1. 中尺度渦旋的生成機制

派風(fēng)是指螺旋狀運動的風(fēng),。派風(fēng)也可以形容迅疾的動作,。在氣象學(xué)中，派風(fēng)是熱帶氣旋的一種,，派風(fēng)圍繞著一個低大氣壓的強中心旋轉(zhuǎn),。派風(fēng)的特點是向內(nèi)旋轉(zhuǎn)的氣流,，繞著一個低壓區(qū)旋轉(zhuǎn)。最大的低壓系統(tǒng)是極地渦旋和最大尺度的溫帶氣旋派風(fēng),。

2. 中尺度渦旋又被稱為

如果離心力和科氏力之比很大,，旋衡風(fēng)平衡的假設(shè)便可以成立。 在現(xiàn)實世界中,，旋衡風(fēng)平衡的確存在,。 像龍卷,，水龍卷，塵暴這些小尺度的渦旋,，科氏力可以忽略,，其維持旋衡風(fēng)平衡。

3. 中尺度渦旋特征分析

大氣湍流是大氣中的一種重要運動形式,，它的存在使大氣中的動量,、熱量、水氣和污染物的垂直和水平交換作用明顯增強,，遠(yuǎn)大于分子運動的交換強度,。大氣湍流的存在同時對光波、聲波和電磁波在大氣中的傳播產(chǎn)生一定的干擾作用,。

在大氣運動過程中,，在其平均風(fēng)速和風(fēng)向上疊加的各種尺度的無規(guī)則漲落。 這種現(xiàn)象同時在溫度,、濕度以及其他要素上表現(xiàn)出來,。大氣湍流最常發(fā)生的3個區(qū)域是：

① 大氣底層的邊界層內(nèi)。

②對流云的云體內(nèi)部,。

③大氣對流層上部的西風(fēng)急流區(qū)內(nèi),。

大氣湍流的條件

大氣湍流的發(fā)生需具備一定的動力學(xué)和熱力學(xué)條件：其動力學(xué)條件是空氣層中具有明顯的風(fēng)速切變；熱力學(xué)條件是空氣層必須具有一定的不穩(wěn)定度,，其中最有利的條件是上層空氣溫度低于下層的對流條件，在風(fēng)速切變較強時,，上層氣溫略高于下層,，仍可能存在較弱的大氣湍流。理論研究認(rèn)為,，大氣湍流運動是由各種尺度的渦旋連續(xù)分布疊加而成,。其中大尺度渦旋的能量來自平均運動的動量和浮力對流的能量；中間尺度的渦旋能量,，則保持著從上一級大渦旋往下一級小渦旋傳送能量的關(guān)系,；在渦旋尺度更小的范圍里，能量的損耗起到了主要的作用,，因而湍流渦旋具有一定的最小尺度,。在大氣邊界層內(nèi)，可觀測分析到最大尺度渦旋約為 1千米到數(shù)百米,；而最小尺度約為1毫米,。

4. 渦度 旋度

不一定。在大氣中,，渦度即是一個空氣微團的旋度,。有正負(fù)渦度,，在北半球中，逆時針為正渦度,，順時針相反,，南半球反之。

渦度是一個三維矢量,，其定義是：速度場的旋度,。在氣象學(xué)應(yīng)用中，一般只考慮渦度的垂直分量,，即圍繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的渦度分量,。其垂直渦度等于相應(yīng)角速度的二倍，必須注意,，流體的角速度并不是整體一致的,，這里所說的角速度是指當(dāng)面元無限趨近于中心點O時的極限值。平均渦度是平均角速度的二倍,。

