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第一章　引论1

1.1 中尺度天气学的科学意义及应用前景1

1.2　中尺度大气运动的基本特征7

1.2.1 中尺度大气运动定义7

1.2.2 中尺度大气运动的基本特征9

第二章　中尺度大气运动的动力学基础11

2.1　中尺度大气运动的控制方程组11

2.1.1 热力学变量的尺度分析12

2.1.2　状态方程和位温方程的简化13

2.1.3　水平运动方程的简化14

2.1.4　垂直运动方程的简化14

2.1.5　连续方程的简化15

2.1.6 热力学方程的简化16

2.1.7 中尺度运动的简化控制方程组17

2.2　弹性近似及中尺度大气运动的特征波动18

2.2.1 包辛内斯克（Boussinesq）近似和滞弹性（anelastic）近似18

2.2.2　弹性流体的特征波动18

2.2.3　弹性近似后的滤声波方程23

2.3　中尺度重力波的动力学特征24

2.3.1 惯性重力内波形成的机制25

2.3.2　惯性重力内波的不稳定机制26

2.3.3 重力波的动力学性质27

2.3.4　惯性重力波的结构及其对天气影响30

2.4　中尺度大气运动的动力不稳定32

2.4.1　对称性不稳定的概念32

2.4.2　对称不稳定的判据33

第三章　影响中尺度大气运动的物理条件41

3.1　大气的热力不稳定性与对流运动41

3.1.1　静力稳定度42

3.1.2 条件性不稳定、对流性不稳定及位势不稳定43

3.1.3　逆温层和干暖盖的作用44

3.2　下沉气流45

3.2.1　普通积云的云外下沉气流45

3.2.2 强风暴中尺度环流的下沉运动47

3.3　挟卷效应48

3.3.1 气泡模式49

3.3.2 气柱模式50

3.3.3　有挟卷作用的饱和过程中气块温度变化率51

3.4　风的垂直切变53

3.4.1 风垂直切变影响风暴发展的动力学机制54

3.4.2　风的垂直切变影响对流运动的物理过程57

3.5　低空急流与高空急流61

3.5.1　低空急流与强对流天气61

3.5.2 高空急流的作用66

3.5.3 高低空急流的耦合与对流天气68

3.5.4 高低空急流耦合对强风暴发展的作用69

3.6　积云对流反馈作用70

3.6.1 积云对流潜热反馈对垂直速度的增幅作用70

3.6.2 第二类条件不稳定（CISK）72

3.6.3　积云对流潜热对风场的反馈作用76

第四章　地形性中尺度环流77

4.1　背风波77

4.1.1 地形波77

4.1.2 背风波的特征和形成条件77

4.1.3　背风波理论78

4.2　下坡风84

4.2.1　暖风——焚风85

4.2.2　冷风——布拉风85

4.2.3　下坡风的机制86

4.3　尾流区环流88

4.3.1 中尺度背风低压88

4.3.2 中尺度背风涡旋89

4.4　海陆风环流90

4.4.1　经典海陆风环流理论91

4.4.2　近代海陆风环流的数值研究93

4.5　城市热岛环流96

4.5.1　城市热岛的基本特征97

4.5.2　城市热岛形成的天气学条件99

4.5.3　城市热岛环流及其对天气的影响100

第五章　强烈对流性中尺度系统101

5.1　普通单体雷暴和局地强风暴101

5.1.1　普通单体雷暴101

5.1.2　局地强风暴102

5.2　飑线106

5.2.1　飑线的概念106

5.2.2　飑线形成的大尺度条件和形成方式106

5.2.3 中纬度飑线的结构110

5.2.4　热带飑线113

5.3　中尺度对流复合体（MCC）114

5.3.1　MCC的一般特征114

5.3.2　MCC的中尺度结构115

5.3.3　MCC生成和发展的天气尺度环境117

5.4　龙卷121

5.4.1　龙卷的基本特征121

5.4.2　龙卷与母体风暴122

5.4.3　龙卷形成的机制分析125

5.5　下击暴流127

5.5.1　下击暴流的尺度和种类128

5.5.2　下击暴流的形成129

