中尺度氣象學(xué)習(xí)題集

中尺度氣象學(xué)習(xí)題集一、填空題1．中尺度氣象學(xué)主要包括以下學(xué)科：（1）、（2）、（3）和（4）?！敬鸢浮浚海?）中尺度氣象學(xué)包括中尺度天氣學(xué)（2）中尺度動(dòng)力學(xué)與數(shù)值模擬（3）中尺度天氣的短期和甚短期預(yù)報(bào)（4）中尺度大氣物理學(xué)。2．在Orlanski對(duì)中尺度運(yùn)動(dòng)進(jìn)行的分類中，依照水平尺度由小到大分別為（1）、（2）、（3），對(duì)應(yīng)的水平尺度為（4）、（5）、（6）。【答案】：（1）γ中尺度（2）β中尺度（3）α中尺度（4）2～20km（5）20～200km（6）200～2000km3．中尺度運(yùn)動(dòng)的基本特征有（1）、（2）、（3）、（4）?！敬鸢浮浚海?）空間尺度小，生命期短（2）氣象要素梯度大（3）非地轉(zhuǎn)平衡和非靜力平衡及強(qiáng)的垂直運(yùn)動(dòng)（4）小概率和頻譜寬、大振幅事件4．滯彈性近似與包辛內(nèi)斯克近似的比較，滯彈性近似的連續(xù)性方程形式為(1)無(wú)輻散，而包辛內(nèi)斯克近似的連續(xù)性方程形式為(2)無(wú)輻散；滯彈性近似中密度的變化不僅考慮熱膨脹效應(yīng)，而且也考慮（3）效應(yīng)；對(duì)于適用范圍，滯彈性近似可應(yīng)用于（4）對(duì)流運(yùn)動(dòng)，而包辛內(nèi)斯克近似只能應(yīng)用于（5）對(duì)流運(yùn)動(dòng)?！敬鸢浮浚海?）質(zhì)量（2）速度（3）壓縮（4）深（5）淺5．對(duì)稱不穩(wěn)定，從物理上看，就是在垂直方向上為(1)和水平方向上為(2)的環(huán)境中，空氣作傾斜上升運(yùn)動(dòng)時(shí)仍然可能發(fā)生的一種不穩(wěn)定。其不穩(wěn)定判據(jù)等(3)面斜率小于等(4)面斜率?！敬鸢浮浚海?）對(duì)流穩(wěn)定（2）慣性穩(wěn)定（3）絕對(duì)動(dòng)量（4）位溫6．在CISK過程中，大尺度流場(chǎng)通過(1)的抽吸作用，對(duì)積云對(duì)流提供了必須的水汽輻合和上升運(yùn)動(dòng)，積云對(duì)流釋放的(2)又為驅(qū)動(dòng)大尺度擾動(dòng)提供了能量，于是小尺度積云對(duì)流與大尺度流場(chǎng)演變相互作用互為因果共同發(fā)展。如(3)提供了CISK過程中啟動(dòng)積云對(duì)流的上升運(yùn)動(dòng)，則稱之為波型第二類條件不穩(wěn)定（Wave—CISK）?！敬鸢浮浚海?）摩擦邊界層（2）凝結(jié)潛熱（3）大氣中的內(nèi)波尤其是重力內(nèi)波7．中緯度地區(qū)常見的中尺度對(duì)流系統(tǒng)有三類：(1)（普通單體雷暴和局地強(qiáng)風(fēng)暴），(2)（如颮線）及近于圓形團(tuán)狀結(jié)構(gòu)的(3)（MCC）。【答案】：（1）局地對(duì)流系統(tǒng)（2）二維線狀（帶狀）對(duì)流系統(tǒng)（3）中尺度對(duì)流復(fù)合體8．局地強(qiáng)風(fēng)暴被認(rèn)為是大氣中最重要的中尺度環(huán)流，其環(huán)境場(chǎng)最重要的特征是強(qiáng)(1)和強(qiáng)(2)?！敬鸢浮浚海?）位勢(shì)不穩(wěn)定（2）垂直風(fēng)切變9.中尺度天氣現(xiàn)象分為二類，一類是(1)，如(2)、(3)等；另一類是(4)，如(5)、(6)、(7)、(8)等?！敬鸢浮浚?1)穩(wěn)定性天氣(2)局地低云(3)濃霧(4)對(duì)流性天氣(5)雷暴(6)大風(fēng)(7)下?lián)舯┝?8)冰雹10．中尺度天氣系統(tǒng)，就其產(chǎn)生的基本原因可分為(1)和(2)兩類，其中地形性環(huán)流有(3)，和(4)等，強(qiáng)對(duì)流天氣系統(tǒng)有(5)，(6)，(7)和(8)等?！敬鸢浮浚海?）非均勻性質(zhì)下墊面強(qiáng)迫（2）大氣的內(nèi)部過程（3）背風(fēng)波（4）海陸風(fēng)環(huán)流（5）雷暴單體（6）颮線（7）中尺度對(duì)流復(fù)合體（8）龍卷11．在有基本氣流條件下，重力波發(fā)展的條件是(1),它們表示了這樣的物理意義，即(2)和(3)是有利于重力波發(fā)展的?！敬鸢浮浚海?）Ri<1/4（2）弱的靜力穩(wěn)定度（3）強(qiáng)的垂直風(fēng)切變12．中尺度大氣運(yùn)動(dòng)遵循以下物理原理：(1)、(2)、(3)、（4）以及其它氣體和氣溶膠物資守恒。【答案】：（1）質(zhì)量守恒（2）能量守恒（3）動(dòng)量守恒（4）水物質(zhì)守恒(了解)13．經(jīng)典的對(duì)流發(fā)展的三要素是：(1)、(2)和(3)?！敬鸢浮浚海?）水汽（2）不穩(wěn)定（3）抬升機(jī)制14．只有與(1)力聯(lián)系的項(xiàng)中保留了密度擾動(dòng)，而在(2)力項(xiàng)中，則略去了密度擾動(dòng)的影響，這樣的近似稱為對(duì)流近似。【答案】：（1）重（2）氣壓梯度15．彈性流體方程組包含的四種重力波解，分別是一對(duì)（1）重力波，一對(duì)（2）重力波；而彈性近似之后的中尺度運(yùn)動(dòng)方程組則濾去了（3）重力波，而保留了（3）重力波。【答案】：（1）高頻（2）低頻（3）高頻（4）低頻二、簡(jiǎn)答題16．簡(jiǎn)述對(duì)流近似的含義。