1. 中尺度渦旋的生成機(jī)制

派風(fēng)是指螺旋狀運(yùn)動(dòng)的風(fēng)。派風(fēng)也可以形容迅疾的動(dòng)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(gè)低大氣壓的強(qiáng)中心旋轉(zhuǎn),。派風(fēng)的特點(diǎn)是向內(nèi)旋轉(zhuǎn)的氣流,，繞著一個(gè)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(shí)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(yùn)動(dòng)形式,，它的存在使大氣中的動(dòng)量,、熱量,、水氣和污染物的垂直和水平交換作用明顯增強(qiáng)，遠(yuǎn)大于分子運(yùn)動(dòng)的交換強(qiáng)度,。大氣湍流的存在同時(shí)對(duì)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(yùn)動(dòng)過程中,，在其平均風(fēng)速和風(fēng)向上疊加的各種尺度的無(wú)規(guī)則漲落,。 這種現(xiàn)象同時(shí)在溫度、濕度以及其他要素上表現(xiàn)出來(lái),。大氣湍流最常發(fā)生的3個(gè)區(qū)域是：

① 大氣底層的邊界層內(nèi),。

②對(duì)流云的云體內(nèi)部。

③大氣對(duì)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(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)條件：其動(dòng)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(duì)流條件,，在風(fēng)速切變較強(qiáng)時(shí),，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(yùn)動(dòng)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(lái)自平均運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量和浮力對(duì)流的能量,；中間尺度的渦旋能量,，則保持著從上一級(jí)大渦旋往下一級(jí)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(cè)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(gè)空氣微團(tuán)的旋度。有正負(fù)渦度,，在北半球中,，逆時(shí)針為正渦度，順時(shí)針相反,，南半球反之,。

渦度是一個(gè)三維矢量,，其定義是：速度場(chǎng)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(wú)限趨近于中心點(diǎn)O時(shí)的極限值,。平均渦度是平均角速度的二倍,。

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

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(shí)，太平洋副熱帶高壓區(qū)和季風(fēng)氣流的加強(qiáng)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(qiáng)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(gè)帶狀地區(qū)的降水逐漸由南向北推進(jìn),，形成梅雨季節(jié)。

梅雨包括兩個(gè)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(shí)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(diǎn),。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(jī)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(shí)針旋轉(zhuǎn),，在南半球其旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針,。從氣壓場(chǎng)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(qiáng)度一般用其中心氣壓值來(lái)表示,。氣旋中心氣壓越低,，氣旋越強(qiáng)，反之越弱,；反氣旋中心氣壓越高,，反氣旋越強(qiáng)。

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(qiáng)度隨季節(jié)有所變化,，一般冬季比夏季強(qiáng),。海上溫帶氣旋比陸地強(qiáng)，反氣旋則陸地比海上強(qiáng),，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(dòng)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(wú)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(chǎng)是不對(duì)稱的,，移動(dòng)性大，而且是帶來(lái)云和降水的主要天氣系統(tǒng),，是本節(jié)討論的重點(diǎn)所在,。無(wú)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(qiáng)烈的氣旋性渦旋，當(dāng)其中風(fēng)力達(dá)到一定程度時(shí),，稱為臺(tái)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(dòng)，一般不會(huì)帶來(lái)云雨天氣,。

(2)反氣旋

根據(jù)其形成和活動(dòng)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(dòng)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(qiáng)大的冷高壓南下,，可造成24小時(shí)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(dòng),，但有季節(jié)性的南北位移和中,、短期的東西進(jìn)退。

7. 中尺度渦旋的生成機(jī)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(shí)產(chǎn)生的一種旋轉(zhuǎn)流現(xiàn)象，表現(xiàn)為水面上形成一個(gè)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(jī)理與臺(tái)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?jī)r(jià)值和應(yīng)用潛力,，例如可以用于控制海洋污染物擴(kuò)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(lái)觀賞和旅游,。

8. 中尺度對(duì)流渦旋

1. 深圳沒有龍卷風(fēng)。2. 這是因?yàn)樯钲诘乩砦恢每拷虾?，處于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)域,，氣候溫暖濕潤(rùn),，相對(duì)來(lái)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(shì)相對(duì)平坦,，沒有大型山脈或高地來(lái)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(duì)較少出現(xiàn)龍卷風(fēng)的情況。

