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中小尺度天氣系統

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1簡介

中小尺度天氣系統 meso-and micro-scale systems
水平範圍較小,生命期較短的天氣系統。一般把水平範圍在幾百米到幾十公里,生命期只有幾十分鐘至二、三小時的天氣系統,稱為小尺度天氣系統,例如積雨雲、龍捲等;水平範圍為幾十至二、三百公里,生命期約一到十幾小時的天氣系統,稱為中尺度天氣系統,如颮線、雷暴高壓、中尺度低壓等。對中小尺度天氣系統的研究,是在分析暴雨、冰雹、龍捲等強對流天氣中發展起來的,研究成果對預報上述災害性天氣具有重要的意義。此外,山谷風、海陸風等局地環流,由於水平範圍在一二百公里以內,有明顯的晝夜變化,同中尺度天氣系統的時空尺度相當,也可劃分在中尺度天氣系統範圍內。但其性質與上述的中尺度天氣系統有本質上的區別。

2主要特點

中小尺度天氣系統除尺度小、生命期短以外,最主要的特點是氣象要素的水平變化很大,因此所產生的天氣遠比鋒面(見鋒)、氣旋等天氣尺度系統劇烈。如颮線過境時,瞬時氣壓變化每分鐘幾乎可達1百帕,溫度變化每15分鐘可達10°C;風速可大到幾十米每秒,鉛直速度一般可達1~10米/秒,甚至曾觀測到50米/秒以上的情況(大尺度天氣系統一般為幾厘米每秒),和水平速度同量級;鉛直方向上的氣壓梯度力和向下的重力不平衡,即不滿足靜力平衡,水平地轉偏向力和水平氣壓梯度力也不平衡,即也不滿足地轉平衡,水平加速度和水平地轉偏向力、水平氣壓梯度力同量級,造成風和等壓線不平行(見大氣中的作用力、大氣運動的平衡狀態)。由於中小尺度天氣系統的這些特點,在進行中小尺度天氣系統的天氣分析時,要求有時空分佈更為稠密和更加準確的探測資料。

3意義

了解中小尺度天氣系統的物理機制,對作好強對流災害性天氣預報和人工影響天氣工作很重要。然而中小尺度天氣系統不是孤立的,它是在較大尺度天氣系統的背景上活動的,它的發生髮展同一定的環流背景和天氣尺度系統的天氣條件有關,同時它又對天氣尺度天氣系統有反饋作用。這是大氣中各種不同尺度的天氣系統間相互作用的一個複雜問題。
從20世紀60年代以來,隨著氣象測站的增密和氣象雷達、氣象衛星等新技術的應用,中小尺度天氣系統的分析研究有了很快的進展,在數值模擬(見大氣運動數值試驗)和預報方面也取得顯著成就,但由於觀測資料仍然不足,對中小尺度天氣系統的了解,還很不全面,有待於進一步研究解決。

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