【答案】只有與重力聯(lián)系的項(xiàng)中保留了密度擾動(dòng)，而在氣壓梯度力項(xiàng)中，則略去了密度擾動(dòng)的影響，這樣的近似稱為對(duì)流近似。17．簡(jiǎn)述中尺度運(yùn)動(dòng)的基本特征?！敬鸢浮浚海?）空間尺度小，生命期短（2）氣象要素梯度大（3）非地轉(zhuǎn)平衡和非靜力平衡及強(qiáng)的垂直運(yùn)動(dòng)（4）小概率和頻譜寬、大振幅事件（了解）18．寫出Orlanski對(duì)中尺度運(yùn)動(dòng)的分類標(biāo)準(zhǔn)?！敬鸢浮浚篛rlanski把中尺度運(yùn)動(dòng)分為γ中尺度、β中尺度和、中尺度，對(duì)應(yīng)的水平尺度分別為：2～20km、20～200km、200～2000km19．簡(jiǎn)述大氣標(biāo)高和擾動(dòng)垂直尺度的區(qū)別?！敬鸢浮浚捍髿鈽?biāo)高描述的是基本熱力學(xué)變量的垂直尺度，用表示，它表征的是基本熱力學(xué)變量垂直方向變化達(dá)到本身量級(jí)的尺度，而常用H表示擾動(dòng)的特征垂直尺度，它表征的是擾動(dòng)在垂直方向的伸展范圍，一般情況下，顯然H≤，對(duì)于淺對(duì)流運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，H<<。20．中尺度氣象學(xué)主要的研究對(duì)象是什么？【答案】：中尺度天氣學(xué)研究?jī)深愔谐叨忍鞖猬F(xiàn)象：一類是雷暴、暴雨、冰雹、大風(fēng)、下?lián)舯┝鞯葘?duì)流性天氣；另一類是局地低云、濃霧等穩(wěn)定性天氣。19．包辛內(nèi)斯克近似的主要內(nèi)容是什么?！敬鸢浮浚海?）在連續(xù)性方程中不考慮密度的個(gè)別變化，是完全非彈性，因此是速度無(wú)輻散的；（2）與重力相聯(lián)系的方程中要部分考慮密度的影響，狀態(tài)方程或熱流量方程中也要考慮密度變化的影響；（3）所需考慮的密度變化主要由受熱不均勻即溫度變化引起的，不考慮壓力效應(yīng)對(duì)密度變化的影響。21．滯彈性近似的主要內(nèi)容是什么?！敬鸢浮浚海?）連續(xù)性方程中雖然不考慮密度的個(gè)別變化，但保留了平均密度的垂直變化，因而是滯彈性的，或稱之為質(zhì)量無(wú)輻散；（2）在與重力相聯(lián)系的方程及狀態(tài)方程和熱流量方程中要同時(shí)考慮壓縮效應(yīng)和熱膨脹效應(yīng)引起的密度變化。22．常用的熱力不穩(wěn)定判據(jù)有那些？【答案】：γ＞，對(duì)于未飽和大氣及飽和大氣都是不穩(wěn)定的，稱為“絕對(duì)不穩(wěn)定”；，對(duì)于未飽和和飽和大氣都是穩(wěn)定的，“稱為絕對(duì)穩(wěn)定”；＜，對(duì)于未飽和大氣是靜力穩(wěn)定的，而對(duì)飽和濕空氣來(lái)說(shuō)是靜力不穩(wěn)定。23．阻擋層（逆溫層）對(duì)對(duì)流發(fā)展有何作用？【答案】：一方面阻擋層具有穩(wěn)定層結(jié)，抑制了對(duì)流發(fā)展；另外一方面它把低空濕層與對(duì)流層上部的干層分開，使風(fēng)暴發(fā)展所需要的高靜力能量得以儲(chǔ)存，對(duì)于大氣低層不穩(wěn)定能量有積累作用。24．說(shuō)明在大尺度運(yùn)動(dòng)、積云對(duì)流運(yùn)動(dòng)和中尺度運(yùn)動(dòng)中，地轉(zhuǎn)偏向力和浮力的不同作用?！敬鸢浮浚海?）大尺度運(yùn)動(dòng)中，地轉(zhuǎn)偏向力相對(duì)重要，浮力可以略去；（2）積云對(duì)流運(yùn)動(dòng)中，浮力相對(duì)重要，地轉(zhuǎn)偏向力可以忽略；（3）中尺度運(yùn)動(dòng)中，地轉(zhuǎn)偏向力和浮力都需要考慮。25．說(shuō)明CISK的發(fā)展過程?！敬鸢浮浚涸贑ISK過程中，大尺度流場(chǎng)通過摩擦邊界層的抽吸(Ekmanpumping)作用，對(duì)積云對(duì)流提供了必需的水汽輻合和上升運(yùn)動(dòng)，反過來(lái)積云對(duì)流凝結(jié)釋放的潛熱，又成為驅(qū)動(dòng)較大尺度擾動(dòng)所需要的能量，于是小尺度積云對(duì)流和大尺度流場(chǎng)演變相互作用互為因果，相輔相成均得到了發(fā)展。26.局地強(qiáng)風(fēng)暴最主要的環(huán)境特征是什么？【答案】：局地強(qiáng)風(fēng)暴是在特定的大氣環(huán)境中發(fā)展起來(lái)的強(qiáng)大對(duì)流系統(tǒng)，環(huán)境的最主要特征是強(qiáng)位勢(shì)不穩(wěn)定和強(qiáng)垂直風(fēng)切變。三、問答題27．說(shuō)明云外下沉氣流對(duì)一般對(duì)流和強(qiáng)風(fēng)暴天氣的作用。【答案】：（1）由于云內(nèi)上升氣流和云外下沉氣流是對(duì)流環(huán)流的統(tǒng)一整體，因此上升空氣從不穩(wěn)定層結(jié)中所取得的能量，并不完全都用在加強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)的本身，其中有一部分是消耗在維持下沉運(yùn)動(dòng)上的。從這個(gè)意義上講，云外補(bǔ)償下沉氣流是上升氣流的一種阻力。普通積云對(duì)流的云外下沉運(yùn)動(dòng)的出現(xiàn)，使對(duì)流運(yùn)動(dòng)的發(fā)展受到不利的影響。