中小尺度天气动力学-2
中国科学院研究生院 — 中国气象科学研究院联合招生 2011年博士
中国科学院研究生院 — 中国气象科学研究院联合招生2011年博士招生专业目录学科、专业名称（代码）研究方向指导教师考试科目备注070601 气象学 （1）气候变化和预测 丁一汇①英语 ①，②必考，③④⑤任选一门 ②高等天气学 ③高等大气动力学 ④气候动力学⑤气候学 （2）中小尺度天气动力学、数值模拟和预报 王东海 （3）气候变化任国玉 （4）气候变化与水资源 刘晶淼姜 彤 （5）天气动力 宇如聪 （6）数值预报 李泽椿陈德辉 （7）气候预测理论与方法 李维京 （8）东亚季风 张人禾 （9）热带气象 陈联寿 （10）农业气象 周广胜 （11）动力气候学 周秀骥 （12）气候学赵 平 （13）冰雪圈与全球变化 秦大河 （14）大气动力学 徐祥德 （15）热带气旋端义宏 （16）空间天气、中高层大气物理 王劲松①英语 ①，②必考，③④⑤⑥⑦⑧任选一门②大气物理学 ③云和降水物理学 ④大气辐射与大气遥感 ⑤大气电学 ⑥大气化学 ⑦环境学⑧空间物理学（17）卫星遥感信息处理与应用 尹 球 （18）雷达气象 刘黎平 （19）大气气溶胶 张小曳 （20）大气辐射 张 华周秀骥 （21）卫星资料同化、卫星大气遥感及应用 张 鹏 （22）环境参数的卫星遥感 赵凤生 （23）雷达遥感 程明虎 （24）大气雷电 董万胜主要复习参考书◆高等天气学：丁一汇编著，高等天气学（第二版），气象出版社，2005年◆高等大气动力学：1、J. R. Holton译著，动力气象学引论2、B. Hoskins, R. Pearce译著，大气中大尺度动力过程3、李崇银编著，气候动力学引论4、陈隆勋，朱乾根，罗会邦等，东亚季风◆气候动力学：1、倪允琪 编著 气候动力学2、李崇银 编著 气候动力学引论◆气候学：1、缪启龙，刘雅芳，周振拴编著，气候学，气象出版社，1995年2、Peixoto,J.P. and A.H.Oort，气候物理学，气象出版社，1995年，仅阅第二章与第十六章3、丁一汇，张锦，徐影，朱亚芳编，气候系统的演变及其预测，气象出版社，2003年◆大气物理学：１、盛裴轩等著，大气物理学，北京大学出版社２、周秀骥等著，高等大气物理学，气象出版社◆云和降水物理学：１、黄美元、徐华英等著，云和降水物理，科学出版社，1999年２、盛裴轩、毛节泰等编著，大气物理学，北京大学出版社，2003年◆大气辐射和大气遥感：廖国男著，周诗健等译，大气辐射导论，气象出版社，1985◆大气电学：1、王道洪等，《雷电与人工引雷》，上海交通大学出版社，20002、陈渭民，《雷电学原理》（第二版），气象出版社，20063、MacGorman, D. R., et al., 《The Electrical Nature of Storms》, Oxford University Press, 19984、Rakov, V. A., et al., 《Lightning: Physics and Effects》,Cambridge University Press，2003◆大气化学：１、唐孝炎主编，《大气环境化学》，高等教育出版社，北京，1990年２、王明星著，《大气化学》（第二版），气象出版社，北京，1999年３、王晓蓉编著，《环境化学》，南京大学出版社，南京，1993年４、章澄昌等编著，《大气气溶胶》，气象出版社，1995年５、B. J. Finlayson-Pitts & J. N. Pitts, Jr., 《Atmospheric Chemistry: Fundamentals and Experimental Techniques》, John Wiley & Sons, New York, 1986年 ６、J. H. Sienfeld，《Atmospheric Chemistry and Physics of Air Pollution》，John Wiley & Sons, New York, 1987年◆环境学：１、何强、井文涌等编，《环境学导论》(第二版)，清华大学出版社，1991年２、钱易，唐孝炎，《环境保护与可持续发展》，高等教育出版社，2000年３、鞠美庭主编，《环境学基础》，化学工业出版社，2004年。
