中小尺度复习(2)

重力波的特点

①气压场与涡度场同位相，高压对应反气旋中心，低压对应气旋中心； 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。 于是，高压移向辐合区，低压移向辐散区，扰动沿气流方向传播。如果大气是对流不稳定的，则在重力波槽通过之后，即在上升运动区 重力波对对流天气的作用

1、重力波出现在对流天气发展之前，触发机制的作用。

2、当已经产生的对流区有重力波通过时，对流强度会出现周期性变化。在波槽后，对流发展，最强对流活动出现在波脊处，当下一个波槽接近时，对流强度减弱，以后当另一个波脊接近时，对流又重新加强。

在锋面气旋、登陆台风以及低空急流等许多系统中，都经常有中尺度重力波活动，它们与暴雨有着密切的关系。

重力波的作用：

?使一般降水区位于低压环流的后部，与高压环流的前部。 重力波的发生发展

当垂直风切变较小时，即里查森数较大时，小扰动不随时间指数增长，即基本气流对小扰动是稳定的，其能量转换过程与基本气流为常数时的情况是一样的。当垂直风切变较大时，即里查森数较大时，小扰动随时间指数增长，即重力波将会从基本气流中获取能量而发生不稳定增长。

对流层顶折叠就是平流层空气被挤进对流层中层（有时700-800hPa）的过程。

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由上图分析：

",.高层锋区对流层顶的折叠 ",.高空锋区具有中尺度特征 ",.平流层的物质可通过锋区向对流层输送 ",.高层锋区往往与高空急流相伴

急流是指一条强而窄的准水平气流带。

出现在对流层下部700hPa上下的急流称为低空急流。 在对流层上部存在的急流，一般称其为高空急流，其具体强度标准一般是规定急流中心最大风速在对流层的上部必须大于或等于30m/s,风速水平切变量级为每100km 5m/s，垂直切变量级为每千米5-10m/s。

对流层上部的急流，根据其性质与结构的不同可分为极锋急流，副热带西风急流和热带东风急流。

在平直西风的急流两侧，内摩擦的侧向混合作用使轴两侧的空气获得正的加速度，这两处的实际风速比没有考虑内摩擦作用时的地转风要大，地转偏向力相应加大，在急流轴两侧就产生了与气压梯度方向相反的偏差风。而在急流轴上内摩擦的侧向混合作用使实际风减小，小于地转风，地转偏向力相应减小，就产生了与气压梯度方向相同的偏差风。从急流轴的两侧偏差风分布可以看出，在急流轴的左侧有偏差风辐合，右侧有偏差风辐散。 如果急流附近的流线曲率都很大，那么偏差风就更大了。

※在高空急流的右后方易产生强降水其原因与强的非地转辐散有关。

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高低空急流耦合与强风暴和暴雨的作用 垂直环流与低空急流的形成

?急流区的质量调整易产生低空急流

?特别在急流的左前侧

※强风暴易发生在低空急流的左前侧，高空急流的右后侧。

中尺度孤立对流系统

孤立对流系统：以个别单体雷暴、小的雷暴单体群以及某些简单的飑线等形式存在的范围相对较小的对流系统。较大、较复杂的对流系统，如飑线、中尺度对流复合体等都是由个别孤立对流系统组成的。

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对流单体：强上升区(垂直速度≥10m／s，水平范围十至数十千米，垂直伸展几乎达整个对流层)称为一个对流单体。

雷暴：伴有强烈放电现象的对流系统称为雷暴。（thunderstorm）

单体雷暴：只由一个对流单体构成的雷暴系统叫做单体雷暴，也称为普通单体雷暴。 普通雷暴：以一般常见的闪电、雷鸣、阵风、阵雨为基本天气特征的雷暴称为普通雷暴。 强雷暴：伴以强风、大雹、龙卷等激烈灾害性天气现象的雷暴称为“强雷暴”。 ※普通雷暴又有单体雷暴和雷暴群之分。