（2）強(qiáng)風(fēng)暴天氣系統(tǒng)的中尺度環(huán)流有一個(gè)明顯的特征，即中尺度環(huán)流的準(zhǔn)二維剖面上是一支由邊界層開始傾斜上升直到對(duì)流層頂?shù)呐瘽駳饬骱土硪恢е锌崭衫淇諝獾南鲁吝\(yùn)動(dòng)氣流。這一支干冷空氣的下沉運(yùn)動(dòng)，將與云中飽和空氣混合，使云中雨滴或雹粒的蒸發(fā)而冷卻，有蒸發(fā)冷卻的下沉氣流對(duì)于強(qiáng)風(fēng)暴系統(tǒng)的強(qiáng)度和維持具有十分重要的作用，有可能使強(qiáng)對(duì)流組織化。這是因?yàn)橐环矫嬗捎谂瘽裆仙龤饬骱驼舭l(fā)冷卻下沉氣流的最后結(jié)果是局地大氣穩(wěn)定化；另一方面，下沉氣流能形成近地面的冷空氣堆或強(qiáng)烈的向外流出的輻散氣流，可抬升雷暴前方低層暖濕空氣上升形成新的單體，并且由于在風(fēng)切變環(huán)境下，下沉氣流又把高空水平動(dòng)量帶到地面，在低空加強(qiáng)了與暖空氣的輻合作用，就更強(qiáng)烈地把暖空氣上抬。因而常觀測(cè)到新的對(duì)流單體在下沉氣流前方形成，如果這樣造成的上升氣流得到充分發(fā)展，并在強(qiáng)切變環(huán)境下不斷再生下沉和上升運(yùn)動(dòng)，就可維持強(qiáng)對(duì)流系統(tǒng)。28．以水平尺度將中尺度大氣運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分類，并說(shuō)明中尺度大氣用的基本特點(diǎn)。【答案】：（1）γ中尺度、β中尺度和、中尺度，對(duì)應(yīng)的水平尺度分別為：2～20km、20～200km、200～2000km；（2）特點(diǎn)：空間尺度小，生命期短；氣象要素梯度大；非地轉(zhuǎn)平衡和非靜力平衡及強(qiáng)的垂直運(yùn)動(dòng)；小概率和頻譜寬、大振幅事件。29．中尺度天氣預(yù)報(bào)的方法有那些？并分別說(shuō)明其思路?！敬鸢浮浚海?）線性外推①質(zhì)心跟蹤法：這是對(duì)單塊雷達(dá)回波的外推，采用了對(duì)回波質(zhì)心在相繼時(shí)刻的位置，作線性最小二乘擬合的方法。②交叉相關(guān)法:交叉相關(guān)法是在整體穩(wěn)態(tài)條件下，前兩個(gè)雷達(dá)回波圖之間，一邊移動(dòng)位置，一邊計(jì)算交叉相

關(guān)系數(shù)，在所有可能的位移中，逐點(diǎn)計(jì)算交叉相關(guān)系數(shù)，把取得最大值時(shí)所需的位移看作回波圖形移動(dòng)速度，然后以此速度進(jìn)行外推預(yù)報(bào)。③引導(dǎo)氣流法:這個(gè)方法是以空中環(huán)境氣流作為引導(dǎo)氣流，以氣流的外推值預(yù)報(bào)雷達(dá)回波的移動(dòng)，同時(shí)根據(jù)回波的大小和發(fā)展情況，對(duì)移向移速加以修正。它也可以利用衛(wèi)星資料，外推衛(wèi)星圖象推算出來(lái)的降水區(qū)的移動(dòng)。（2）模式預(yù)報(bào)①概念模式是對(duì)觀測(cè)現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)、機(jī)制和生命周期了解的概括。在許多情況下，它可以用來(lái)改進(jìn)外推預(yù)報(bào)。根據(jù)對(duì)雷達(dá)、衛(wèi)星以及氣象資料的分析，建立各種概念模式。②落區(qū)預(yù)報(bào):將某預(yù)報(bào)對(duì)象出現(xiàn)時(shí)，反映預(yù)報(bào)因子的一些特征線表示在天氣圖上，根據(jù)綜合這些特征線的范圍來(lái)確定預(yù)報(bào)對(duì)象未來(lái)可能出現(xiàn)的區(qū)域就是落區(qū)預(yù)報(bào)方法。結(jié)構(gòu)化預(yù)報(bào)①列表法:根據(jù)預(yù)報(bào)員的經(jīng)驗(yàn)，按對(duì)預(yù)報(bào)問題的重要程度，將反映預(yù)報(bào)因子的物理參數(shù)順序列表，并通過歷史資料確定預(yù)報(bào)對(duì)象是否出現(xiàn)的物理參數(shù)閾值，作為日常業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)的依據(jù)。②決策(判斷)樹:決策樹預(yù)報(bào)系統(tǒng)是由揭示大氣過程本質(zhì)的預(yù)報(bào)因子，按照預(yù)報(bào)過程組成一系列的邏輯判斷，并能在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的預(yù)報(bào)系統(tǒng)，因而它也是一種簡(jiǎn)易的專家系統(tǒng)。（3）局地條件氣候?qū)W（4）統(tǒng)計(jì)學(xué)方法①相似預(yù)報(bào):按照一定標(biāo)準(zhǔn)客觀描述這些特征，即可從眾多的歷史資料中，找到場(chǎng)型、場(chǎng)強(qiáng)等方面均為相似的個(gè)例集。在這一工作的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)時(shí)天氣用等效模擬的方法作逐時(shí)預(yù)報(bào)。這種方法稱為相似模擬法。