中尺度氣象學習題集

中尺度氣象學習題集一、填空題1．中尺度氣象學主要包括以下學科：（1）、（2）、（3）和（4）?！敬鸢浮浚海?）中尺度氣象學包括中尺度天氣學（2）中尺度動力學與數(shù)值模擬（3）中尺度天氣的短期和甚短期預報（4）中尺度大氣物理學。2．在Orlanski對中尺度運動進行的分類中，依照水平尺度由小到大分別為（1）、（2）、（3），對應的水平尺度為（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．中尺度運動的基本特征有（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）非地轉平衡和非靜力平衡及強的垂直運動（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)無輻散，而包辛內(nèi)斯克近似的連續(xù)性方程形式為(2)無輻散；滯彈性近似中密度的變化不僅考慮熱膨脹效應，而且也考慮（3）效應；對于適用范圍，滯彈性近似可應用于（4）對流運動，而包辛內(nèi)斯克近似只能應用于（5）對流運動?！敬鸢浮浚海?）質(zhì)量（2）速度（3）壓縮（4）深（5）淺5．對稱不穩(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，空氣作傾斜上升運動時仍然可能發(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。【答案】：（1）對流穩(wěn)定（2）慣性穩(wěn)定（3）絕對動量（4）位溫6．在CISK過程中，大尺度流場通過(1)的抽吸作用，對積云對流提供了必須的水汽輻合和上升運動，積云對流釋放的(2)又為驅動大尺度擾動提供了能量，于是小尺度積云對流與大尺度流場演變相互作用互為因果共同發(fā)展。如(3)提供了CISK過程中啟動積云對流的上升運動，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)常見的中尺度對流系統(tǒng)有三類：(1)（普通單體雷暴和局地強風暴），(2)（如颮線）及近于圓形團狀結構的(3)（MCC）?！敬鸢浮浚海?）局地對流系統(tǒng)（2）二維線狀（帶狀）對流系統(tǒng)（3）中尺度對流復合體8．局地強風暴被認為是大氣中最重要的中尺度環(huán)流，其環(huán)境場最重要的特征是強(1)和強(2)?！敬鸢浮浚海?）位勢不穩(wěn)定（2）垂直風切變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)對流性天氣(5)雷暴(6)大風(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，強對流天氣系統(tǒng)有(5)，(6)，(7)和(8)等?！敬鸢浮浚海?）非均勻性質(zhì)下墊面強迫（2）大氣的內(nèi)部過程（3）背風波（4）海陸風環(huán)流（5）雷暴單體（6）颮線（7）中尺度對流復合體（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）強的垂直風切變12．中尺度大氣運動遵循以下物理原理：(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）動量守恒（4）水物質(zhì)守恒(了解)13．經(jīng)典的對流發(fā)展的三要素是：(1)、(2)和(3)?！敬鸢浮浚海?）水汽（2）不穩(wěn)定（3）抬升機制14．只有與(1)力聯(lián)系的項中保留了密度擾動，而在(2)力項中，則略去了密度擾動的影響，這樣的近似稱為對流近似?！敬鸢浮浚海?）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（1）重力波，一對（2）重力波；而彈性近似之后的中尺度運動方程組則濾去了（3）重力波，而保留了（3）重力波?！敬鸢浮浚海?）高頻（2）低頻（3）高頻（4）低頻二、簡答題16．簡述對流近似的含義?！敬鸢浮恐挥信c重力聯(lián)系的項中保留了密度擾動，而在氣壓梯度力項中，則略去了密度擾動的影響，這樣的近似稱為對流近似。17．簡述中尺度運動的基本特征?！敬鸢浮浚海?）