。

在对流层中层飑线后方约120 km的550hPa层附近，由于起源于低层入流层的大水平动量向上携带，和中层进入的空气相遇，而产生第二个最大辐合区。

⑤形成了两个上升气流中心，分别位于飑线后方700 hPa和400hPa层附近；在上升气流带的左下方存在下沉气流，中心位于飑线后方100km的700 hPa附近，强度大于上升气流速度。

⑥从地面到500hPa深厚层次内，都是流入飑线的气流，这和环境西风同飑线移速相比较弱，以及环境西风垂直切变较小有关。

中层从飑线后部的入侵气流也是明显的。

⑦主要特点是高层为反气旋式涡度，中低层为气旋式祸度。

显然，这种分布是受辐合辐散分布所制约的。

⑧上升气流流线对应的是高值0，后部下沉气流流线对应的是低值0。

0沿流线并非常量。

⑨水汽混合比场同流场也是一致的，有一沿上升气流流线的湿舌向上和往后延伸，在飑线后部的下沉气流区里，混合比是低值。

5. ★从形成、气象要素变化以及尺度方面简述飑线与锋面区别？相同：都是冷暖空气的分界面区别：①锋面是不同气团的分界面，而飑线则是在同一气团中形成和传播的；②从天气要素变化的激烈程度来看，飑线比锋面更为剧烈；③飑线是中尺度系统，其长度一般只有二三百千米，生命期约十几小时，而锋面是大尺度系统，其长度可达千余千米，生命期可达数天。

6. 龙卷的基本特征？（1）是一种和强烈对流云相伴出现的具有垂直轴的小范围强烈涡旋（2）龙卷的水平尺度很小（3）其风速却极大，最大可达100 —200 m / s。

7. 何谓下击暴流？对流风暴发展到成熟阶段后，其中雷暴云中冷性下降气流能达到相当大的强度，到达地面形成外流，并带来雷暴大风>=19m/s，这种在地面引起灾害性风的向外暴流的局地强下降气流，称为下击暴流第九章1. 中尺度分析中常用哪些资料?在分析时要注意哪些方面？资料：中尺度分析使用大量非常规观测资料，例如雷达、卫星云图、飞机观测资料等注意的方面：所用的分析方法和采用的参数，都必须考虑到中尺度天气系统的特性：①时空分辨率高；②分析的气象要素和物理量，随空间和时间的变化大；③不满足地转平衡等约束关系；④对一些强烈天气系统，静力平衡关系也不适用。

2. 对中尺度系统的分离主要有哪两种方法？各有什么特点？Barnes :将客观分析和滤波（尺度分离）结合起来的方法。

Shuman-Shapiro :运用滤波算子，通过空间或时间平滑而进行中尺度分离的方法。

3 在中尺度天气图上常绘制等0 e线或等E 3线。

飑线或暴雨多发生在中尺度能量锋附近，并偏于暖湿舌一侧。

当高能舌呈Q形成“锢囚”形时，最易出现强对流或暴雨。

第十章1. （名解）什么是临近预报、甚短期预报？临近预报：WMO定义为当时的天气监测和2h以内的简单外推预报（有效外报时间一般不超过系统生命周期的1/4 ）。

甚短期预报：是指0—12h以内的天气预报，用线性方法和动力学（还应包括热力学）方法制作有效期为0 —12h的预报2 中尺度预报系统的特点及要求？（选择）特点：①资料时空密度大、流量大；②时效短；③要求具体；④考虑大气物理过程复杂要求：①资料收集、预报制作和发布要快速及时；②预报产品需要具体时间、地点和天气；③物理过程要考虑水相变化、对流传输、边界层效应、湍流和辐射平衡等。

第十一章1. ★对流风暴的发展条件及其作用？①对流风暴的发展，依赖于大气的热力和动力条件。

②影响对流风暴的发生，最重要的是：中层干空气（干暖盖）和强垂直风切变。

③中层干空气的作用，增强了热力（浮力）不稳定度，它主要控制对流风暴的强度；垂直风切变，主要影响对流风暴的类别。

⑤强对流的发展，还要求大气稳定度和垂直风切变之间存在一种平衡2. 强对流天气和暴雨发展的机理的差异表现在哪些方面？各有什么不同？稳定度：强对流天气的出现，要求在对流层中低层（一般在600hPa以下）有明显的对流不稳定。

暴雨要求0 se本身值较大，这主要反映对高温、高湿的条件要求高，而对流不稳定条件就不如强对流天气要求高。

湿度：在强对流天气中，要求湿层较薄，低空暖湿，中层非常干燥。

暴雨中要求湿层很厚，对流层特别是它的中低层都很潮湿。

温度：从750 hPa向上，强对流天气的温度，比暴雨的要明显偏低，到400hPa两者差8K潜在不稳定能量：强对流天气的潜在不稳定能量层次比暴雨厚，但自由对流高度要高一些边界层的物理差异（水汽）：出现暴雨时的湿度远较出现强对流时要大，最大可能降水、整层水汽辐合、水汽垂直输送等表征水汽含量和水汽来源的量差别也很明显，暴雨比强对流的整个水汽辐合可大三倍。

辐合辐散：强对流天气时的低空正涡度比暴雨的弱，但高空负涡度比暴雨强风的垂直切变：暴雨是在弱切变环境下发展的，而强对流是在强切变环境下发展的。