也可從大量樣本中，把相似個(gè)例分類，對(duì)每類起始時(shí)刻的一些因子(參數(shù))確定數(shù)值，在預(yù)報(bào)時(shí)用實(shí)時(shí)因子加以判斷，這就稱為相似判別法。②極值剔除法:極值剔除法中，衡量因子優(yōu)劣，是用“極值剔除數(shù)”這個(gè)參數(shù)來(lái)表示。極值剔除數(shù)是對(duì)非強(qiáng)對(duì)流天氣樣本集而言，它是指非強(qiáng)對(duì)流天氣樣本集中不滿足極值條件的樣本數(shù)，極值剔除數(shù)越大，表明因子預(yù)報(bào)能力越強(qiáng)。極值剔除數(shù)(K)的計(jì)算，因判別條件形式不同而不同。（5）中尺度數(shù)值預(yù)報(bào)30．比較研究中尺度問題常用的滯彈性近似方程組和Boussinesq近似方程組的異同?！敬鸢浮浚悍匠探M中可以看出包辛內(nèi)斯克近似的主要特征：在連續(xù)性方程中不考慮密度的個(gè)別變化，是完全非彈性，因此是速度無(wú)輻散的；但與重力相聯(lián)系的方程中要部分考慮密度的影響，狀態(tài)方程或熱流量方程中也要考慮密度變化的影響，所需考慮的密度變化主要由受熱不均勻即溫度變化引起的，不考慮壓力效應(yīng)對(duì)密度變化的影響。對(duì)于滯彈性近似而言，它比包辛內(nèi)斯克流體在彈性近似方面更接近實(shí)際流體，即連續(xù)性方程中雖然不考慮密度的個(gè)別變化，但保留了平均密度的垂直變化，因而是滯彈性的，或稱之為質(zhì)量無(wú)輻散，在與重力相聯(lián)系的方程及狀態(tài)方程和熱流量方程中要同時(shí)考慮壓縮效應(yīng)和熱膨脹效應(yīng)引起的密度變化，31．簡(jiǎn)述低空急流、高空急流對(duì)于對(duì)流運(yùn)動(dòng)的影響?！敬鸢浮浚海?）低空急流有三個(gè)方面的作用：一是通過低層暖濕平流的輸送產(chǎn)生位勢(shì)不穩(wěn)定層結(jié)；二是在急流最大風(fēng)速中心的前方有明顯的水汽輻合和質(zhì)量輻合或強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)，這對(duì)強(qiáng)對(duì)流活動(dòng)的連續(xù)發(fā)展是有利的；三是在急流軸的左前方是正切變渦度區(qū)，有利于對(duì)流活動(dòng)發(fā)生。（2）高空急流對(duì)于對(duì)流運(yùn)動(dòng)的影響：在許多情況下，高空急流是產(chǎn)生高空輻散的機(jī)制之一。在中緯度，強(qiáng)雷暴或颮線最常出現(xiàn)的地點(diǎn)是在高空急流(或中空急流)影響區(qū)。高空輻散機(jī)制具有兩個(gè)作用：一是抽氣作用；二是通風(fēng)作用。32.說(shuō)明超級(jí)單體風(fēng)暴的雷達(dá)回波特征和形成的環(huán)境條件?！敬鸢浮浚旱湫偷某?jí)單體有以下主要特征：①在風(fēng)暴移動(dòng)的右邊有一個(gè)持續(xù)的有界弱回波區(qū)(BWER)，在RHI(距離高度顯示器)上有穹窿，它的水平尺度5～10km，弱毀波區(qū)經(jīng)常呈園錐形，伸展到整個(gè)風(fēng)暴的一半到三分之服的高度，穹窿是風(fēng)暴強(qiáng)上升氣流處，上升速度達(dá)25～40m/s，由于上升氣流強(qiáng)，水滴尚未來(lái)得及增長(zhǎng)便被攜帶到高空，形成弱回波區(qū)。②在平面上，超級(jí)單體是一個(gè)單一的細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)，其外形呈圓到橢圓形。它的水平特征尺度20～30km，垂直伸展12～15km。③最強(qiáng)的回波位于BWER的左邊，在緊靠BWER的一側(cè)有夾雜大冰雹的降水。④風(fēng)暴中存在從中心向下游伸展的大片卷云羽，長(zhǎng)度達(dá)60～150km。與其相伴的是100～300km的可見云砧。33.簡(jiǎn)述用極值剔除法進(jìn)行因子篩選的基本步驟?！敬鸢浮浚阂蜃舆x取分粗選和精選兩步進(jìn)行。①粗選只是考慮單個(gè)因子的預(yù)報(bào)能力，一般可按下列步驟進(jìn)行：第一步：列出可供選擇的因子，并對(duì)所有樣本查算這些因子的值；第二步：確定因子x在樣本集A中的極值xmax和xmin；第三步：對(duì)樣本集B，計(jì)算落在因子極值外x＞xmax和x＜xmin的樣本數(shù)Kmax和Kmin；第四步：根據(jù)因子的Kmax、Kmin的大小及其物理意義，選取適當(dāng)?shù)呐袆e條件，確定極值剔除數(shù)；第五步：確定極值剔除數(shù)的臨界值Kc第六步：如果滿足條件K≥Kc，因子即可入選。最后，可得粗選入選因子；②精選因子。因子初選后，由于數(shù)量較多，某些因子又具有相關(guān)性，因而不能將所有因子作為預(yù)報(bào)因子，而必須對(duì)它們進(jìn)行適當(dāng)組合，找出使預(yù)報(bào)效果最好的一組最佳因子。第一步：從粗選因子選取極值剔除數(shù)最大的因子作為第一個(gè)因子，假設(shè)極值剔除數(shù)為S,則將這S個(gè)樣本剔除第二步：對(duì)新樣本集B，重新計(jì)算其它因子的極值剔除數(shù)。選取極值剔除數(shù)最大的因子作為第二個(gè)因子，其剔除數(shù)為S1。再將這S1個(gè)樣本從樣本集B中取出，如此重復(fù)下去，直至樣本集B中樣本不能剔除為止(K=0)。最后可共得10個(gè)因子及其判別條件，34.什么叫雷暴？它的發(fā)展、成熟和消散階段的主要標(biāo)志是什么？