中尺度天气动力学与灾害性天气预测的若干进展
院士提 出 的 倾 斜 位 涡 发 展 理 论 ； 者 提 出 的 非 平 衡 作
动 力 强 迫 理 论 ； 大 林 、 伯 威 等 提 出 的 加 热 响 应 理 张 胡 论 ； 阳 首 承 提 出 的 溃 变 理 论 等 。 这 些 理 论 虽 然 发 欧
成都
６０７ ） １ ０ １
摘 要 ： 过 对 近 二 十 年 来 中 尺 度 天 气 动 力 学 与 灾 害 通
性 天 气 预 测 方 法 研 究 成 果 的 总 结 与 回 顾 ， 进 一 步 为 开展 这一 方面 的研 究工 作提 供基 础 ， 走 弯路 。 少
激 发 机 制 研 究 上 ， 这 一 问 题 要 比 稳 定 度 问 题 复 杂 但 得 多 。起 初 ， 们 从天 气 系 统 的 活 动特 征 上 寻 找 ， 人 总 结 出 若干模 型 ， 些 模 型 在应 用 中 确 实 发挥 了作 用 。 这 但 是 ， 于模 型 的 理 想 化 ， 与 实 际 天 气 有 差 距 ． 由 它 不 同 的 人 对 模 型 的 应 用 会 得 出 不 同 的 结 果 。 这 就 导 致
收 稿 日 期 ： ０ ２ —０ ２ ２０ ４ ５
・
４ ・
维普资讯
陈忠明 、 文 良、 文彬 ： 高 闵 中尺 度 天 气 动 力 学 与灾 害性 天 气 预 测 的 若 干 进 展
离 社 会 需 求 和 人 们 的 满 意 度 尚 有 不 小 的 差 距 。 探 索 ３ １ １ 重 力 波 不 稳 定 理 论 ．．
一
文 章 编 号 ： ０ ３ １ ７ ２ ０ ） ２—０ ０ —０ １ ０ —７ ８ （ ０ ２ ０ ０４ ６
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。
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课件 第1章+中尺度数值模拟-绪论
中尺度数值模拟—第一章
α中尺度 β中尺度
突发性强对流天气演变机 理和监测预报技术研究
γ中尺度
1.1中尺度天气及重要性
乳山个例 12小时 时段强降 水预报图
中尺度数值模拟—第一章
北京
山东 半岛
南京
基于15km粗网格数值模式
“今天下午，本市局部 地区有时有雷阵雨”
设置专门的中尺度观测网 。如美国在1966年就设置了中尺度观测 网，高空站距28km，每隔1.5h或3h施放一次探空仪，地面站距20-30km。 日本、瑞典、英国、法国、加拿大等国家也建立了试验监测网。
我国也分别在京津冀、长江三角洲、武汉和珠江三角洲四个地区 建立起中尺度监测网，设置了一定数量的自动地面站。
CISP （英国，2007）
TOMACS （日本，2010-2013）
1.1中尺度天气及重要性
中尺度数值模拟—第一章
美国国家天气局强天气预报研究计划（WoF)
观测雷达回波
观测
高分辨率(1km)实时试验预报
预报
1.1中尺度天气及重要性
三个国家重点基础研究发 展计划“973”项目
我国重大天气灾害的形成 机制和预测理论研究
需要定时、定点、定量
1.1中尺度天气及重要性
研究方法
中尺度数值模拟—第一章
新的探测工具的使用和加密观测 野外观测实验 中小尺度天气分析 模式的发展及应用 动力学研究
1.1中尺度天气及重要性
中尺度数值模拟—第一章
新的探测工具的使用和加密观测：
雷达、卫星、新型飞机、大气风廓线仪 ，另外也利用声雷达、激 光雷达、微波辐射仪、灵敏微压计、天电观测等 。
中尺度数值模拟—第一章
中尺度天气系统的特征
26
END
27
10
1. 早期的经验分类
天气系统——大尺度、中尺度和小尺度 空间尺度分别为：106m、105m和104m 时间尺度对应为：105s、104s和103s
11