渦度用來描述流體的旋轉(zhuǎn)情況,。在數(shù)學(xué)上，渦度是描述速度場的旋度,，是一個向量場,。

5. 中尺度渦形成原因

                      答：梅雨是由于亞洲大陸與西太平洋海洋的季風(fēng)交替及其相關(guān)氣候系統(tǒng)共同作用形成的一種特殊氣象現(xiàn)象。

在春季末尾和夏季初期,，亞洲大陸逐漸升溫,，降低氣壓，形成低壓區(qū),。與此同時,，太平洋副熱帶高壓區(qū)和季風(fēng)氣流的加強導(dǎo)致暖濕的海洋氣流向亞洲大陸輸送。這兩股氣流在經(jīng)緯度為20°-40°的地區(qū)相遇并形成鋒面,。在這條鋒線上,，預(yù)期降水強度最高；由于至少有一端固定在東海及日本南海,，所以也將其稱為江南梅雨鋒或日本梅雨鋒,。隨季節(jié) 交替，這個帶狀地區(qū)的降水逐漸由南向北推進,，形成梅雨季節(jié),。

梅雨包括兩個階段，即春梅和夏梅,。春梅出現(xiàn)在5月,，夏梅出現(xiàn)在6-7月。梅雨帶的持續(xù)時間和降水量受多種氣候因素影響,，例如厄爾尼諾現(xiàn)象,、海洋環(huán)流等,。此外，梅雨現(xiàn)象并非僅限于東亞地區(qū),，像印度次大陸季風(fēng)區(qū),、美洲東南部地區(qū)及非洲東部地區(qū)都有類似氣候特點。換句話說,，梅雨是全球范圍內(nèi)共有的現(xiàn)象,。

6. 中尺度渦旋的生成機制是什么

氣旋是同一高度中心氣壓低于四周的、占有三度空間的大尺度渦旋,。在北半球,。氣旋范圍內(nèi)的空氣作逆時針旋轉(zhuǎn)，在南半球其旋轉(zhuǎn)方向為順時針,。從氣壓場的角度看,，氣旋又是低氣壓，因而又稱為“低壓”,。反之,，同一高度上中心氣壓高于四周的大尺度渦旋叫反氣旋。

氣旋,、反氣旋的強度一般用其中心氣壓值來表示,。氣旋中心氣壓越低，氣旋越強,，反之越弱,；反氣旋中心氣壓越高，反氣旋越強,。

地面氣旋的中心氣壓值一般在970～1010hPa之間,。地面反氣旋氣壓一般在1020～1030hPa之間。就平均情況而言,，溫帶氣旋與反氣旋的強度隨季節(jié)有所變化,，一般冬季比夏季強,。海上溫帶氣旋比陸地強,，反氣旋則陸地比海上強，這與海陸的熱力作用不同有關(guān),。

1．氣旋,、反氣旋的分類

(1)氣旋

根據(jù)氣旋形成和活動的主要地理區(qū)域，可分為溫帶氣旋和熱帶氣旋兩大類,；按其熱力結(jié)構(gòu)可分為鋒面氣旋和無鋒面氣旋,。氣旋中有鋒面的氣旋叫鋒面氣旋，鋒面氣旋的溫壓場是不對稱的,，移動性大,，而且是帶來云和降水的主要天氣系統(tǒng),，是本節(jié)討論的重點所在。無鋒面氣旋又可分為兩類①熱帶氣旋：發(fā)生在熱帶海洋上的強烈的氣旋性渦旋,，當(dāng)其中風(fēng)力達(dá)到一定程度時,，稱為臺風(fēng)或颶風(fēng)；②局地性氣旋：由于地形作用或下墊面加熱作用而產(chǎn)生的地形低壓或熱低壓,，這類氣旋基本上不移動,，一般不會帶來云雨天氣。

(2)反氣旋

根據(jù)其形成和活動的主要地理區(qū)域分為極地反氣旋,、溫帶反氣旋和副熱帶反氣旋,；按其熱力結(jié)構(gòu)可分為冷性反氣旋和暖性反氣旋。

活動于中高緯度大陸近地面層的反氣旋多屬冷性反氣旋,，習(xí)慣上又稱冷高壓,。冬半年強大的冷高壓南下，可造成24小時內(nèi)降溫超過10℃的寒潮天氣,。

出現(xiàn)在副熱帶地區(qū)的副熱帶高壓多屬暖性反氣旋,。副熱帶高壓較少移動，但有季節(jié)性的南北位移和中,、短期的東西進退,。

7. 中尺度渦旋的生成機制是

“置換風(fēng)眼”是一種流體力學(xué)現(xiàn)象，是指在海洋或湖泊等自由表面水域中,，水流通過地形等障礙物時產(chǎn)生的一種旋轉(zhuǎn)流現(xiàn)象,，表現(xiàn)為水面上形成一個平穩(wěn)的環(huán)形或圓形水流區(qū)域，其中心位置深度較大,，水流速度較慢,，而圓形區(qū)域外部則是快速旋轉(zhuǎn)的周邊水流。

