中尺度气象学第六章复习题分解.docx

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中尺度气象学第六章复习题分解

1、在中纬度锋面气旋系统中通常包含哪几种尺度的降水区，它们各有什么特征？

2、什么是暖输送带？

他们一般具有哪些特征？

答：

低纬度低空对流边界层的暖空气在其逐渐向北、向上运行，升入到对流层中、高层时在槽前辐合区的边界上形成一支狭长的云带，这支狭长的气流具有朝极地方向和朝上输送大量热量及水汽和动量的作用，称为暖输送带。

具有下述特征：

（1）位置一般处在冷锋前头，然后上升到地面暖锋上面。

西边界清楚，东边界不太清楚。

（2）暖输送带经常与一条低空急流相对应。

（3）暖输送带通常有几千米长，是一种天气尺度系统。

3、什么是冷输送带？

答：

起源于气旋东北部的高压的外围，是一支起到把北方冷空气向南方输送作用的反气旋式的低空急流气流。

4、在锢囚波动气旋中有哪几条基本的大尺度云系和主要的气流路径？

P159图6.3

答：

暖输送带云系：

来自暖区边界层的气流沿冷锋上升，来到对流层上层产生高云云系。

冷输送带云系：

相对于前进中的气旋朝西运动，正好处在地面暖锋前面、暖输送带的下方，在地面暖锋附近冷输送带边沿上的低层空气由于摩擦辐合而上升，然后继续朝西运行，并逐渐上升到达对流层中层暖区顶点附近的地方形成云带。