2. 依据物理本质对天气系统进行分类
（动力学分类方法）
• Emanuel（1983）依据无量纲数罗斯贝数Ro和拉格朗日
时间尺度T的尺度分类，其中 Ro 2 fT
在西风切变环境中典型涡 管与对流单体相互作用的 示意图
(a) 初始阶段：此时涡管在上 升气流的作用下形成一对涡偶
(b) 分裂阶段：此时分裂的上 升气流使得涡管向下倾斜， 形 成下沉气流，出现两对涡偶。
其中左上角图示为环境风分布、 柱状箭头表示风暴相对气流的 方向，粗实线代表涡线，环状 箭头表示旋转，阴影箭头表示 促使上升气流和下沉气流发展 的外力，垂直方向上的虚线区 为降水区。
1) 空间尺度范围广，生命周期跨度大； 2) 气象要素梯度大； 3) 散度、涡度与垂直速度； 4) 非地转平衡和非静力平衡； 5) 质量场和风场的适应； 6) 小概率和频谱宽、大振幅事件
16
中尺度大气运动的基本特征
1）空间尺度范围广，生命周期跨度大 按照Orlanski的划分标准，中尺度系统的水
平尺度在2km～2000km之间，时间尺度为几十分钟 至几天之间。
着重要作用。
23
§1.4 中尺度运动方程组
du 1 p fv
dt x
•
运动方程：
dv 1 p fu
dt y
dw 1 p g
dt z
Hale Waihona Puke 忽略湍流扩散的 大气动力学和热 力学基本方程组
• 连续方程： d ( u v w) 0
天气学_国防科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
天气学_国防科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.以下属于二级环流的系统是（）。
答案:温带气旋2.对流层顶高度相对较高的地区是（）。
答案:赤道地区3.以下关于中高纬西风带上平均槽脊说法正确的是（）。
答案:冬季三个槽，夏季四个槽4.三圈环流中强度最强的环流圈是（）。
答案:Hadley环流圈5.受海陆热力差异的影响，北半球冬季大陆东岸通常有（）。
答案:温度槽、低压槽6.锋面呈向着冷气团一侧倾斜的稳定状态时，气压梯度力和（）平衡。
答案:地转偏向力7.锋区中等位温线主要有两个基本特征：一是等位温线近似与锋区（），二是锋区内等位温线很（）。
答案:平行、密集8.垂直穿过暖锋时，随高度的增加风向呈（）。
答案:顺时针旋转9.下列哪一项不属于暖锋天气的特点（）。
答案:降水区主要位于锋前雨层云内，多为阵性降水10.对温带气旋系统而言，500hPa槽前对应地面气旋中心，槽前的正涡度平流使地面气旋加强，其动力学本质其实是500hPa槽前（）破坏和重建的过程。
答案:地转平衡11.（）通过向北输送暖空气，向南输送冷空气，由于暖空气上升、冷空气下沉使系统重心下降，从而使涡动有效位能释放转化为涡动动能。
答案:非对称涡旋运动12.根据Dines补偿原理，低层辐合区上空必然迭置辐散区，无辐散层一般位于（）。
答案:600hPa左右13.西太平洋副热带高压冬弱夏强的主要原因是（）。
答案:大陆和海洋之间海陆热力差异14.热带气旋的强度一般根据其近地层中心附近最大平均风速的大小来判断，中国气象局将180°以西的热带气旋分为（）个等级，美国国家飓风中心根据Saffir-Simpson分类法将热带气旋分为（）个等级。
答案:六、七15.对台风的径向风而言，自低层向上，分别表现为（）。
答案:低层为径向入流、高层为径向出流，中间层流入流出不明显16.对台风的切向风而言，自低层向上，分别表现为（）。
答案:气旋式环流向内向下增加，气旋式环流在低层覆盖范围大，向上逐渐减小，自高层逐渐演变为反气旋式环流17.Charney和Eliassen（1964）提出的关于热带气旋发生发展的第二类条件不稳定机制（CISK），描绘了（）和（）之间的正反馈过程。
中小尺度终结版
以下均为老师的重点，按顺序整理1.简述Orlanski分类法对中尺度的分类？2.简述中尺度天气系统的基本特征？（1）空间尺度小，生命期短。