置換風(fēng)眼主要是由于介質(zhì)速度的離心作用導(dǎo)致,，其產(chǎn)生原因和機理與臺風(fēng)類似,，是一種類似于渦旋和渦核的大尺度環(huán)流現(xiàn)象。在海洋和湖泊中,，置換風(fēng)眼通常出現(xiàn)在灘涂,、沙丘、島嶼,、掛浮細(xì)胞等物體附近,，也可能由于風(fēng)力、海流等環(huán)境因素的影響而在某些位置形成,。

置換風(fēng)眼在水力工程,、海洋科學(xué)、生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域中具有重要的研究價值和應(yīng)用潛力，例如可以用于控制海洋污染物擴散,、提高水生生物飼養(yǎng)效率等,，并且還可以作為一種美麗的自然景觀吸引游客前來觀賞和旅游。

8. 中尺度對流渦旋

1. 深圳沒有龍卷風(fēng),。2. 這是因為深圳地理位置靠近南海,，處于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)域，氣候溫暖濕潤,，相對來說龍卷風(fēng)形成的條件并不容易滿足,。3. 此外，深圳周邊地區(qū)地勢相對平坦,，沒有大型山脈或高地來阻擋氣流,，也減少了龍卷風(fēng)形成的可能性。因此,，深圳地區(qū)相對較少出現(xiàn)龍卷風(fēng)的情況,。

9. 中尺度渦旋的生成機制有哪些

影響厄爾尼諾事件的物理因子都是互相聯(lián)系、互為因果的,。如信風(fēng)是厄爾尼諾事件的成因,，太陽黑子活動又是信風(fēng)的成因；地球自轉(zhuǎn)速度是厄爾尼諾事件的成因,，大氣角動量又是地球自轉(zhuǎn)速度的成因,。其中信風(fēng)與地球自轉(zhuǎn)速度、太陽黑子活動與大氣角動量又是互相聯(lián)系的,。這些物理因子層層相接,、環(huán)環(huán)相扣，組成了一個互相聯(lián)系,、互為因果的厄爾尼諾事件成因鏈,。

1.1 信風(fēng)

在正常情況下，赤道太平洋盛行偏東風(fēng)（信風(fēng)）,，大洋東側(cè)的表層暖水被輸送到西太平洋,，西太平洋水位不斷上升，熱量也不斷積累,，使得西部海平面通常比東部偏高40 cm,，年平均海溫西部約為29℃，而東部沿岸只有24℃左右,。但是,，當(dāng)信風(fēng)減弱時,，維持赤道太平洋海面西高東低的支柱被破壞,，西太平洋的表層暖水迅速向東蔓延，以致東太平洋地區(qū)的冷水上翻作用減弱，最終導(dǎo)致東太平洋海表溫度SST上升,，形成厄爾尼諾事件,。

1.2 沃克環(huán)流

當(dāng)沃克環(huán)流處于低強度狀態(tài)時（即復(fù)活節(jié)島的高壓和印尼的低壓同時減弱時），南半球東南信風(fēng)減弱,，以致赤道涌升流減弱,，熱帶東太平洋海表溫度SST上升，有利于出現(xiàn)厄爾尼諾事件,，反之則不利于出現(xiàn)厄爾尼諾事件,。沃克環(huán)流時強時弱，周期大約為3~5 a,，與厄爾尼諾事件的周期相吻合,。