空間尺度小，生命期短（2）氣象要素梯度大（3）非地轉平衡和非靜力平衡及強的垂直運動（4）小概率和頻譜寬、大振幅事件（了解）18．寫出Orlanski對中尺度運動的分類標準。【答案】：Orlanski把中尺度運動分為γ中尺度、β中尺度和、中尺度，對應的水平尺度分別為：2～20km、20～200km、200～2000km19．簡述大氣標高和擾動垂直尺度的區(qū)別?！敬鸢浮浚捍髿鈽烁呙枋龅氖腔緹崃W變量的垂直尺度，用表示，它表征的是基本熱力學變量垂直方向變化達到本身量級的尺度，而常用H表示擾動的特征垂直尺度，它表征的是擾動在垂直方向的伸展范圍，一般情況下，顯然H≤，對于淺對流運動來說，H<<。20．中尺度氣象學主要的研究對象是什么？【答案】：中尺度天氣學研究兩類中尺度天氣現(xiàn)象：一類是雷暴、暴雨、冰雹、大風、下?lián)舯┝鞯葘α餍蕴鞖猓涣硪活愂蔷值氐驮?、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別變化，是完全非彈性，因此是速度無輻散的；（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，不考慮壓力效應對密度變化的影響。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考慮壓縮效應和熱膨脹效應引起的密度變化。22．常用的熱力不穩(wěn)定判據(jù)有那些？【答案】：γ＞，對于未飽和大氣及飽和大氣都是不穩(wěn)定的，稱為“絕對不穩(wěn)定”；，對于未飽和和飽和大氣都是穩(wěn)定的，“稱為絕對穩(wěn)定”；＜，對于未飽和大氣是靜力穩(wěn)定的，而對飽和濕空氣來說是靜力不穩(wěn)定。23．阻擋層（逆溫層）對對流發(fā)展有何作用？【答案】：一方面阻擋層具有穩(wěn)定層結，抑制了對流發(fā)展；另外一方面它把低空濕層與對流層上部的干層分開，使風暴發(fā)展所需要的高靜力能量得以儲存，對于大氣低層不穩(wěn)定能量有積累作用。24．說明在大尺度運動、積云對流運動和中尺度運動中，地轉偏向力和浮力的不同作用?！敬鸢浮浚海?）大尺度運動中，地轉偏向力相對重要，浮力可以略去；（2）積云對流運動中，浮力相對重要，地轉偏向力可以忽略；（3）中尺度運動中，地轉偏向力和浮力都需要考慮。25．說明CISK的發(fā)展過程?！敬鸢浮浚涸贑ISK過程中，大尺度流場通過摩擦邊界層的抽吸(Ekmanpumping)作用，對積云對流提供了必需的水汽輻合和上升運動，反過來積云對流凝結釋放的潛熱，又成為驅動較大尺度擾動所需要的能量，于是小尺度積云對流和大尺度流場演變相互作用互為因果，相輔相成均得到了發(fā)展。26.局地強風暴最主要的環(huán)境特征是什么？【答案】：局地強風暴是在特定的大氣環(huán)境中發(fā)展起來的強大對流系統(tǒng)，環(huán)境的最主要特征是強位勢不穩(wěn)定和強垂直風切變。三、問答題27．說明云外下沉氣流對一般對流和強風暴天氣的作用?！敬鸢浮浚海?）由于云內(nèi)上升氣流和云外下沉氣流是對流環(huán)流的統(tǒng)一整體，因此上升空氣從不穩(wěn)定層結中所取得的能量，并不完全都用在加強上升運動的本身，其中有一部分是消耗在維持下沉運動上的。從這個意義上講，云外補償下沉氣流是上升氣流的一種阻力。普通積云對流的云外下沉運動的出現(xiàn)，使對流運動的發(fā)展受到不利的影響。（2）強風暴天氣系統(tǒng)的中尺度環(huán)流有一個明顯的特征，即中尺度環(huán)流的準二維剖面上是一支由邊界層開始傾斜上升直到對流層頂?shù)呐瘽駳饬骱土硪恢е锌崭衫淇諝獾南鲁吝\動氣流。這一支干冷空氣的下沉運動，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)冷卻的下沉氣流對于強風暴系統(tǒng)的強度和維持具有十分重要的作用，有可能使強對流組織化。這是因為一方面由于暖濕上升氣流和蒸發(fā)冷卻下沉氣流的最后結果是局地大氣穩(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，并且由于在風切變環(huán)境下，下沉氣流又把高空水平動量帶到地面，在低空加強了與暖空氣的輻合作用，就更強烈地把暖空氣上抬。