β中尺度系统的水平尺度(L)一般为20-200 km，垂直尺度(H)为10 km左右，因而形态比H／L为10-1-100β中尺度系统的生命史一般在几小时到十几小时，（2）气象要素梯度大。
中尺度天气系统气象要素的梯度很大，气压达1~3 hPa／10 km，温度3℃以上／10 km，中尺度系统如飑线过境时，变温为10℃／15 min左右，变压为6 hPa／15 min 左右。
中尺度天气系统产生的天气现象一般比较激烈（3）非地转平衡和非静力平衡及强的垂直运动。
尺度分析表明，中尺度系统的动量方程中，加速度项与地转偏向力和气压梯度力具有相同的量级，不能满足地转平衡关系对于β中尺度，尤其是γ中尺度运动，准静力平衡假定对所描述的中尺度系统有明显的歪曲，垂直运动速度也明显大于大尺度运动（4）小概率和频谱宽、大振幅事件。
中尺度系统在统计的意义上是小概率的它的空间尺度跨越的范围宽（频谱宽）且中尺度系统影响时的要素变化激烈，表明它是频谱宽的大振幅事件。
3.滞弹性近似、包辛内斯克近似及适用条件？1.包辛内斯克近似：(1)在连续性方程中不考虑密度的个别变化，是完全非弹性，因此是速度无辐散的；(2)与重力相联系的方程中要部分考虑密度的影响，(3)状态方程或热流量方程中要考虑密度变化的影响，(主要是由受热不均匀即温度变化引起的密度变化)，不考虑压力效应对密度变化的影响；它主要适用于浅对流的中尺度运动2.滞弹性近似比包辛内斯克流体在弹性近似方面更接近实际流体，其主要特征是：（1）连续性方程中虽然不考虑密度的个别变化，但保留了平均密度的垂直变化，因而是滞弹性的，或称之为质量无辐散，（2）与重力相联系的方程及状态方程和热流量方程中要同时考虑压缩效应和热膨胀效应引起的密度变化。
因而滞弹性流体主要适用于研究深对流的中尺度运动，它是另一种形式的包辛内斯克近似4.什么是“对称不稳定”?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5.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6.什么是条件不稳定、对流不稳定？其适用条件各是什么？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，其适用于气层。
- 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)。
图14.30 1975年8月5-7日雨量分布图。虚线：100米等高线
中小尺度天气学的主要内容
中小尺度天气系统的基本特征和方程组 地形性中尺度环流 自由大气中非对流性中尺度环流 中尺度对流系统 锋面气象及台风附近的中尺度雨带 大气中的不稳定与对流的关系 影响中尺度对流系统发生发展的因子
2009 0807 12:00~0809 12:00 高雄最大累積雨量2419mm，颱風逆 時旋轉引進西南氣流，雨量大部分都停留於高雄山區，導致山崩、土石 流造成575人死亡(其中甲仙鄉小林村456人)
台风
“莫拉克”威力 --造成南台湾50年最重水灾 “莫拉克”台风带来的强风暴雨持续3天影 响台湾地区，尤其是大暴雨造成台湾中南部 50年来最严重的水灾。在受灾严重的屏东县， 累积雨量已达2400毫米。 东海掀起8米狂浪
（四）Orlanski标准
如何发现中尺度对流系统？ 雷达 加密观测 数值模拟
Dr. Kerry Emanuel, Professor, Atmospheric Science,
Massachusetts Institute of Technology (MIT)
Isidoro Orlanski
其他
Ga te 将热带天气现象的水平尺度区分为: A 尺度 ( 波动尺度, 103～104 km) , B尺度( 云簇尺度, 102～103 km) , C 尺度( 中尺度, 101 ～102 km) , D 尺度( 积云尺度,1～10 km)。 AEIOU 分类法: Fujita ( 1981 ) 提出以一个英语 母音AEIOU 分类法来划分尺度, 以地球尺度圆周 约40000 km为准, 将大气过程具体划分为五种尺 度: mAso 尺度(400～40000 km) , mEso 尺度 ( 4～400 km) , mIso 尺度(40m～4 km) , mOso 尺度(40 cm～40 m) , mUso 尺度(4 mm～40 cm)。