【答案】：（1）雷暴是指伴有強(qiáng)風(fēng)驟雨，雷電的積云系統(tǒng)的統(tǒng)稱。它是有強(qiáng)烈的大氣對(duì)流引起的中小尺度天氣系統(tǒng)。它的生命周期分為發(fā)展、成熟和消散階段。其主要特征如下：（2）發(fā)展階段：積云開始形成，云內(nèi)為上升氣流。云中主要成份是由水滴組成，但沒有閃電和雷聲發(fā)生。（3）成熟階段：這一階段上升氣流特別強(qiáng)，云頂以達(dá)到對(duì)流層頂。在0℃層以上有冰晶出現(xiàn)。0℃層以下有水滴。閃電和雷聲越來(lái)越頻繁。開始出現(xiàn)降水，云中上升氣流不斷的發(fā)展。但降水云中開始出現(xiàn)下沉氣流。（4）消散階段：降水和陣風(fēng)減弱，云從底部開始消散，下沉氣流也開始逐步擴(kuò)大。35.產(chǎn)生35.超級(jí)單體風(fēng)暴的一般天氣尺度環(huán)境是什么？【答案】：一般產(chǎn)生超級(jí)單體風(fēng)暴的天氣尺度環(huán)境是：（1）強(qiáng)的不穩(wěn)定層結(jié);(2)強(qiáng)的云下層平均環(huán)境風(fēng)；（3）強(qiáng)的環(huán)境風(fēng)垂直切變；（4）風(fēng)向隨高度強(qiáng)烈順轉(zhuǎn)。36.什么叫多單體風(fēng)暴？簡(jiǎn)述段單體風(fēng)暴的主要特點(diǎn)?！敬鸢浮浚憾鄦误w風(fēng)暴是指多個(gè)發(fā)展階段不同的單體組成得強(qiáng)雷暴集合體。其特點(diǎn)是：多個(gè)不同階段的單體在風(fēng)暴內(nèi)橫向排列，不斷在雷暴集合體前側(cè)發(fā)生，后部消亡，使風(fēng)暴宛如一個(gè)整體向前運(yùn)動(dòng)。他的平均尺度約30∽50km，垂直伸展能達(dá)整個(gè)對(duì)流層，有的還能穿入平流層幾千米。雖然組成風(fēng)暴的每個(gè)單體生命周期不長(zhǎng)，但通過單體的連續(xù)更替，整個(gè)風(fēng)暴可以存在很長(zhǎng)的時(shí)間。37.簡(jiǎn)述颮線與鋒面的異同點(diǎn)?！敬鸢浮浚猴R線與鋒面都是冷暖空氣的分界面。但颮線和冷鋒有明顯的區(qū)別，首先，鋒面是氣團(tuán)的分界面，而颮線則是同一氣團(tuán)中形成的中系統(tǒng)；其次，從要素變化的激烈程度來(lái)看，颮線比鋒面更為劇烈；再其次，飚線是中尺度系統(tǒng)，其長(zhǎng)度一般只有二三百千米，生命期約十幾小時(shí)，而鋒面是大尺度系統(tǒng)，其長(zhǎng)度可延伸達(dá)千數(shù)千米，生命期可達(dá)幾天。因此，颮線既與鋒面相像，但又不全像，故有假（偽）冷鋒之稱。38.強(qiáng)雷暴發(fā)生、發(fā)展的有利因子有哪些？【答案】：強(qiáng)雷暴發(fā)生、發(fā)展的有利因子是逆溫層，前傾槽，低層有輔合，高層有輻散，存在高、低空急流，中小系統(tǒng)的配合等。39.什么叫MCC？他的物理特征是什么？【答案】：MCC是中尺度對(duì)流復(fù)合體。它的物理特征可從云團(tuán)的云頂溫度，冷云區(qū)面積和滿足此條件的時(shí)間等方面表述。尺度A．紅外溫度≤-32℃的云罩面積必須>100000B.內(nèi)部≤-52℃的冷云區(qū)面積必須≥50000開始A和B的尺度條件首先滿足持續(xù)期符合A和B尺度定義的時(shí)間必須≥6h最大范圍領(lǐng)近的冷云罩（紅外溫度≤-32℃）達(dá)到最大尺度形狀最大范圍時(shí)的偏心率（短軸/長(zhǎng)軸）≥0.7結(jié)束A和B的定義不再滿足40.地形影響對(duì)流天氣的主要作用是什么？【答案】：地形影響對(duì)流天氣的主要作用是抬升作用、輻合作用和云物理作用。41.地形引起的云物理作用有哪些？【答案】：地形的作用在于當(dāng)降水天氣系統(tǒng)移進(jìn)山區(qū)時(shí)，由于抬升和輻合作用，使對(duì)流云和高層云得到充分發(fā)展，因而形成播種云。另外，天氣系統(tǒng)內(nèi)的低層云，由于山坡上持續(xù)的抬升運(yùn)動(dòng)提供了源源不斷的水分而得到維持，當(dāng)上層冰晶或雪粒落入山區(qū)低云，對(duì)其播撒和沖刷，捕捉大量的小水滴，使兩層云的造雨過程得到充分發(fā)展，形成地形暴雨，所以當(dāng)?shù)匦斡L(fēng)破出現(xiàn)不同層次的降水云或不同種類的云同時(shí)出現(xiàn)的地區(qū)要特別警惕出現(xiàn)強(qiáng)降水的可能。42.地形波主要有幾類，造成差別的原因是什么，它對(duì)天氣預(yù)報(bào)的啟示是什么？【答案】：（1）氣流過山引起的波動(dòng)稱為地形波。大氣中的不連續(xù)面是形成地形波的主要物理作用。許多觀測(cè)事實(shí)表明，逆溫層或至少是穩(wěn)定層（600hpa）幾乎是地形波產(chǎn)生的必要條件。（2）地形波氣流分為四種類型，分別是片狀氣流、定常渦旋氣流、波狀氣流和旋子氣流。這四種不同類型之間的差別是由風(fēng)速垂直分布不同形成的。（3）我國(guó)的實(shí)際天氣分析表明，有些地方在地形背風(fēng)面的降水比迎風(fēng)面還要多，而冰雹現(xiàn)象又往往產(chǎn)生在地形背風(fēng)面，這說(shuō)明在地形背風(fēng)面的中小尺度天氣系統(tǒng)活動(dòng)對(duì)局地暴雨和強(qiáng)對(duì)流天氣起著重要的作用。43.什么叫熱島效應(yīng)？它對(duì)天氣通常有哪些影響?！