中尺度气象学 第六章复习题

1、中纬度常见得中尺度对流系统按组织形式可分为哪些类型？答:中纬度常见得中尺度对流系统按组织形式可分为三类:孤立对流系统:包括普通单体风暴、多单体风暴、超级单体风暴、龙卷风及小飑线带状对流系统:飑线、锋面中尺度雨带中尺度对流复合体(MＣC)2、什么叫孤立对流系统？有哪些基本类型？答:所谓孤立对流系统就是指以个别单体雷暴、小得雷暴单体群以及某些简单得飑线等形式存在得范围相对较小得对流系统。

孤立对流系统有三种基本类型,即普通单体风暴、多单体风暴以及超级单体风暴。

3、什么就是普通雷暴?普通雷暴得生命史包括哪些阶段？每个阶段得主要特征有哪些?以一般常见得闪电、雷鸣、阵风、阵雨为基本天气特征得雷暴称为普通雷暴而伴以强风、大雹、龙卷等激烈灾害性天气现象得雷暴则称为强雷暴普通雷暴得生命史包括:塔状积云、成熟、消散阶段每个阶段得主要特征得差异主要表现在云内得垂直环流、温度与物态等几个方面在塔状积云阶段,云内为一致得上升运动，云内温度高于云外，基本在0℃以上,物态主要为水滴。

到成熟阶段:上升气流变得更强盛，上升气流最强盛处得云顶出现上冲峰突,同时,降水开始发生，并由于降水质点对空气产生拖曳作用,在对流单体下部产生下沉气流。

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,形成冷丘与水平外流,其前沿形成阵风锋。

云体中上层得温度达到0℃以下,云中物态有水滴、过冷水、雪花、冰晶以及霰与雹等固态降水物。

到消散阶段:云内下沉气流逐渐占有优势,最后下沉气流完全替代了上升气流,云内温度低于环境，最后云体逐渐消散。

4、什么就是多单体风暴?其内部结构有何特点?多单体风暴就是由一些处于不同发展阶段得生命期短暂得对流单体组成得,就是具有统一环流得雷暴系统。

在多单体风暴中有一对明显有组织得上升与下沉气流,这与普通得雷暴群不同。

5、什么就是超级单体风暴?其雷达回波有什么特征?这些雷达回波分别与什么结构特征相对应？超级单体风暴就是指直径达20～４0ＫＭ以上，生命期达数小时以上,即比普通得成熟单体雷暴更巨大、更持久、天气猛烈得单体强雷暴系统。

12环科第一章引论1.气候与天气的不同有哪些？天气：一个地方某一瞬间大气状态和大气现象的综合称为天气。

气候：一个地方多年间发生的天气状态，既包括平均状态又包括极端状态。

2.大气垂直分层的依据是什么？各层的主要特点有哪些？大气垂直分层依据：大气温度铅直分布，扰动分布，电离现象等。

各层特点：对流层：气温随高度升高而降低。

上升100m降低0.65度。

空气具有强烈的对流运动。

温度和湿度水平分布不均。

平流层：平流层下层，气温随高度不变或略有上升；25-30km，气温升高较快；平流层顶，气温约升至-3~-17度。

空气铅直运动远比对流层弱，以水平运动为主。

气流平稳，天气晴好，适宜飞机飞行。

水汽、尘埃含量极少，基本无云。

中间层：气温随高度又迅速降低。

出现铅直运动。

顶部逆温。

热成层：（热层、暖层、电离层）空气稀薄空气处于高度电离状态随高度增加气温迅速升高。

极光现象外层：温度高，空气粒子运动速度很快。

地球引力小，因而大气质点不断向星际空间散逸。

3.气温直减率的定义。

气温直减率大于零、小于零、等于零分别表示什么？气温垂直递减率：在垂直方向每变化100M气温的变化值。

气温直减率大于零，气温随高度增加而降低。

气温直减率小于零，气温随高度增加而增高。

这时称为逆温层。

气温直减率等于零，气温不随高度变化。

这时称为等温层。

4.名词解释饱和水汽压：在一定温度下，空气中水汽达到最大含量时的水汽压力。

相对湿度：空气中实际水汽压与同温下饱和水汽压的百分比。

露点：当空气中水汽含量不变时，且气压一定时，使气温降低到达水汽饱和时的温度。

饱和差：在某一温度下空气的饱和水汽压与空气中实际水汽压之差。

云：悬浮在大气中的小水滴、冰晶，或两者混合组成的可见聚集体，底部不与地面相接，并有一定厚度。

降水：地面从大气中获得的水汽凝结物，总称为降水。

5.饱和水汽压和温度、相对湿度有何关系？在气压一定的条件下，饱和水汽压是随温度升高而很快增大的；当空气饱和时：U=100%；未饱和时： U<100%；过饱和时： U>100%6.如何用饱和差、露点温度来判断空气距离饱和的程度？d=ew-e d>0未饱和 d=0已饱和 d<0过饱和t>td未饱和 t=td已饱和 t<td过饱和7.已知气温和相对湿度后，如何得出饱和水汽压、水汽压、饱和差、露点温度。