因而常觀測到新的對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，并在強切變環(huán)境下不斷再生下沉和上升運動，就可維持強對流系統(tǒng)。28．以水平尺度將中尺度大氣運動進行分類，并說明中尺度大氣用的基本特點。【答案】：（1）γ中尺度、β中尺度和、中尺度，對應的水平尺度分別為：2～20km、20～200km、200～2000km；（2）特點：空間尺度小，生命期短；氣象要素梯度大；非地轉平衡和非靜力平衡及強的垂直運動；小概率和頻譜寬、大振幅事件。29．中尺度天氣預報的方法有那些？并分別說明其思路。【答案】：（1）線性外推①質(zhì)心跟蹤法：這是對單塊雷達回波的外推，采用了對回波質(zhì)心在相繼時刻的位置，作線性最小二乘擬合的方法。②交叉相關法:交叉相關法是在整體穩(wěn)態(tài)條件下，前兩個雷達回波圖之間，一邊移動位置，一邊計算交叉相

關系數(shù)，在所有可能的位移中，逐點計算交叉相關系數(shù)，把取得最大值時所需的位移看作回波圖形移動速度，然后以此速度進行外推預報。③引導氣流法:這個方法是以空中環(huán)境氣流作為引導氣流，以氣流的外推值預報雷達回波的移動，同時根據(jù)回波的大小和發(fā)展情況，對移向移速加以修正。它也可以利用衛(wèi)星資料，外推衛(wèi)星圖象推算出來的降水區(qū)的移動。（2）模式預報①概念模式是對觀測現(xiàn)象的結構、機制和生命周期了解的概括。在許多情況下，它可以用來改進外推預報。根據(jù)對雷達、衛(wèi)星以及氣象資料的分析，建立各種概念模式。②落區(qū)預報:將某預報對象出現(xiàn)時，反映預報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確定預報對象未來可能出現(xiàn)的區(qū)域就是落區(qū)預報方法。結構化預報①列表法:根據(jù)預報員的經(jīng)驗，按對預報問題的重要程度，將反映預報因子的物理參數(shù)順序列表，并通過歷史資料確定預報對象是否出現(xiàn)的物理參數(shù)閾值，作為日常業(yè)務預報的依據(jù)。②決策(判斷)樹:決策樹預報系統(tǒng)是由揭示大氣過程本質(zhì)的預報因子，按照預報過程組成一系列的邏輯判斷，并能在計算機上運行的預報系統(tǒng)，因而它也是一種簡易的專家系統(tǒng)。（3）局地條件氣候學（4）統(tǒng)計學方法①相似預報:按照一定標準客觀描述這些特征，即可從眾多的歷史資料中，找到場型、場強等方面均為相似的個例集。在這一工作的基礎上，對實時天氣用等效模擬的方法作逐時預報。這種方法稱為相似模擬法。也可從大量樣本中，把相似個例分類，對每類起始時刻的一些因子(參數(shù))確定數(shù)值，在預報時用實時因子加以判斷，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)”這個參數(shù)來表示。極值剔除數(shù)是對非強對流天氣樣本集而言，它是指非強對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，表明因子預報能力越強。極值剔除數(shù)(K)的計算，因判別條件形式不同而不同。（5）中尺度數(shù)值預報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別變化，是完全非彈性，因此是速度無輻散的；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，不考慮壓力效應對密度變化的影響。對于滯彈性近似而言，它比包辛內(nèi)斯克流體在彈性近似方面更接近實際流體，即連續(xù)性方程中雖然不考慮密度的個別變化，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考慮壓縮效應和熱膨脹效應引起的密度變化，31．簡述低空急流、高空急流對于對流運動的影響?！敬鸢浮浚海?）低空急流有三個方面的作用：一是通過低層暖濕平流的輸送產(chǎn)生位勢不穩(wěn)定層結；二是在急流最大風速中心的前方有明顯的水汽輻合和質(zhì)量輻合或強上升運動，這對強對流活動的連續(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)，有利于對流活動發(fā)生。