1.3 東亞大槽

在厄爾尼諾事件發(fā)生前的冬半年，東亞強冷空氣活動頻繁,，并且可直接影響到赤道中西太平洋地區(qū),，造成偏東信風(fēng)減弱。因此,，冬半年強東亞大槽的頻繁活動,，通過行星波活動不斷將能量向東南方向頻散到中西太平洋地區(qū)，引起赤道中西太平洋地區(qū)偏東信風(fēng)持續(xù)減弱,，以及對流活動加強,，最終可能導(dǎo)致厄爾尼諾事件的發(fā)生。

1.4 熱帶大氣環(huán)流

東亞季風(fēng)區(qū)對流層高層異常強的東風(fēng)急流,，通過高層北風(fēng)越赤道氣流向南輸送東風(fēng)動量,，使得高層澳大利亞至中太平洋散度風(fēng)東風(fēng)以及澳大利亞上空的輻合和下沉運動加強，導(dǎo)致澳大利亞低層冷空氣堆積,，使澳大利亞至東太平洋的緯向熱力對比和澳大利亞至太平洋輻散西風(fēng)增強,，通過低層南風(fēng)越赤道氣流向北輸送西風(fēng)動量，抑制赤道太平洋偏東信風(fēng),，從而導(dǎo)致厄爾尼諾事件,。

1.5 太陽黑子活動

1981~1994年發(fā)生的3次厄爾尼諾事件均出現(xiàn)在太陽黑子活動的50 d振蕩周期的谷值時期[3]。計算表明,，在太陽黑子活動11 a周期的谷年前后,，地球上各緯度帶的年平均溫度都是正距平，即此時太陽輻射達(dá)到最大值,；在太陽黑子活動11 a周期的峰年前后,，太陽輻射達(dá)到最小值。太陽輻射是氣候形成的決定性因子,，所以太陽輻射的異常變化必將引起氣候的異常變化,。

1.6 日食

當(dāng)日食發(fā)生時,，地球上接受的太陽輻射能減少，日食區(qū)氣柱對外作正功是日食誘發(fā)厄爾尼諾現(xiàn)象的熱—動力機制[5],。大尺度渦旋的動能不到地球一日獲得的太陽能量的1/100,，這遠(yuǎn)小于一次日食形成的大氣有效位能，所以一次或數(shù)次日食可以激發(fā)大氣長波,。日食次數(shù)每年2~5次,，不盡相同，這足以使大氣環(huán)流出現(xiàn)異常變化,。

1.7 火山爆發(fā)

陸地上強烈的火山爆發(fā)可形成全球性的塵幔,。這些塵幔在高層大氣中能停留數(shù)年之久，它們強烈地反射和散射太陽輻射,。1883年喀拉喀托火山爆發(fā)后的三年內(nèi),，北半球中緯度的太陽直接輻射分別減少10%、15%和10%,。因此,，火山爆發(fā)產(chǎn)生一種使地球變冷的效應(yīng)，從而導(dǎo)致信風(fēng)減弱,，最終形成厄爾尼諾事件,。

1.8 行星運動

行星運動的位置與厄爾尼諾事件有重要的聯(lián)系，它是通過天體引潮力來引發(fā)厄爾尼諾事件的,。四大行星（火星,、木星、土星,、天王星）沖日時日心黃緯的極值年指與前次和后次沖日時行星的日心黃緯相比,，本次沖日時日心黃緯為極大或極小的年份。在1950~1995年,，四大行星沖日時日心黃緯共出現(xiàn)了10個正極值年,，除了1980、1981年以外,，其余8個都是厄爾尼諾年,。在8個負(fù)極值年中，有4個當(dāng)年是厄爾尼諾年,，其余4個在次年發(fā)生了厄爾尼諾現(xiàn)象,。

1.9 天文周期

把黃道面四顆一等恒星先后與太陽、地球運行成三點一直線的四個天文奇點之太陽投影瞬時位相看成一種天文周期[7],。黃道面附近四顆一等亮星和太陽位于地球之兩側(cè),，視赤經(jīng)相等之時為“合日”，四顆一等亮星和太陽位于地球之一側(cè),，視赤經(jīng)相差180°為“沖日”,。合日和沖日都是星,、日、地三者成直線之時,。當(dāng)天文奇點出現(xiàn)時，地球受到的天體引潮力達(dá)到最大值,，從而引發(fā)厄爾尼諾事件,。