5、暖输送带有哪两种基本模型，请说出它们的特性差别。

答：

朝后斜升模型：

抬升时作逆时针地转向，活动范围主要在冷锋附近

朝前斜升模型：

抬升时作顺时针地转向，活动范围主要在暖锋锋区附近

6、怎样看出图6.5所表现的是一种朝后斜升形势，而图6.6所表现的是一种朝前斜升形势？

答：

7、锋面附近的中尺度雨带有哪些类别？

什么是U型、L型、D型雨带？

答：

可分为三类：

U型、L型、D型

U型：

出现在对流层中上层的浅层对流（暖锋雨带、冷锋雨带、锋前冷涌雨带）

L型：

出现在对流层低层的浅层对流（暖区小雨带（横向和纵向）、窄冷锋雨带）

D型：

直展深层的对流（锋后雨带、暖区雨带）

8、暖锋雨带的云物理成因是怎样的？

答：

暖锋上的浅层对流云中冰质点不断长成和落出，它们落进在对流云下面的层状云中，通过聚集而生长，并促进层状云滴冻结，造成较大的冰质点浓度，从而引起该地区较强的降水。

9、锋前高空冷涌前头的锋前冷涌雨带的云物理成因是怎样的？

答：

冷涌前的中空对流云中的冰质点沉降下来，通过冰晶效应形成降水。

10、宽的冷锋雨带和窄的冷锋雨带的云物理成因是怎样的？

答：

在中空对流云中上升气流强达每秒几十厘米，这些云由冷水和冰质点组成，高浓度的冰质点下沉到冷锋锋区以下，在那里它们通过聚集而生长，从而形成强降水。

11、U型雨带有哪些共同特征？

答：

（1）它们都与暖输送带的上升部分相联系。

一般发生在对流层中上层，典型的在700hPa和500hPa之间。

（2）它们的宽度一般在50km左右，典型长度为几百千米。

它们的走向平行于它们所在高度上的斜压带

（3）它们包含上层或中层对流单体，通常成群。

12、什么叫做“瓣状超斜压结构”？

这种结构与U型雨带有何关系？

答：

锋区上的暖输送带中的等湿球位温面有时会发生皱褶，这种结构叫做“瓣状超斜压结构”，这种结构往往使位势不稳定增强，并导致发生对流层上层和中层的至雨单体。

每个皱褶或暖舌在输送带上造成一个U型雨带。

13、高空锋前冷涌雨带常常发生在什么形势下？

答：

朝前斜升形势下，高空的低湿球位温空气前沿在暖输送带上空生成高空冷锋并形成对流云带

14、什么是L型中尺度雨带？

可细分为哪两类？

答：

出现在对流层低层的浅层对流，可分为暖区小雨带（横向和纵向小雨带）和窄的冷锋雨带。

15、什么是暖区横向小雨带？

它的结构有什么特点？

答：

暖区横向小雨带是发生在高空冷涌雨带后方，沿横截于风的方向排列的小雨带，它们有时只是以不规则分布的对流单体形式出现在高空冷涌雨带的后头。

对流常常以通过碰并机制产生小雨为特征，他们一般受到地形的条幅，因而常常是不规则的以及不定形的。

16、什么是线对流？

它的结构有什么特点？

答：

呈线状排列的对流系统，是一种特殊的L型对流形式。

一般宽度只有几千米，上升速度却有几米/秒。

线对流实际上破碎成一系列的线元，每个长约十几千米至几十千米。

17、发生U型雨带的可能机制有哪些？

答：

条件性对称不稳定机制

对称性斜压波动第二类条件不稳定

18、什么是CSI?

其判据有哪些？

答：

当对称稳定的大气由于潜热释放的作用而变为对称不稳定时，称大气是“条件性对称不稳定”，即CSI。

其判据有：

（1）湿位涡小于0，

（2）湿理查森数小于1，（3）湿球位温面斜率大于等M（绝对动量）面的斜率

19、什么样的天气形势有利于产生条件性对称不稳定？

答：

在热成风方向上湿度增大是导致条件性对称不稳定的一种有利形势

20、怎样用条件性对称不稳定解释锋面U型雨带的形成？

答：

首先，当空气朝北移动并上升穿过斜压波时，由于热成分方向上有湿度增大的缘故，它的湿球位涡变成负值。

其次，当空气充分抬升而成为饱和时，条件性对称不稳定CSI机制导致滚轴状环流和云带出现。

最后，滚轴状环流在对流层中层产生条件性重力不稳定，由此而形成的对流单体导致强的带状降水。

21、什么是SBWC？

他与CSI有何区别？

答：

SBWC对称性斜压波动第二类条件不稳定，它与CSI的不同：

（1）CSI中扰动是靠潜热释放助长的，SBWC中扰动是由对流性的有效位能的释放助长的

（2）SBWC只能在已经是对流不稳定的区域中生长，CSI可以在那些预先无对流不稳定的中发生对流性不稳定区

（3）和SBWC机制相联系的雨带可以对于平均气流传播，和CSI机制相联系的雨带随着它所嵌在其中的平均气流平移。

22、怎样解释暖区小雨带的可能成因？

答：

在暖输送带中的低层对流是一种暖区现象。

低空较强的气流加上摩擦的作用造成了充分混合的边界气流，在低层湿球位温随高度通常有小的递减，但有时在暖区中却几乎是饱和的。

从地面到二三千米的高度湿球位温随高度的递减率约等于0。

当这层气流被组织起来并被机械地扰动时，对流性环流便出现在这个气层中。

这些对流性环流可能采取经向的滚轴状涡旋的形式，涡旋排列方向几乎是沿着地转气流的，涡旋之间的间隔大约等于充分混合层的深度的几倍，有时这些涡旋会造成轮廓不太清楚的狭窄的小雨或微雨带。

这就是暖区小雨带形成的一种可能的解释。

23、影响线对流形成和维持的因子有哪些？

P175

答;

（1）冷空气中的潜热汇和天气尺度的扰动

（2）地面摩擦以及暖空气中的潜热加热和惯性加速度的作用

24、常见的地形雨机制有哪些？

答：

（1）宽尺度的上坡降水

（2）越过小山时降水增强。

地形播撒器-馈水器机制

（3）由于日射引起山坡加热造成上坡风，从而造成山峰上的对流云。

25、什么是贝吉龙的播撒器-馈水器模式？

答：

贝吉龙的播撒器-馈水器模式：

在高空和低层分别存在云层，低层为地形云，高层云一般为锋面云。

当高层云的降水通过低层云时，低层云的云滴可以被冲刷出来。

高层云可以像播种一样播撒降水物从而促使其下面的地形云释放出降水，造成降水的增强，被称为“播撒器云”，低层云可以提供水分，造成很大的降水增长率，被称为“馈水器云”。