（2）高空急流對于對流運動的影響：在許多情況下，高空急流是產(chǎn)生高空輻散的機制之一。在中緯度，強雷暴或颮線最常出現(xiàn)的地點是在高空急流(或中空急流)影響區(qū)。高空輻散機制具有兩個作用：一是抽氣作用；二是通風作用。32.說明超級單體風暴的雷達回波特征和形成的環(huán)境條件?！敬鸢浮浚旱湫偷某墕误w有以下主要特征：①在風暴移動的右邊有一個持續(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，伸展到整個風暴的一半到三分之服的高度，穹窿是風暴強上升氣流處，上升速度達25～40m/s，由于上升氣流強，水滴尚未來得及增長便被攜帶到高空，形成弱回波區(qū)。②在平面上，超級單體是一個單一的細胞狀結構，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最強的回波位于BWER的左邊，在緊靠BWER的一側有夾雜大冰雹的降水。④風暴中存在從中心向下游伸展的大片卷云羽，長度達60～150km。與其相伴的是100～300km的可見云砧。33.簡述用極值剔除法進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行。①粗選只是考慮單個因子的預報能力，一般可按下列步驟進行：第一步：列出可供選擇的因子，并對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：對樣本集B，計算落在因子極值外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?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性，因而不能將所有因子作為預報因子，而必須對它們進行適當組合，找出使預報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因子，假設極值剔除數(shù)為S,則將這S個樣本剔除第二步：對新樣本集B，重新計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因子，其剔除數(shù)為S1。再將這S1個樣本從樣本集B中取出，如此重復下去，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志是什么？【答案】：（1）雷暴是指伴有強風驟雨，雷電的積云系統(tǒng)的統(tǒng)稱。它是有強烈的大氣對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，云頂以達到對流層頂。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：降水和陣風減弱，云從底部開始消散，下沉氣流也開始逐步擴大。35.產(chǎn)生35.超級單體風暴的一般天氣尺度環(huán)境是什么？【答案】：一般產(chǎn)生超級單體風暴的天氣尺度環(huán)境是：（1）強的不穩(wěn)定層結;(2)強的云下層平均環(huán)境風；（3）強的環(huán)境風垂直切變；（4）風向隨高度強烈順轉。36.什么叫多單體風暴？簡述段單體風暴的主要特點。【答案】：多單體風暴是指多個發(fā)展階段不同的單體組成得強雷暴集合體。其特點是：多個不同階段的單體在風暴內(nèi)橫向排列，不斷在雷暴集合體前側發(fā)生，后部消亡，使風暴宛如一個整體向前運動。他的平均尺度約30∽50km，垂直伸展能達整個對流層，有的還能穿入平流層幾千米。雖然組成風暴的每個單體生命周期不長，但通過單體的連續(xù)更替，整個風暴可以存在很長的時間。37.簡述颮線與鋒面的異同點?！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，鋒面是氣團的分界面，而颮線則是同一氣團中形成的中系統(tǒng)；其次，從要素變化的激烈程度來看，颮線比鋒面更為劇烈；再其次，飚線是中尺度系統(tǒng)，其長度一般只有二三百千米，生命期約十幾小時，而鋒面是大尺度系統(tǒng)，其長度可延伸達千數(shù)千米，生命期可達幾天。因此，颮線既與鋒面相像，但又不全像，故有假（偽）冷鋒之稱。38.強雷暴發(fā)生、發(fā)展的有利因子有哪些？