单体雷暴的发展经历塔状积云、成熟和消散阶段

每个阶段的主要特征的差异表现在云内的垂直气流、温度和物态等几个方面

塔状积云：云内为一致的上升运动，云内温度高于云外，基本在0摄氏度以上，物态只要为水滴。

成熟阶段：上升气流变得更强盛，上升气流最强盛处的云顶出现上冲锋突，同时，降水开始发生，并由于降水质点对空气的拖拽作用，在对流单体的下部产生下沉气流。雨滴蒸发使空气冷却，下沉气流受负浮力作用而被加速。当下沉气流到达地面时形成冷丘和水平外流，其前沿形成阵风峰。云体中上层的温度达到0摄氏度以下，云中物态有。水滴、过冷水、雪花、冰晶以及霰。雹等固态降水物。

消散阶段：云内下沉气流逐渐占有优势，最后下沉气流完全替换了上升气流，云内温度低于环境，最后云体逐渐消散。 雷暴系统的特点 生命史：30-50min

移动路径：一般随最低5—8km高度的环境平均风移动。 伴随天气：阵风、阵雨、小雹，时间一般十分短暂 38.强雷暴发生、发展的有利因子有哪些？ 【答案】：

强雷暴发生、发展的有利因子是逆温层，前倾槽，低层有辅合，高层有辐散，存在高、低空急流，中小系统的配合等。

多单体风暴：是由一些处于不同发展阶段的生命期短暂的对流单体所组成的，是具有统一环流的雷暴系统。

特点：在多单体风暴中包含很多对流单体，每个单体可能都有冷的外流，这些外流结合起来形成了大的阵风锋。沿阵风锋的前沿有气流辐合。通常在风暴移动方向上辐合最强。这种辐合促使沿阵风锋附近新的上升气流发展。然后每个新生对流单体又经历其自身的发展过程。

风暴移动方向：

?每个个别单体大致沿平均风方向移动 ?特殊情况：

（1）个别单体向平均风左侧传播 （2）个别单体向平均风右侧传播 （3）个别单体随环境风传播

多单体风暴的天气：

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?在阵风锋附近可发生生命期短暂的龙卷，强上升区附近可能产生冰雹。风暴移动较慢时，可造成局地暴雨和洪水

36.什么叫多单体风暴？简述段单体风暴的主要特点。 【答案】：

多单体风暴是指多个发展阶段不同的单体组成得强雷暴集合体。其特点是：多个不同阶段的单体在风暴内横向排列，不断在雷暴集合体前侧发生，后部消亡，使风暴宛如一个整体向前运动。他的平均尺度约30∽50km，垂直伸展能达整个对流层，有的还能穿入平流层几千米。虽然组成风暴的每个单体生命周期不长，但通过单体的连续更替，整个风暴可以存在很长的时间。

",超级单体风暴：指直径达20一40km以上．生命期达数小时以上，即比普通的成熟单体雷暴更巨大、更持久、天气更猛烈的单体强雷暴系统。它具有一个近于稳定的、高度有组织的内部环流。并且连续地向前传播，其移动路程达数百千米。 在雷达观测上超级单体有下列明显特征：

(1)在RHI(距离一高度显示器)上有穹隆(无或弱回波区)、前悬回波和回波墙等特征； (2)在PPI(平面位监显示器)上有“钩”状回波。

穹隆：风暴中强上升气流所在处。该处的上升气流速度可达25-40m/s以上。由于上升速度强，水滴常常尚未来得及增长便被携出上升气流，因此而形成弱(或无)回波区。

穹隆有时呈现为圆锥形的弱回波区，称为有界弱回波区(BWER)，它可以伸展到整个风暴的一半到三分之二的厚度。当出现BWER结构时，一般指示在强上升气流中有围绕垂直轴的强烈旋转存在。

弱回波区附近的强回波柱是强下沉气流所在处。这里下沉气流的强度可达与上升气流相同的量级。强降水(雨、雹)都发生在这里。

在弱回波区与强回波住之间反射率梯度很大的地区称为回波墙。在弱回波区上方的向前伸展的强回波区称为前悬回波，是风暴云的砧部。它包含有大量的雹胚，所以也称为胚胎帘，它可以为冰雹的生长提供丰富的雹胚。

32.说明超级单体风暴的雷达回波特征和形成的环境条件。 【答案】：

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(BWER)，在RHI(距离高度显示器)上有穹窿，它的水平尺度5～10km，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，穹窿是风暴强上升气流处，上升速度达25～40m/s，由于上升气流强，水滴尚未来得

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