敬鸢浮浚海?）在一定范圍內(nèi)，當(dāng)某區(qū)域的溫度比周圍其他區(qū)域的溫度明顯偏高時(shí)，我們稱該區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)熱島。因熱島存在對(duì)局部天氣產(chǎn)生的影響稱為熱島效應(yīng)。（2）在城市中由于人類的活動(dòng)頻繁，而且大氣污染嚴(yán)重，熱島效應(yīng)非常明顯。熱島效應(yīng)對(duì)天氣影響主要是造成惡劣的能見度、一定的降水和影響雷暴分布等。44.什么叫下坡風(fēng)？產(chǎn)生下坡風(fēng)的機(jī)制中主要應(yīng)考慮什么【答案】：（1）自山上向山下吹得局地強(qiáng)風(fēng)，稱為下坡風(fēng)。（2）產(chǎn)生下坡風(fēng)的機(jī)制中主要應(yīng)考慮下坡風(fēng)相對(duì)冷暖的原因和下坡氣流產(chǎn)生的原因。45.什么叫中小尺度分析，簡(jiǎn)述它的主要特點(diǎn)。【答案】：（1）對(duì)中小尺度天氣系統(tǒng)的描述分析，稱為中小尺度天氣分析。（2）它的主要特點(diǎn)是：分析中會(huì)使用大量的非常規(guī)觀測(cè)資料或經(jīng)過處理的常規(guī)資料；分析方法和采用的參數(shù)都要考慮時(shí)空分辨率高，分析的要素和物理量變化大，不滿足地轉(zhuǎn)平衡等約束關(guān)系，對(duì)一些強(qiáng)烈天氣系統(tǒng)，靜力平衡關(guān)系也不適用。46.中小尺度天氣系統(tǒng)簡(jiǎn)述Shuman-Shapiro濾波方法的基本思路?！敬鸢浮浚哼@種方法的基本思路是：選取適當(dāng)?shù)臑V波系數(shù)S，用一定的濾波算子濾去n倍格局的波動(dòng)，再用原始場(chǎng)減去濾波后的平滑場(chǎng)，就可以分離出n倍格局的波長(zhǎng)的擾動(dòng)場(chǎng)。47.簡(jiǎn)述用，和（空氣飽和時(shí)的）的垂直分布表征大氣層結(jié)穩(wěn)定度的判據(jù)?！敬鸢浮浚号袚?jù)如下：絕對(duì)不穩(wěn)定：0條件不穩(wěn)定：0或絕對(duì)穩(wěn)定：對(duì)流不穩(wěn)定：48.簡(jiǎn)述常用的熱力穩(wěn)定度指數(shù)的表達(dá)式和判據(jù)?！敬鸢浮浚?1)抬升指數(shù)：LI：LI=-.LI正值愈大，表示愈不穩(wěn)定。（2）沙瓦特指數(shù)：SI:SI=,SI0表示不穩(wěn)定，負(fù)值愈大，表示愈不穩(wěn)定。（3）簡(jiǎn)化沙氏指數(shù)：SSI：SSI=,正值越小，表示氣層愈不穩(wěn)定。（4）總指數(shù)：TT：TT=,TT越大，表示氣層越不穩(wěn)定。（5）A指數(shù)：A=()+[+],A值越大，層結(jié)越不穩(wěn)定。（6）K指數(shù)：K=()+-,K值越大，層結(jié)越不穩(wěn)定。（7）里查森數(shù)：:()/,當(dāng)0.25-1易發(fā)生中緯度系統(tǒng)性對(duì)流；當(dāng)-1易發(fā)生氣團(tuán)性雷暴；當(dāng)-2易發(fā)生熱帶性積雨云。（8）能量——螺旋指數(shù)：EHI:EHI=,當(dāng)EHI較大時(shí)，出現(xiàn)超級(jí)單體和龍卷風(fēng)的可能性較大49.簡(jiǎn)述計(jì)算高分辨率不穩(wěn)定能量方法的設(shè)計(jì)思路?！敬鸢浮浚和ǔ＃髿獠环€(wěn)定能量都是使用探空資料進(jìn)行計(jì)算。但常規(guī)高空探測(cè)資料對(duì)生命使僅幾小時(shí)的強(qiáng)對(duì)流系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其時(shí)間和空間分辨率都是不足的。在高分辨不穩(wěn)定能量的計(jì)算中，采用二次曲面擬合方法，由區(qū)域附近的高空觀測(cè)站的探空資料算出某地面測(cè)站上空的高空氣象要素值，從而得到地面測(cè)站密度的高分辨的不穩(wěn)定能量分布。采用的計(jì)算公式為=g()式中為與間的不穩(wěn)定能量，g為重力加速速度，為與等壓面間的厚度。50.按預(yù)報(bào)時(shí)效，簡(jiǎn)述天氣預(yù)報(bào)的分類?！敬鸢浮浚禾鞖忸A(yù)報(bào)按時(shí)效分為長(zhǎng)期（>10d）、中期（3~10d）和短期（<3d）預(yù)報(bào)，其中短期預(yù)報(bào)內(nèi)含0~2h的臨近預(yù)報(bào)和0~12h的甚短期預(yù)報(bào)。51.簡(jiǎn)述中小尺度天氣預(yù)報(bào)的時(shí)效和預(yù)報(bào)對(duì)象?！敬鸢浮浚褐行〕叨忍鞖忸A(yù)報(bào)主要包括臨近預(yù)報(bào)0~2h和甚短期預(yù)報(bào)0~12h兩種時(shí)效的預(yù)報(bào)。預(yù)報(bào)對(duì)象主要為各種中小尺度系統(tǒng)以及它們所伴隨的天氣現(xiàn)象，特別是各種對(duì)流風(fēng)暴以及它們所引起的雷暴、冰雹、暴雨、大風(fēng)、下?lián)舯┝?、風(fēng)切變以及龍卷風(fēng)等災(zāi)害性天氣現(xiàn)象。52.簡(jiǎn)述臨近預(yù)報(bào)和甚短期預(yù)報(bào)的定義和預(yù)報(bào)重點(diǎn)?！