26、什么是降水的“地形增强”？

地形增强取决于哪些因子？

答：

高层播撒器云原有的降水率为P0，当地面实际降水率为P1，若P1大于P0则有降水的地形增强，地形增强率为P1-P0。

地形增强取决于馈水器中的冲刷率。

冲刷率的大小则取决于馈水器云的深度以及云中的含水量，云中的含水量取决于凝结率。

27、什么是凝结率?

其大小与环境风速和风向及山脉坡度角和相对湿度及湿球位温的大小有何关系？

答：

凝结率是指单位时间单位质量空气块水汽的凝结量，凝结率的大小取决于环境风速和沿风向的山脉坡度角（二者决定了爬坡垂直速度的大小）以及相对湿度和湿球位温的大小。

28、一般来说，大的降水地形性增强的出现常常与天气型有密切联系。

这种有利于造成大的降水地形性增强的天气型有何特点？

答：

具有深厚湿层（大于700hPa）的暖区，地形的作用通常较大。

地形对降水的增强作用主要在离锋面100km以内的暖区比较明显。

在具有浅薄湿层的暖区，地形的作用有时较大；在陡峭的地面锋上和地面冷锋的后头地形作用通常可以忽略。

29、什么是“海岸锋”？

它对降水有何影响？

答：

有时在海岸外有一条与海岸相平行的静止锋，一般称其为“海岸锋”。

在锋的北部为冷的偏东气流，在它的上面和南面是具有轻微上坡分量的暖的西南气流，上升气流在中层形成播撒器云，而偏东气流由于摩擦辐合上升的结果在低层形成馈水器云，这样便构成了播撒器-馈水器机制，往往造成大的降水增加。

30、什么是台风内雨带？

它发生在台风的什么位置？

答：

内雨带是指台风眼壁外边的螺旋式中尺度雨带，发生在台风气旋式环流内部。

31、什么是台风外雨带？

它发生在什么地区？

台风外雨带又称台风前飑线，为什么？

答：

外雨带是指台风环流以外地区的中尺度雨带，发生在台风气旋式环流以外的地区。

32、台风气旋的中尺度环流有那些特征？

P184

答：

边界层1.5km以下的径向入流，眼壁中的倾斜上升运动，对流层的径向外流至对流层高层，眼区的平均下沉气流。

33、螺旋雨带的结构有何特征？

答：

（1）螺旋雨带由对流云和层状云构成。

一般雨带的上风端的云系主要是对流性的，而下风端的云系较少对流性，较多层状性，中间则为过渡带。

（2）和眼壁雨带相比，螺旋雨带没有像眼壁雨带那样强的有组织的上升气流和反射率核心。

降水可发生在以反射率亮带为特征的融化层（4.5-5.0km）下面的广阔区域。

层状降水区面积比对流区大10倍。

34、台风螺旋雨带的运动取决于什么？

答：

螺旋雨带的运动取决于组成雨带的对流单体的运动。

35、台风天气有什么中尺度分布特征？

答：

台风中的最大地面风一般发生在台风眼壁内边界上或稍偏台风中心内部的地区。

在眼壁附近有最强的雷达反射率，强降水区和强风区常常一致。

龙卷常常会伴随台风而发生，龙卷一般出现在台风中心的东或东北部或在台风中心附近100km范围内的任何象限之中，大多数龙卷发生在外雨带中的强对流区附近，少数龙卷也可能发生在内雨带的对流活跃区之中。

大部分龙卷都发生在离海岸200km以内的地区，以及在地面至850hPa水平风速值增大约20m/s的地区之内。

（低层垂直风切变大）

36、在热带气旋发展中MCS可能起到什么作用？

P215

答：

MCS层状区域内的中尺度对流涡旋（MCV）是热带气旋环流的直接起因。