（2）1975年8月5-7日河南省特大暴雨 1975年8月上旬在河南省南部、淮河上游的丘陵地区发生一次 历史上罕见的特大暴雨（下称“758”暴雨），暴雨中心最大过 程雨量（8月4日-8日）达1631毫米，三天（8月5-7日）最大 降水量达1605毫米。图14.30是5日-7日三天雨量分布图。最 强的雨带呈西北—东南走向，位于伏牛山麓的迎风面。4-8日 超过400毫米的降雨面积达19410平方公里。驻马店地区、许 昌地区南部和南阳地区东北部，雨量普遍大于500毫米，大雨 1000毫米的降水区在京广铁路以西薄山水库西北经板桥水库、 石漫滩水库到方城一带。暴雨的降水强度极强，1天最大降水 量为1005毫米，6小时最大降水量为685毫米，1小时最大降 水量为189.5毫米。1小时和6小时雨强均为我国历史上最高记 录。
美国是世界上出现龙卷最多的国家, 平均每年达 403 个, 1974 年4 月3～4 日, 在美国中、东部, 24 h 内连续出现148 个龙卷。 1999年5月3日，一共有66个龙卷风袭击俄克拉荷 马州和邻近的堪萨斯州，造成49人丧生，摧毁了 2600间房屋，8000间建筑物受损，经济损失达 12亿美元，是近年来破坏力最大的龙卷风袭击事 件。
二、中尺度大气运动的基本特征
(1)空间尺度小, 生命期短。β中尺度系统的水平尺 度( L )一般为20～200 km, 垂直尺度( H) 为10 km 左右, H/ L 生命史：几～十几小时, 而大尺度系统在12～24 h 以上
（2）气象要素梯度大。中尺度天气系统气象要素 的梯度很大, 气压达1～3 hPa/ 10 km , 温度3℃ 以上/ 10 km, 飑线过境时, 变温为10℃/ 15 min 左右, 变压为6 hP a/ 15 min左右。
非地转平衡和非静力平衡及强的垂直运动。 气压场适应风场。 小概率和频谱宽、大振幅事件。
非地转平衡和静力平衡
准静力平衡近似对于大尺度运动是相当精确的, 由于中尺度运动包含的空间尺度范围比较宽广, 一 般认为对于较大的中尺度运动, 静力平衡仍是一种 较好的近似, 特别是用尺度分析法讨论α中尺度系 统的垂直运动方程时,加速度项比气压梯度力和浮 力项小一个量级。 但是对于β中尺度, 尤其是γ 中尺度运动, 准静力平 衡假定对所描述的中尺度系统有明显的歪曲, 因而有人提出采用非静力平衡的模式更能描述 中尺度系统的物理本质和过程, 这个问题还在进一 步研究之中。
欧美和日本气象界, 一般以水平空间尺度作为 划分标准, 将大气过程区分为： 大尺度(macro - 大于2000 km) , 中尺度(meso - 2～2000 km) , 小尺度(micro - 小于2 km )。 而在日本又于中尺度和大尺度之间, 给出中间 尺度(intermediate scale , 水平尺度为 200～2000 km 之间)的定义。
绪论
中小尺度天气学研究的对象、内容、意义。
研究对象：大气中的中小尺度环流系统。 研究的内容：中小尺度环流系统的结构、 内容、机制、规律、分析预报方法。
意义1：中小尺度环流系统是许多灾害性天 气的制造者和载体。 意义2：中小尺度天气学是甚短期预报和临 近预报的理论基础 WMO大气科学委员会，1981.10提出， 1983.1确定 长期预报：7天以上，中期3~7天，短期 1~3天，甚短期预报：0~12小时，临近预 报：0~2小时。
自由大气和近地面的东西风分量的平均动能 ( 引自Vin nic he nko , 1970 )
（三）需要进一步研究的内容
中尺度环流的动力机制。 中尺度强迫机制和中尺度系统、中尺度波的传播特 征。 积云与中尺度系统的相互作用。 中尺度环流与大尺度环流的相互作用。 中尺度系统的可预报性。 临近预报和超短时预报的准业务试验或业务工作, 发布了强天气的警报。