敬鸢浮浚菏澜鐨庀蠼M織（WMO）定義為當(dāng)時(shí)的天氣檢測(cè)和2h以內(nèi)的簡(jiǎn)單外推預(yù)報(bào)為臨近預(yù)報(bào)。甚短期預(yù)報(bào)是指0~12h以內(nèi)的天氣預(yù)報(bào)，而臨近預(yù)報(bào)只是VSRF中的一種特定內(nèi)容。由于預(yù)報(bào)時(shí)限的增加，需要考慮系統(tǒng)的發(fā)展變化，預(yù)報(bào)不能僅靠線形外推，還需依賴于其它預(yù)報(bào)技術(shù)。甚短期預(yù)報(bào)的內(nèi)容，既有中小尺度天氣的時(shí)空分布預(yù)報(bào)，也包括詳細(xì)地提供降水、溫度、濕度、風(fēng)、云和能見度等的具體預(yù)報(bào)，以便盡可能滿足軍事氣象保障和各類經(jīng)濟(jì)部門的特殊氣象服務(wù)要求，但它的預(yù)報(bào)對(duì)象，重點(diǎn)還是中尺度災(zāi)害天氣，因而它與制作一般的短期天氣預(yù)報(bào)相比，對(duì)觀測(cè)、處理和傳遞天氣情報(bào)等有完全不同的新要求。53.簡(jiǎn)述領(lǐng)近，甚短期和短期預(yù)報(bào)與作中小尺度天氣預(yù)報(bào)的關(guān)系。【答案】：臨近預(yù)報(bào)，甚短期預(yù)報(bào)和短期預(yù)報(bào)等三種時(shí)效的預(yù)報(bào)對(duì)于作中小尺度天氣的預(yù)報(bào)來(lái)說(shuō)都是重要的。首先要依靠常規(guī)的短期預(yù)報(bào)方法作未來(lái)12~24h內(nèi)中小尺度天氣系統(tǒng)發(fā)生的可能性和發(fā)生地區(qū)的籠統(tǒng)的預(yù)報(bào)。然后便要依靠甚短期預(yù)報(bào)和臨近預(yù)報(bào)方法來(lái)定時(shí)、定點(diǎn)、定量（定強(qiáng)度）地做出確切的天氣預(yù)報(bào)。其中甚短期預(yù)報(bào)一般是在事件發(fā)生前作出的，而臨近預(yù)報(bào)通常是在事件已經(jīng)在進(jìn)展時(shí)做出的。54.什么叫線性外推法和有效線性外推期。【答案】：線形外推法是假定天氣系統(tǒng)的發(fā)展將保持其過去的演變趨勢(shì)，因而便可按其過去的演變情況推論它未來(lái)的狀態(tài)（位置和強(qiáng)度）的預(yù)報(bào)方法。有效線形外推期的長(zhǎng)短取決于不同的天氣現(xiàn)象和天氣系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)某種天氣現(xiàn)象和天氣系統(tǒng)的有效線形外推期的長(zhǎng)短相當(dāng)于該現(xiàn)象和系統(tǒng)生命期的1/4~1/10。大尺度系統(tǒng)（如鋒、臺(tái)風(fēng)等）有較長(zhǎng)的有效線形外推期。但中小尺度系統(tǒng)的有效線形外推期卻是很短的，一般都在0~2h之內(nèi)。55.什么叫數(shù)值預(yù)報(bào)法？簡(jiǎn)述其預(yù)報(bào)能力?！敬鸢浮浚簲?shù)值預(yù)報(bào)法是根據(jù)流體力學(xué)和熱力學(xué)原理作出的非線性天氣預(yù)報(bào)方法。大尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式已充分表現(xiàn)其對(duì)短期天氣過程的預(yù)報(bào)能力，而且隨著每次對(duì)模式作出改進(jìn)后，預(yù)報(bào)正確率都出現(xiàn)一定提高。然而大尺度數(shù)值模式對(duì)中小尺度運(yùn)動(dòng)及其物理變化的考慮是粗糙的，而且由于測(cè)站密度、觀測(cè)精度的不足造成初始條件的不確定和較大誤差。因此大尺度模式的預(yù)報(bào)能力一般隨著預(yù)報(bào)對(duì)象的尺度減小而下降。根據(jù)預(yù)報(bào)實(shí)驗(yàn)表明，就目前的水平而言，全球數(shù)值模式對(duì)0~12h的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率低于氣候預(yù)報(bào)的正確率。中尺度模式要稍好些，但其0~8h的預(yù)報(bào)正確率也低于氣候預(yù)報(bào)正確率。56.正在發(fā)展的兩種中尺度預(yù)報(bào)模式是什么？目前與中尺度模式分辨率相適應(yīng)的觀測(cè)資料是什么？【答案】：兩種正在發(fā)展的中尺度數(shù)值預(yù)報(bào)模式分別是詳細(xì)考慮各種物理過程的復(fù)雜的數(shù)值模式和適用于各種特殊的簡(jiǎn)化的數(shù)值模式。雷達(dá)和衛(wèi)星圖像是目前可得到的唯一能和中尺度模式分辨率相適應(yīng)的觀測(cè)資料。但是把雷達(dá)和衛(wèi)星圖像中所包含的有價(jià)值的信息直接用于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式是一個(gè)正在研究的問題。57.什么是相似離度，簡(jiǎn)述其定義?！敬鸢浮浚合嗨齐x度是用于衡量?jī)蓚€(gè)樣本i與j之間相似程度的一個(gè)量。它的定義是其中=式中=式中H是任意物理因子；表示兩樣本間某物理因子的差值；表示i樣本對(duì)j樣本所有因子之間的總平均差值；描述的是形相似，則表示值相似；α和β分別為它們對(duì)總相似程度的貢獻(xiàn)系數(shù)，m為所計(jì)算的相似場(chǎng)的格點(diǎn)數(shù)（或測(cè)站數(shù)）。