【答案】：強雷暴發(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是中尺度對流復合體。它的物理特征可從云團的云頂溫度，冷云區(qū)面積和滿足此條件的時間等方面表述。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尺度定義的時間必須≥6h最大范圍領近的冷云罩（紅外溫度≤-32℃）達到最大尺度形狀最大范圍時的偏心率（短軸/長軸）≥0.7結束A和B的定義不再滿足40.地形影響對流天氣的主要作用是什么？【答案】：地形影響對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】：地形的作用在于當降水天氣系統(tǒng)移進山區(qū)時，由于抬升和輻合作用，使對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)的抬升運動提供了源源不斷的水分而得到維持，當上層冰晶或雪粒落入山區(qū)低云，對其播撒和沖刷，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?shù)匦斡L破出現(xiàn)不同層次的降水云或不同種類的云同時出現(xiàn)的地區(qū)要特別警惕出現(xiàn)強降水的可能。42.地形波主要有幾類，造成差別的原因是什么，它對天氣預報的啟示是什么？【答案】：（1）氣流過山引起的波動稱為地形波。大氣中的不連續(xù)面是形成地形波的主要物理作用。許多觀測事實表明，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速垂直分布不同形成的。（3）我國的實際天氣分析表明，有些地方在地形背風面的降水比迎風面還要多，而冰雹現(xiàn)象又往往產(chǎn)生在地形背風面，這說明在地形背風面的中小尺度天氣系統(tǒng)活動對局地暴雨和強對流天氣起著重要的作用。43.什么叫熱島效應？它對天氣通常有哪些影響?！敬鸢浮浚海?）在一定范圍內(nèi)，當某區(qū)域的溫度比周圍其他區(qū)域的溫度明顯偏高時，我們稱該區(qū)域為一個熱島。因熱島存在對局部天氣產(chǎn)生的影響稱為熱島效應。（2）在城市中由于人類的活動頻繁，而且大氣污染嚴重，熱島效應非常明顯。熱島效應對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？產(chǎn)生下坡風的機制中主要應考慮什么【答案】：（1）自山上向山下吹得局地強風，稱為下坡風。（2）產(chǎn)生下坡風的機制中主要應考慮下坡風相對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，簡述它的主要特點?！敬鸢浮浚海?）對中小尺度天氣系統(tǒng)的描述分析，稱為中小尺度天氣分析。（2）它的主要特點是：分析中會使用大量的非常規(guī)觀測資料或經(jīng)過處理的常規(guī)資料；分析方法和采用的參數(shù)都要考慮時空分辨率高，分析的要素和物理量變化大，不滿足地轉平衡等約束關系，對一些強烈天氣系統(tǒng)，靜力平衡關系也不適用。46.中小尺度天氣系統(tǒng)簡述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?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，再用原始場減去濾波后的平滑場，就可以分離出n倍格局的波長的擾動場。47.簡述用，和（空氣飽和時的）的垂直分布表征大氣層結穩(wěn)定度的判據(jù)?！敬鸢浮浚号袚?jù)如下：絕對不穩(wěn)定：0條件不穩(wěn)定：0或絕對穩(wěn)定：對流不穩(wěn)定：48.簡述常用的熱力穩(wěn)定度指數(shù)的表達式和判據(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，負值愈大，表示愈不穩(wěn)定。（3）簡化沙氏指數(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，層結越不穩(wěn)定。（6）K指數(shù)：K=()+-,K值越大，層結越不穩(wěn)定。（7）里查森數(shù)：:()/,當0.25-1易發(fā)生中緯度系統(tǒng)性對流；當-1易發(fā)生氣團性雷暴；當-2易發(fā)生熱帶性積雨云。