主要参考书：
陆汉城, 中尺度天气原理和预报, 气象出版社, ( 2000) 。 杨国祥, 中小尺度天气学, 气象出版社, ( 1983) 。 杨国祥等, 中尺度气象学, 气象出版社, ( 1991) 。 寿绍文等, 中尺度天气动力学, 气象出版社, (1993)。 寿绍文等, 中尺度对流系统及其预报, 气象出版社, (1993 )。 Lin, Y.-L., Mesoscale Dynamics. Cambridge University Press. (2007)
分类方法不统一，主要有以下几种
（一）经验分类方法 大尺度、中尺度、小尺度（空间尺度分别 为106m，105m，104m，时间尺度分别为： 105s，104s，103s） （二）动力学标准 Ro( 罗斯贝数)、Fr( 弗罗德数)、Ri (里查 森数)、Re ( 雷诺数)
中尺度的定义
Ligda ( 1951 )曾把中尺度现象定义为: 对 常规高空探测网(间隔几百千米) 来说太小, 以致完全捕捉不到; 对单站雷达观测又太大 ( 缺乏遥感能力) , 而不能完全观测得到的 那些大气现象。因而将中尺度描述性地定义 为时间尺度和空间尺度比常规探测站网小, 但比积云单体又大得多的一种尺度, 即它们 的水平尺度约为几千米到几百千米,时间尺 度约为1～12 h。
意义3：中小尺度环流系统是大气环流的重 要成员。
大尺度环流系统制约着中尺度的环流系统 中小尺度环流系统可以影响大尺度环流系统。
中尺度天气系统和天气现象
强对流天气 （雷暴、超级单体、龙卷、飑线、中尺度对流 复合体等） 台风 暴雨
Supercell thunderstorm
飑线
0.5
0.5
3.4
3.4
河南安徽江苏 6.3 飑线过程
19:55 飑线
概况
2010年8月7日晚11时左右，舟曲县城东北部山区突降特大暴 雨，降雨量达97毫米，持续40多分钟。但是，甘肃南部舟曲县 气象资料的降水量在当晚和次日晨为零。 舟曲县多年的平均年降水量不到200毫米 。 经过分析表明,造成此次特大山洪泥石流的主要气象触发因素是 一场局地性强、短时强度大、突发性强的短历时强降雨型的强 对流天气过程;经过雷达、卫星资料分析,其天气系统具有明显 的中尺度特征;这种中尺度天气系统的发生、发展是在高空有冷 空气东移南下的大尺度环流背景下,由低层切变线天气系统强迫 作用造成的。引发舟曲特大泥石流暴雨的是一具有长生命史的 移动性中尺度对流系统 （mcs）
第一章
本章重点：
天气系统的一般分类标准 中小尺度大气运动的基本特征 中小尺度天气学主要研究对象 描述中小尺度运动的方程组
一、天气系统 分类
不同尺度的物理现象性质不同，研究方法和工 具不同 如： 大尺度气旋 500~2000km 中尺度气旋 10-100km 下击暴流 200km 微下击暴流 1km 龙卷 30-300m
Piel k 把中尺度运动定义为:“它是这样的大 气系统, 它们的水平范围足够的大, 以致维 持着流体静力近似, 但又足够的小, 以致在 边界层以上地转风和梯度风作为实际风环流 近似已不合适”，这种流体静力近似主要适 用于中尺度运动中的尺度较大的系统。
表1.1 不同尺度的运动特征
（三）欧美、日本标准
莫拉克颱風期間總累積雨量圖
（1）1963年8月上旬河北省特大暴雨（638暴 雨） 1963年8月上旬，河北省太行山东麓地区 出现了有气象记录以来的特大洪水。这次洪 水是由为时一星期的持续性强降水所造成的。 过程总降水量的最大值达到1329毫米，并 且8月4日在邢台专区的的司苍站24小时降 水量达到704毫米。这次暴雨强度大，面积 广，这在历史上是少见的。
楔状龙卷（Wedge Tornado）
/data/wximagenew/m/MikeTheiss/453.jpg
绳状龙卷（Rope Tornado)
/wp-content/uploads/2008/01/ropetornado.jpg