第一章1.中尺度天气学研究的两类中尺度天气现象各是什么？2.中尺度天气现象的特征？3.简述Orlanski分类法对中尺度的分类？4.简述中尺度天气系统的基本特征？第二章1.浮力、地转偏向力在大、中、小尺度运动的作用？2.何谓“对流近似”？3.滞弹性近似、包辛内斯克近似及适用条件？4.对于中尺度运动，主要是何种波动起作用？5.惯性重力波形成的机制？6.有基本气流切变时，重力波的不稳定条件？并解其物理意义？7.重力波的动力学性质有哪几点?8.什么是“对称不稳定”?判据？9.非静力平衡条件下干对称不稳定的判据？10.对流发生的触发机制？并举例说明？第三章1.简述强风暴发生的天气学必要条件？2.什么是条件不稳定、对流不稳定？其适用条件各是什么？3.什么是位势不稳定？4.逆温层和干暖盖的作用是什么？5.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？6.挟卷效应及对对流运动的影响？7.垂直风切变对对流运动的作用？8.何为高空急流、低空急流？9.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？10.低空急流的三个作用？高空急流的两个作用？11.第二类条件不稳定？12.简述积云对流潜热对高低空风场的反馈作用？第五章1.根据雷达回波形态，对流风暴可分为哪几类？2.中尺度对流复合体（MCC）的定义？3.局地对流系统的三种基本类型？4.局地强风暴发生时环境场的重要特征？5.解释：普通单体雷暴、多单体雷暴和超级单体雷暴6.超级单体风暴发生的一般天气尺度环境？7.超级单体风暴的上升气流、下沉气流的位置及其作用？8.飑线的定义及天气现象？9.飑线形成的大尺度环境条件？10.中纬度飑线结构的主要特点？11.从形成、气象要素变化以及尺度方面简述飑线与锋面区别？12.龙卷的基本特征？13.龙卷形成的主要机制?14.何谓下击暴流？15.产生下击暴流雷达回波类型？下击暴流一般发生在回波的部位？16.分析比较：普通单体雷暴、多单体风暴、超级单体风暴、飑线、中尺度对流复合体、龙卷的水平尺度和时间尺度？第九章1.什么叫中尺度分析？2.中尺度分析中常用哪些资料?在分析时要注意哪些方面？3.对中尺度系统的分离主要有哪两种方法？各有什么特点？4.在中尺度天气图上常绘制等θe线或等Eδ线。

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。

第六章气候的形成1、气候形成、变化因子：①、太阳辐射；②、宇宙地球物理因子；③、环流因子；④、下垫面因子；⑤、人类活动影响。

2、天文辐射：太阳辐射在大气上界的时空分布由太阳与地球间的天文位置决定，又称天文辐射。

除太阳本身变化外，天文辐射能量主要决定于日地距离、太阳高度、白昼长度。

3、气候形成的环流因子：包括大气环流、洋流。

海洋与大气间通过一定的物理过程发生相互作用。

组成复杂的耦合系统。

海洋对大气主要作用给大气热量、水汽，为其提供能源。

大气通过向下动量输送，产生风生洋流、海水上下翻涌。

海洋是CO2巨大储存库，通过调节大气中的CO2含量影响气温、环流。

海洋从大气圈下层向大气输送热量、水汽，大气运动产生的风应力向海洋上层输送动量，使海水发生流动，形成风生洋流，也称风海流。

热带、副热带海洋，北半球洋流围绕副高顺时针流动，南半球反时针流动。

海洋提供给大气潜热、显热，大气运动的能源，使大气环流得以形成、维持。

环流与热量输送：大气环流、洋流对气候系统中热量分配起重要作用，将低纬热量传输到高纬，调节赤道与两极间温度差异；大气环流方向有由海向陆与由陆向海差异、洋流冷暖不同，使同纬度带大陆东西岸气温产生明显差别，破坏天文气候地带性分布。