1.10 地球自轉(zhuǎn)速度

海水和大氣都是附在地球表面的物質(zhì)，它們隨地球快速地自西向東旋轉(zhuǎn),。在赤道上,，地球自轉(zhuǎn)的線速度最大，達(dá)到465 m/s,。計算表明,，由于地球自轉(zhuǎn)速度減慢，在±10°的低緯度地區(qū),，海水可獲得0,。5 cm/s的向東相對速度。由于這一相對速度系作用于全球低緯度地區(qū)的整層海水,，并且該向東相對速度已達(dá)全球海洋平均流速2 cm/s的四分之一,，因此，當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)突然減慢時,，會出現(xiàn)一種“剎車效應(yīng)”,，使大氣和海水獲得一個向東的慣性力。正是這個慣性力引起赤道洋流減弱,，導(dǎo)致東太平洋地區(qū)的冷水上翻作用減弱,，以致出現(xiàn)厄爾尼諾事件。

1.11 大氣角動量

由于冬,、夏半球接受太陽輻射的差異和南,、北半球海陸分布面積的差別，引起北半球冬,、夏季節(jié)的溫度變率大于南半球,，使得北半球冬、夏季節(jié)的大氣西風(fēng)角動量的變化明顯大于南半球,，從而導(dǎo)致地球自轉(zhuǎn)冬季慢夏季快的季節(jié)變化[9],。厄爾尼諾事件的增溫盛期一般出現(xiàn)在年底的事實可以說明這一點。

1.12 地幔膨脹

統(tǒng)計表明,，厄爾尼諾事件主要出現(xiàn)在地球自轉(zhuǎn)速度急劇減慢的第二年,，其主要原因是地幔間歇性的不對稱膨脹。當(dāng)?shù)厍騼?nèi)部熱量積聚過剩時,，地幔膨脹,，以致地球轉(zhuǎn)速變慢,，同時巖漿沖破地殼薄弱部位，使地震和火山爆發(fā)增多,，洋中脊擴張增強,。當(dāng)?shù)厍騼?nèi)部熱量散發(fā)后，地幔收縮,，以致地球轉(zhuǎn)速變快,，同時地震和火山減少，洋中脊擴張減弱,。該過程反復(fù)進行,，導(dǎo)致地球轉(zhuǎn)速出現(xiàn)準(zhǔn)周期變化。

1.13 暖池海溫

赤道西太平洋暖池（140°E~180°,、10°S~10°N）的海溫是全球最高的,。在厄爾尼諾事件發(fā)生之前的半年到兩年內(nèi)，暖池次表層海溫就有明顯的持續(xù)正距平出現(xiàn),。厄爾尼諾事件的發(fā)生與暖池次表層海溫正異常的東傳有直接的關(guān)系,。每當(dāng)次表層海溫正距平由暖池區(qū)東傳到赤道中東太平洋，增暖區(qū)會逐漸向海洋表層擴展,，最終引起赤道東太平洋SST的正異常,，厄爾尼諾事件也就爆發(fā)。

1.14 海底地?zé)?/p>

海底地?zé)峥芍苯邮购Ｋ郎?，從而形成厄爾尼諾事件,。海底的地震活動、火山爆發(fā),、熱液噴泉以及地?zé)岙惓^(qū)都伴有大量的地?zé)後尫?，其中熱液噴泉可達(dá)300~400℃，最高可達(dá)750℃,，而火山爆發(fā)的玄武質(zhì)熔巖流更是高達(dá)1 100~1 200℃,。太平洋的洋中脊偏在太平洋的東部，Cyana潛艇探測表明,，它主要由玄武巖組成,。對位于赤道西太平洋俯沖帶的菲律賓群島、新幾內(nèi)亞島及位于赤道太平洋洋中脊附近的墨西哥高原南部海區(qū)等3個地震區(qū)≥7級的地震總次數(shù)與1900年以來的厄爾尼諾事件的統(tǒng)計表明,，有80%以上的厄爾尼諾事件都發(fā)生在地震活躍年（或次年）,。