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高等天气学 1996 1、试用简明的涡度方程或位势倾向方程中各项说明制约温带气旋发展的物理因子，进行简单的解释。 （位势倾向方程，其余略） 制约气旋发展的物理因子主要有：涡度平流，温度平流，凝结潜热，摩擦，辐射和地形。 根据地面气压系统的发展方程： 上式中，假定是对无辐散层的，略去的作用，是热成风涡度，是非绝热加热率，平均号代表地面到无辐散层高度的气压加权平均值，是p坐标系中的垂直速度。地面气压系统的发展，是与无辐射层上的涡度平流以及地面到无辐散层间的平均温度平流、平均温度绝热变化和非绝热变化的拉普拉斯有关。在正涡度平流区，，有，即无辐散层上正涡度输送区将使地面涡度增加，相应气压降低。温度平流项又可称厚度平流项（）。在平均暖平流区，，在平均冷平流区，，故在暖平流最强的地区，，因而使，而在冷平流最强的地区，，有，前者有利于气旋的生成发展，后者不利于气旋的生成发展。绝热变化项代表大气层结和垂直速度分布对地面相对涡度变化的作用。对未饱和情况，通常，当时，。在最强上升运动处，气柱变冷最多，因而，这使，这不利于气旋的生成发展。同理，稳定层结下，下沉运动最强处，使，有利于气旋的生成发展。非绝热项表明，在热源地区（），有，则，即有热源区或加热区，非绝热作用使气旋生成和发展。冷源地区有利于反气旋生成发展。 2、解释中尺度对流复合体（MCC）的定义，并说明它的主要特点。（略）P414,P416 参考后半部分17题 MCC定义： 尺度A：小于－320C的红外温度的云区面积必须大于106km2。尺度B：小于－520C的温度的内部冷云区的面积 开始时：尺度定义A和B首先满足。 生命期：满足尺度定义A和B的时期6小时。 最大范围：连续的冷云区（红外温度）达到最大尺度。 外形：椭圆形，在最大范围时刻偏心率。 结束时：尺度定义A和B不再满足。 成熟MCC结构的主要特征： （1）在对流层下半部（尤其在700hPa以下）相对流入从各方进入系统。 （2）中层相对气流很弱，因为系统近于与中层气流一起移动。在对流层上部，系统周围的相对气流是辐散的，下风处比上风处弱得多。 （3）最强的对流单体经常出现在系统的右后象限，有时具有线状排列，取向与系统的运动方向一致。 （4）在平均中尺度上升区也出现大范围的弱降水和阵雨区，通常在强对流区左侧。 （5）MCC出现在偏南低空风最大值前端的强暖平流和强辐合区中。 （6）在浅薄边界层中，系统是冷心的，中层大部地区是暖心，再向上在对流层上部和平流层下部又是冷心。 （7）上述热力结构在边界层产生一中高压，其上为中低压，对流层上部为中高压。中低压的作用是增强流入而高空中高压可使系统北缘之高度梯度增加，形成强反气旋曲率流出的急流带。 3、什么叫“大气遥相关”，给出热带地区热源强迫所构成的几种大气遥相关型。 大气遥相关是指某个区域的大气环流的变化与远距离的某些区域的气象要素场有很强的相关关系。 在地面气压场上表现为一些大气活动中心之间的相反变化关系即涛动，如南方涛动（SO）是指热带印度洋和热带东太平洋气压变化的呈相反关系的现象，即印度洋上各站（如达尔文港）气压下降时，太平洋各站的气压及爪哇降水增加的趋势。北大西洋涛动（NAO），冰岛低压与北大西洋高压气压变化呈现相反关系，即当冰岛低压加深（中心气压下降）时，北大西洋高压加强（中心气压上升）；反之，当冰岛低压减弱中心气压上升时，北大西洋高压也减弱中心气压下降。还有北太平洋涛动。 在对流层中层500hPa高度场，取一些基点与所有格点求相关，可以看到一些正负相间的波列，这些波列有的类似于射线沿着某种大圆路径走向排列，发源于热带地区而后向东转向与某一纬圈相切，再向后弯曲进入热带地区，如PNA太平洋北美型、EA大西洋东部型、EUP欧亚-太平洋型；有的呈现为偶极子类型，如WA大西洋西部型、WP太平洋西部型。 这些波列表现为大气对一切持续的局地强迫作用在行星尺度上的响应，对地形有很强的依赖性，而气候平均定常波的存在是这种相关结构的成因之一。一方面遥相关对外源强迫如热带海表温度异常可以有极其明显的响应，例如赤道东太平洋SST的异常将形成比较稳定的遥相关型，如PNA、EUP等。另一方面，大气内部的非线性相互作用也是激发遥相关型的重要原因，如基于行星波在球面上的二维能量频散理论可以较好地解释遥相关的大圆路径，而时间平均气流的不稳定发展也是重要的原因之一。 热带地区热源强迫所构成的几种大气遥相关型：南方涛动，PNA也与赤道东太平洋SST有一定关系 4、试述热带地区在全球大气环流中的重要性，近二十年来热带气象学（包括热带大气环流及大气系统）主要成就有哪些方面（请说出三种以上）？ 重要性：（1）热带是整个大气的水汽、热量和角动量源。（2）热带大气和扰动与中高纬的大气和扰动有明显的相互作用