环流与水分循环：水分循环通过蒸发、大气中水分输送、降水、径流实现。

环流变异与气候：厄尔尼诺现象：表示在南美西海岸延伸至赤道东太平洋向西至日界线附近海面温度异常增暖现象。

南方波动：南太平洋副高与印度洋赤道低压间气压变化的负相关关系。

沃克环流、哈德莱环流。

厄尔尼诺年印尼、澳大利亚、印度次大陆、巴西东北部均出现干旱，赤道中太平洋到南美西岸多雨。

（日本、我国东北夏季持续低温，我国大部降水有偏少趋势。

）4、海陆风：白天风从海洋吹向陆地；夜晚从陆地吹向海洋，这种风称海陆风。

5、季风：大范围地区盛行风随季节有显著改变的现象。

海陆热力差异、及差异的季节变化，行星风带季节移动、广大高原热力、动力作用。

第一章地球大气1、大气是由干洁大气、水汽和液态和固态微粒组成的混合物。

2、什么是干洁大气？干洁大气的主要成分是氮、氧和氩。

干洁大气是除去水汽及其他悬浮在大气中的固、液体质粒以外的整个混合气体。

3、高层大气中的臭氧主要是在太阳紫外辐射作用下形成的，大气中臭氧浓度最大的高度是 20~30km 。

4、大气中的臭氧具有什么作用？大气中的臭氧对紫外线有着极其重要的调控作用，能够强烈吸收太阳紫外辐射。

1）从气象的角度来看臭氧吸收太阳紫外辐射对高层大气有明显的增温作用，形成了平流层逆温，在25km 以上气温随高度增加而显著升高，在50km附近形成了一个暖区；2）从地面生物的角度来看，大气臭氧层有着极为重要的保护作用，避免大量紫外线到达地面而对地面生物造成伤害，而透过少量紫外线则能够对植物形成有利的影响并杀灭一些有害病菌。

5、大气中二氧化碳浓度白天、晴天、夏季比黑夜、阴天、冬季小。

大气中的二氧化碳具有什么作用？1）对紫外线有着极其重要的调控制作用；2）对高层大气有明显的增温作用；3）绿色植物进行光合作用不可缺少的原料；4）强烈吸收长波辐射（地面辐射、大气辐射），使地面保持较高的温度，产生“温室效应”。

6、列举大气中水汽的重要作用。

水是实际大气中唯一能在自然条件下发生气、液、固三态相变的成分，故在天气、气候变化中扮演了十分重要角色。

水汽的相变会引起云、雾、雨、雪、霜、露等一系列的天气现象产生，并伴随热能的释放和吸收，导致地表和大气内部的水分和热量的输送和交换，进而在世界各地形成各种各样的天气和气候。

同时，水汽还能能强烈吸收地面放射的长波辐射并向地面和周围大气放出长波辐射，对对地面存在保温效应。

因此，大气中水汽含量的多少对地面和大气的温度状况有着重要的影响。

7、列举大气中气溶胶粒子的重要影响。

1）吸收太阳辐射，使空气温度增高，但也削弱了到达地面的太阳辐射；2）缓冲地面辐射冷却，部分补偿地面因长波有效辐射而失去的热量；3）降低大气透明度，影响大气能见度；4）充当水汽凝结核，对云、雾及降水的形成有重要意义。

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1/ 30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。

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。

复习思考题第一章大气概述1.大气中臭氧,二氧化碳,水汽在气象学上的意义。

臭氧能大量吸收紫外线,使臭氧层增暖，影响大气温度的垂直分布；同时,臭氧层的存在也使地球上的生物免受过多太阳紫外线的伤害，对地球上生物有机体生存起了保护作用。

二氧化碳是植物进行光合作用制造有机物质不可缺少的原材料，它的增多也会对提高植物光合效率产生一定影.二氧化碳是温室气体，它能强烈吸收和放射长波辐射,对空气和地面有增温效应。

水汽能强烈吸收长波辐射,参与大气温室效应形成，对地面起保温作用。

大气中水汽含量多少，影响云雨及各种降水，对植物生长发育所需水分有着直接影响，最终影响到植物及农作物的产量。

2.大气垂直分层的依据是什么.各层的主要特点有哪些。

依据：世界气象组织根据大气温度和水汽的铅直分布、大气的扰动程度和电离现象等不同物理性质,把大气分为五层.特点：对流层是靠近地表的大气最底层,气温随高度增加而降低，空气具有强烈的对流运动,气象要素水平分布不均匀。

平流层位于对流层顶到距地面约50～55km的高度，气温随高度的上升而升高，空气以水平运动为主，水汽含量极少。

中间层是从平流层顶到距地面85km左右的高度，气温随高度的增加迅速降低,有空气的垂直运动，几乎没有臭氧存在。

热成层又称暖层，位于中间层顶至500km左右，气温随高度的增加迅速升高，大气处于高度的电离状态。

散逸层是大气的最高层，又称外层,气温随高度的增加很少变化.3.名词解释：饱和水汽压、相对湿度、露点、饱和差.饱和水汽压：在温度一定情况下,单位体积空气中的水汽含量是有一定限度的，如果水汽达到此限度，空气就是饱和状态，这时的空气称饱和空气.饱和空气产生的水汽压力称为饱和水汽压，它是温度的函数.相对湿度:空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的比值。

露点温度:当空气中水汽含量不变，且气压一定时，使空气冷却到饱和时的温度称露点温度.饱和差:在一定温度下,饱和水汽压与实际空气中水汽压之差称为饱和差.它表示实际空气距离饱和的程度.4.饱和水汽压和相对湿度与温度有何关系。