（8）能量——螺旋指數(shù)：EHI:EHI=,當EHI較大時，出現(xiàn)超級單體和龍卷風的可能性較大49.簡述計算高分辨率不穩(wěn)定能量方法的設計思路?！敬鸢浮浚和ǔ＃髿獠环€(wěn)定能量都是使用探空資料進行計算。但常規(guī)高空探測資料對生命使僅幾小時的強對流系統(tǒng)來說，其時間和空間分辨率都是不足的。在高分辨不穩(wěn)定能量的計算中，采用二次曲面擬合方法，由區(qū)域附近的高空觀測站的探空資料算出某地面測站上空的高空氣象要素值，從而得到地面測站密度的高分辨的不穩(wěn)定能量分布。采用的計算公式為=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.按預報時效，簡述天氣預報的分類?！敬鸢浮浚禾鞖忸A報按時效分為長期（>10d）、中期（3~10d）和短期（<3d）預報，其中短期預報內(nèi)含0~2h的臨近預報和0~12h的甚短期預報。51.簡述中小尺度天氣預報的時效和預報對象?！敬鸢浮浚褐行〕叨忍鞖忸A報主要包括臨近預報0~2h和甚短期預報0~12h兩種時效的預報。預報對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，特別是各種對流風暴以及它們所引起的雷暴、冰雹、暴雨、大風、下?lián)舯┝鳌L切變以及龍卷風等災害性天氣現(xiàn)象。52.簡述臨近預報和甚短期預報的定義和預報重點。【答案】：世界氣象組織（WMO）定義為當時的天氣檢測和2h以內(nèi)的簡單外推預報為臨近預報。甚短期預報是指0~12h以內(nèi)的天氣預報，而臨近預報只是VSRF中的一種特定內(nèi)容。由于預報時限的增加，需要考慮系統(tǒng)的發(fā)展變化，預報不能僅靠線形外推，還需依賴于其它預報技術。甚短期預報的內(nèi)容，既有中小尺度天氣的時空分布預報，也包括詳細地提供降水、溫度、濕度、風、云和能見度等的具體預報，以便盡可能滿足軍事氣象保障和各類經(jīng)濟部門的特殊氣象服務要求，但它的預報對象，重點還是中尺度災害天氣，因而它與制作一般的短期天氣預報相比，對觀測、處理和傳遞天氣情報等有完全不同的新要求。53.簡述領近，甚短期和短期預報與作中小尺度天氣預報的關系?！敬鸢浮浚号R近預報，甚短期預報和短期預報等三種時效的預報對于作中小尺度天氣的預報來說都是重要的。首先要依靠常規(guī)的短期預報方法作未來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)的預報。然后便要依靠甚短期預報和臨近預報方法來定時、定點、定量（定強度）地做出確切的天氣預報。其中甚短期預報一般是在事件發(fā)生前作出的，而臨近預報通常是在事件已經(jīng)在進展時做出的。54.什么叫線性外推法和有效線性外推期?！敬鸢浮浚壕€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，因而便可按其過去的演變情況推論它未來的狀態(tài)（位置和強度）的預報方法。有效線形外推期的長短取決于不同的天氣現(xiàn)象和天氣系統(tǒng)。一般來說某種天氣現(xiàn)象和天氣系統(tǒng)的有效線形外推期的長短相當于該現(xiàn)象和系統(tǒng)生命期的1/4~1/10。大尺度系統(tǒng)（如鋒、臺風等）有較長的有效線形外推期。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)值預報法？簡述其預報能力。【答案】：數(shù)值預報法是根據(jù)流體力學和熱力學原理作出的非線性天氣預報方法。大尺度數(shù)值天氣預報模式已充分表現(xiàn)其對短期天氣過程的預報能力，而且隨著每次對模式作出改進后，預報正確率都出現(xiàn)一定提高。然而大尺度數(shù)值模式對中小尺度運動及其物理變化的考慮是粗糙的，而且由于測站密度、觀測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報能力一般隨著預報對象的尺度減小而下降。根據(jù)預報實驗表明，就目前的水平而言，全球數(shù)值模式對0~12h的預報準確率低于氣候預報的正確率。中尺度模式要稍好些，但其0~8h的預報正確率也低于氣候預報正確率。