58.什么叫局地條件氣候?qū)W？舉例說(shuō)明如何應(yīng)用局地田間氣候?qū)W作天氣預(yù)報(bào)?！敬鸢浮浚涸谝欢l件下，對(duì)長(zhǎng)期重復(fù)出現(xiàn)的局地天氣的統(tǒng)計(jì)研究，稱為局地條件氣候?qū)W。地形作用是產(chǎn)生局地天氣的重要方面，它主要依賴于低層風(fēng)和大氣穩(wěn)定度。在有利的天氣學(xué)的條件下，統(tǒng)計(jì)得出的氣候?qū)W結(jié)果，對(duì)預(yù)報(bào)也有相當(dāng)?shù)膸椭?。例如湖泊影響的雷暴，在一定條件下，易發(fā)生在某些地區(qū)；在臨近高地處，在某些風(fēng)向條件下，由于地形強(qiáng)迫作用，冰雹、龍卷會(huì)經(jīng)常發(fā)生在一定的地區(qū)等。由于播撒機(jī)制對(duì)鋒面降水地形增幅后的中尺度系統(tǒng)分布預(yù)報(bào)，都是應(yīng)用局地條件氣候?qū)W方法的實(shí)例。59.簡(jiǎn)述長(zhǎng)江流域暴雨標(biāo)準(zhǔn)?！敬鸢浮浚骸氨┯辍币话惴褐附邓畯?qiáng)度很大的降水事件，在業(yè)務(wù)工作中通常以24h降水量（）為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定義。對(duì)長(zhǎng)江流域而言，≥50mm稱為暴雨，進(jìn)一步細(xì)分為四個(gè)等級(jí)：暴雨（為50.0~99.9mm）；大暴雨（為100.0~199.9mm）；特大暴雨（為200.0~399.9mm）和危害性暴雨（>400.0mm）。60.簡(jiǎn)述暴雨預(yù)報(bào)中的“落區(qū)法”?！敬鸢浮浚罕┯辍奥鋮^(qū)法”即暴雨“綜合疊套法”，它是通過對(duì)暴雨成因分析，找到各種有利于暴雨發(fā)生發(fā)展的有利因子，將其疊加在同一張?zhí)鞖鈭D上，并分析出有利因子集中得最多的地區(qū)，這個(gè)地區(qū)便是暴雨最可能發(fā)生的地區(qū)。這種預(yù)報(bào)暴雨的方法稱為“綜合疊套法”，或稱為“圍區(qū)法”，“落區(qū)法”。61.簡(jiǎn)述用MOS法作暴雨預(yù)報(bào)的難點(diǎn)和修訂技術(shù)?！敬鸢浮浚篗OS預(yù)報(bào)制作暴雨預(yù)報(bào)面臨的難點(diǎn)是暴雨屬小概率事件，統(tǒng)計(jì)方法用于小概率事件的預(yù)報(bào)其效果不佳；而且暴雨的發(fā)生往往是次天氣尺度和中小尺度系統(tǒng)直接造成的，而目前的數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品，尚不能反映次天氣尺度以下的天氣系統(tǒng)。為此，我國(guó)在用MOS方法作暴雨預(yù)報(bào)時(shí)，常采用以下技術(shù)來(lái)克服和彌補(bǔ)上述缺陷：①消空處理；②對(duì)天氣形式分類；③挑選好的預(yù)報(bào)因子；④適當(dāng)處理預(yù)報(bào)對(duì)象。62.什么是強(qiáng)對(duì)流？簡(jiǎn)述強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生發(fā)展的典型形勢(shì)特征?！敬鸢浮浚簭?qiáng)對(duì)流天氣一般是指伴隨雷暴發(fā)生的大雹、強(qiáng)風(fēng)、龍卷風(fēng)等劇烈天氣。強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生發(fā)展的典型形勢(shì)特征是高低層有高空急流和低空急流，在低層有暖濕舌伸展，中層有干舌疊加在低層濕舌之上，層結(jié)不穩(wěn)定度很大。63.如何預(yù)報(bào)雷暴大風(fēng)？【答案】：觀測(cè)證明，雷暴大風(fēng)通常是同強(qiáng)雷暴相聯(lián)系的，尤其是下?lián)舯┝?，它是超?jí)單體強(qiáng)對(duì)流風(fēng)暴的產(chǎn)物。當(dāng)天氣形勢(shì)為可能出現(xiàn)雷暴時(shí)，在預(yù)報(bào)工作實(shí)踐中常用以下方法預(yù)報(bào)大風(fēng)：①使用雷達(dá)資料；②使用衛(wèi)星云圖資料；③使用探空資料；④使用經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)；⑤使用診斷指標(biāo)。64.簡(jiǎn)述冰雹預(yù)報(bào)的關(guān)注要點(diǎn)?！敬鸢浮浚罕㈩A(yù)報(bào)的關(guān)注要點(diǎn)是：①是否有強(qiáng)上升氣流；②0℃和-20℃層高度是否適宜于冰雹胚胎不斷增大。-20℃層高度常在7.5km（400hPa）附近或以下，0℃層高度高度在4km（600hPa）左右；③雹粒在通過凍結(jié)高度到地面這一氣層時(shí)的融化作用（凍結(jié)高度到地面的距離；這個(gè)距離內(nèi)的平均氣溫；雹粒尺寸）；④使用多普勒雷達(dá)垂直累積液態(tài)含水量（VIL）資料，判斷雷暴云是否為冰雹云和出現(xiàn)冰雹的大小。65.什么叫CSI指標(biāo)？【答案】：CSI指標(biāo)即臨界成功指數(shù)。它是對(duì)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率或?qū)σ环N預(yù)報(bào)方法和技術(shù)進(jìn)行客觀評(píng)估