9. 中尺度渦旋的生成機(jī)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(yáng)黑子活動(dòng)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(dòng)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(yáng)黑子活動(dòng)與大氣角動(dòng)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(gè)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(shí),，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(qiáng)度狀態(tài)時(shí)（即復(fù)活節(jié)島的高壓和印尼的低壓同時(shí)減弱時(shí)）,，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(shí)強(qiáng)時(shí)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(qiáng)冷空氣活動(dòng)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(qiáng)東亞大槽的頻繁活動(dòng)，通過行星波活動(dòng)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(duì)流活動(dòng)加強(qiáng)，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(duì)流層高層異常強(qiáng)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(dòng)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(yùn)動(dòng)加強(qiáng),，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(duì)比和澳大利亞至太平洋輻散西風(fēng)增強(qiáng)，通過低層南風(fēng)越赤道氣流向北輸送西風(fēng)動(dòng)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(yáng)黑子活動(dòng)

1981~1994年發(fā)生的3次厄爾尼諾事件均出現(xiàn)在太陽(yáng)黑子活動(dòng)的50 d振蕩周期的谷值時(shí)期[3],。計(jì)算表明,，在太陽(yáng)黑子活動(dòng)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(shí)太陽(yáng)輻射達(dá)到最大值,；在太陽(yáng)黑子活動(dòng)11 a周期的峰年前后，太陽(yáng)輻射達(dá)到最小值,。太陽(yáng)輻射是氣候形成的決定性因子,，所以太陽(yáng)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(shí),，地球上接受的太陽(yáng)輻射能減少,，日食區(qū)氣柱對(duì)外作正功是日食誘發(fā)厄爾尼諾現(xiàn)象的熱—?jiǎng)恿C(jī)制[5]。大尺度渦旋的動(dòng)能不到地球一日獲得的太陽(yáng)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(zhǎng)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(qiáng)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(qiáng)烈地反射和散射太陽(yáng)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(yáng)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(yùn)動(dòng)

行星運(yùn)動(dòng)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(lái)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(shí)日心黃緯的極值年指與前次和后次沖日時(shí)行星的日心黃緯相比，本次沖日時(shí)日心黃緯為極大或極小的年份,。在1950~1995年,，四大行星沖日時(shí)日心黃緯共出現(xiàn)了10個(gè)正極值年，除了1980,、1981年以外，其余8個(gè)都是厄爾尼諾年,。在8個(gè)負(fù)極值年中,，有4個(gè)當(dāng)年是厄爾尼諾年，其余4個(gè)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(yáng),、地球運(yùn)行成三點(diǎn)一直線的四個(gè)天文奇點(diǎn)之太陽(yáng)投影瞬時(shí)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(yáng)位于地球之兩側(cè),，視赤經(jīng)相等之時(shí)為“合日”,，四顆一等亮星和太陽(yáng)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(shí),。當(dāng)天文奇點(diǎn)出現(xiàn)時(shí),，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(jì)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(duì)速度,。由于這一相對(duì)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(duì)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(shí),，會(huì)出現(xiàn)一種“剎車效應(yīng)”，使大氣和海水獲得一個(gè)向東的慣性力,。正是這個(gè)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(dòng)量

由于冬,、夏半球接受太陽(yáng)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(dòng)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(shí)可以說明這一點(diǎn),。

1.12 地幔膨脹

統(tǒng)計(jì)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(duì)稱膨脹,。當(dāng)?shù)厍騼?nèi)部熱量積聚過剩時(shí),，地幔膨脹，以致地球轉(zhuǎn)速變慢,，同時(shí)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(kuò)張?jiān)鰪?qiáng),。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(shí)地震和火山減少,，洋中脊擴(kuò)張減弱,。該過程反復(fù)進(jìn)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(huì)逐漸向海洋表層擴(kuò)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(dòng),、火山爆發(fā),、熱液噴泉以及地?zé)岙惓^(qū)都伴有大量的地?zé)後尫牛渲袩嵋簢娙蛇_(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(cè)表明,，它主要由玄武巖組成。對(duì)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(gè)地震區(qū)≥7級(jí)的地震總次數(shù)與1900年以來(lái)的厄爾尼諾事件的統(tǒng)計(jì)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）。