第六章　中纬度锋面的中尺度天气特征和锋生环流动力学131

6.1　中纬度锋面的中尺度天气特征131

6.1.1 天气尺度的降水系统132

6.1.2　锋面中的中尺度雨带135

6.2　梅雨锋暴雨的中尺度特征139

6.2.1　α中尺度降水系统139

6.2.2　β中尺度降水系统142

6.3　锋生和锋生动力学146

6.3.1　锋生运动学146

6.3.2　锋生动力学的基本特征148

6.3.3　地转动量近似下的锋生149

6.4　锋生横向次级环流155

第七章　中尺度锋157

7.1　飑锋157

7.1.1　飑锋的一般特征157

7.1.2　飑锋的结构158

7.1.3　飑锋动力学161

7.2　海岸锋和海风锋164

7.2.1　海岸锋164

7.2.2　海风锋167

7.3　干线170

7.3.1　干线的一般特征170

7.3.2　干线的形成172

第八章　大气涡旋运动的中尺度特征175

8.1　中纬度气旋中的重力波175

8.1.1 气旋内重力波的分析175

8.1.2　气旋内重力波的动力学特征和天气分布179

8.2　热带气旋中的中尺度特征180

8.2.1 热带气旋的一般结构180

8.2.2　眼壁的特征182

8.2.3 中尺度螺旋云雨带183

8.2.4　横式大气的飓风中尺度环流特征185

第九章　中尺度天气分析187

9.1　中尺度天气系统的分离187

9.1.1　Barnes方法187

9.1.2　Shuman-Shapiro方法190

9.2　热力稳定度分析194

9.2.1 θe（θ′se）和Eσ（Tσ）的分析194

9.2.2　对流不稳定能量196

9.2.3　热力稳定度指数199

9.2.4　对流不稳定倾向方程201

9.3　高分辨不稳定能量的计算202

9.3.1 △Hp2sp1是Tvi的内插值多项式203

9.3.2 厚度场△Hp2p1（x,y）的计算204

9.3.3　实例分析206

9.4　条件对称不稳定的分析和计算207

9.4.1　二元法208

9.4.2　有效位能法210

9.5　中尺度重力波分析213

9.5.1 中尺度重力波不稳定的动力条件分析213

9.5.2 中尺度重力波不稳定的热力条件分析215

9.5.3 波导过程在中尺度重力波维持中的作用216

9.6　倾斜湿位涡的分析219

9.6.1　湿位涡守恒性220

9.6.2　倾斜涡度发展（SVD）220

9.6.3　P坐标系下倾斜涡度发展222

第十章　中尺度天气预报223

10.1　中尺度天气的监测224

10.1.1 中尺度天气监测网的设置224

10.1.2 中尺度天气的监测手段225

10.2　中尺度天气预报的基本方法232

10.2.1　线性外推233

10.2.2　模式预报237

10.2.3　结构化预报239

10.2.4　局地条件气候学241

10.2.5　统计学方法243

10.2.6　中尺度数值预报248

10.3　中尺度天气的预报系统249

10.3.1　预报系统的特征249

10.3.2　预报系统的设计251

10.3.3　预报系统的业务工作站253

第十一章　强对流天气的预报255

11.1　强对流天气的发展机理分析255

11.1.1　对流风暴的发展条件255

11.1.2　对流风暴的环境257

11.2　强对流天气和暴雨发展机理的差异分析265

11.3　对流尺度相互作用对强对流天气发展的影响267

11.4　强对流天气的类别预报271

11.4.1　雷暴大风（下击暴流）预报271

11.4.2　冰雹预报274

11.4.3　短时局地强降水预报276

11.5　暴雨预报278

11.5.1　暴雨发生的大尺度环流背景278

11.5.2　造成暴雨的天气系统及其垂直环流279

11.5.3 中尺度系统在暴雨形成中的作用281

11.5.4　暴雨预报方法284

11.6　强对流天气预报系统287

11.6.1　预报工作平台287

11.6.2　预报系统设计288

11.6.3 系统构成292

中文参考文献293

外文参考文献295