56.正在發(fā)展的兩種中尺度預報模式是什么？目前與中尺度模式分辨率相適應的觀測資料是什么？【答案】：兩種正在發(fā)展的中尺度數(shù)值預報模式分別是詳細考慮各種物理過程的復雜的數(shù)值模式和適用于各種特殊的簡化的數(shù)值模式。雷達和衛(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的觀測資料。但是把雷達和衛(wèi)星圖像中所包含的有價值的信息直接用于數(shù)值天氣預報模式是一個正在研究的問題。57.什么是相似離度，簡述其定義?！敬鸢浮浚合嗨齐x度是用于衡量兩個樣本i與j之間相似程度的一個量。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分別為它們對總相似程度的貢獻系數(shù)，m為所計算的相似場的格點數(shù)（或測站數(shù)）。58.什么叫局地條件氣候學？舉例說明如何應用局地田間氣候學作天氣預報?！敬鸢浮浚涸谝欢l件下，對長期重復出現(xiàn)的局地天氣的統(tǒng)計研究，稱為局地條件氣候學。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和大氣穩(wěn)定度。在有利的天氣學的條件下，統(tǒng)計得出的氣候學結果，對預報也有相當?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，在某些風向條件下，由于地形強迫作用，冰雹、龍卷會經(jīng)常發(fā)生在一定的地區(qū)等。由于播撒機制對鋒面降水地形增幅后的中尺度系統(tǒng)分布預報，都是應用局地條件氣候學方法的實例。59.簡述長江流域暴雨標準?！敬鸢浮浚骸氨┯辍币话惴褐附邓畯姸群艽蟮慕邓录跇I(yè)務工作中通常以24h降水量（）為標準來定義。對長江流域而言，≥50mm稱為暴雨，進一步細分為四個等級：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.簡述暴雨預報中的“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)，這個地區(qū)便是暴雨最可能發(fā)生的地區(qū)。這種預報暴雨的方法稱為“綜合疊套法”，或稱為“圍區(qū)法”，“落區(qū)法”。61.簡述用MOS法作暴雨預報的難點和修訂技術。【答案】：MOS預報制作暴雨預報面臨的難點是暴雨屬小概率事件，統(tǒng)計方法用于小概率事件的預報其效果不佳；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)值預報產(chǎn)品，尚不能反映次天氣尺度以下的天氣系統(tǒng)。為此，我國在用MOS方法作暴雨預報時，常采用以下技術來克服和彌補上述缺陷：①消空處理；②對天氣形式分類；③挑選好的預報因子；④適當處理預報對象。62.什么是強對流？簡述強對流天氣發(fā)生發(fā)展的典型形勢特征?！敬鸢浮浚簭妼α魈鞖庖话闶侵赴殡S雷暴發(fā)生的大雹、強風、龍卷風等劇烈天氣。強對流天氣發(fā)生發(fā)展的典型形勢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，層結不穩(wěn)定度很大。63.如何預報雷暴大風？【答案】：觀測證明，雷暴大風通常是同強雷暴相聯(lián)系的，尤其是下?lián)舯┝鳎浅墕误w強對流風暴的產(chǎn)物。當天氣形勢為可能出現(xiàn)雷暴時，在預報工作實踐中常用以下方法預報大風：①使用雷達資料；②使用衛(wèi)星云圖資料；③使用探空資料；④使用經(jīng)驗指標；⑤使用診斷指標。64.簡述冰雹預報的關注要點?！敬鸢浮浚罕㈩A報的關注要點是：①是否有強上升氣流；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雹粒在通過凍結高度到地面這一氣層時的融化作用（凍結高度到地面的距離；這個距離內(nèi)的平均氣溫；雹粒尺寸）；④使用多普勒雷達垂直累積液態(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？【答案】：CSI指標即臨界成功指數(shù)。它是對預報準確率或對一種預報方法和技術進行客觀評估