中尺度系統

中尺度天氣是指水平尺度幾十公里至幾百公里，時間尺度幾小時到幾十小時的天氣現象，按其性質分為中尺度對流天氣和中尺度穩定性天氣。其中，中尺度對流天氣包括雷暴、短時強降水、冰雹、雷暴大風、龍捲以及下擊暴流等，它是在一定的大尺度環流背景中，由各種物理條件相互作用形成的中尺度天氣系統造成的。中尺度對流天氣主觀分析，是利用各種高空和地面觀測資料、雷達和衞星等遙感探測資料、數值分析預報產品等資料，分析產生中尺度對流天氣的中尺度對流系統及其發生發展的環境場條件。 ^[1] 

中尺度系統的種類很多，表1即是參考不同作者的分類結果並分別按中尺度系統的氣壓、流場、天氣特徵和移動等進行綜合分類的結果。

表1 中尺度系統的分類

中尺度天氣系統的水平空間尺度為

~

千米量級，強烈對流性中尺度天氣系統的水平尺度更小，只有

~

千米量級，垂直尺度為10千米左右，其生命期大多為幾小時至1天以內，而大尺度系統的水平尺度一般在

千米量級以上，生命期常達1天至幾天。

氣象要素梯度大，是中尺度天氣系統區別於大尺度系統的顯著特徵之一。例如，在颮線中尺度系統區，氣壓梯度達1~3 百帕/千米，温度梯度每千米達0.5 ℃；颮線過境，氣壓湧升1百帕/1~2分鐘，温度驟降1℃/1分鐘，而在大尺度天氣系統中，氣象要素梯度小得多，要素隨時間變化也小得多。

同這種大的氣象要素梯度相聯繫，中尺度系統所伴隨的天氣通常較強烈，常帶來大風、暴雨、冰雹，甚至出現龍捲和下擊暴流等猛烈致災天氣，且具有突發性和急劇變化的特徵。而大尺度所伴隨的天氣則弱得多，且較持續，變化也較緩慢。

大尺度運動是準地轉的，在大尺度系統中，空氣運動近於維持地轉風平衡或梯度風平衡。而在中尺度系統中，加速度同地轉偏向力和氣壓梯度力具有相同的數量級，對空氣運動有同等的重要性，因而運動是非地轉的，在中尺度系統中可看到風向和等壓線相垂直的特徵。

在垂直方向，大尺度運動是準靜力平衡的，較大的中尺度系統也具有準靜力平衡特性，但在強風暴類的對流性中尺度系統中，空氣運動是非靜力的，浮力可使氣塊產生較強的垂直加速度，導致猛烈天氣生成。

圖 成熟颮線系統的概略圖

颮線的水平尺度為150～300千米，生命期為4～10小時。在颮線中尺度系統中，氣壓梯度可達（1～3）百帕/100千米，有明顯的水平梯度，達0.5℃/千米，颮線過境，氣壓湧升1hPa/（1~2）min，與這種大的氣象要素梯度相聯繫的是強烈的天氣現象，沿颮線經常可以看到大風、強雷暴、強降水、冰雹等天氣現象，有時還出現下擊暴流或龍捲，帶來災害性的破壞。有利於颮線產生的環境條件是：大氣層結呈條件不穩定，低層水汽充沛；中層有幹、冷空氣入侵；高、低空存在急流並恰當耦合以及大氣中具有某種動力機制以釋放不穩定能量（如低空急流、重力波等）。

在一次較大範圍的強降水區中，可能鑲嵌有中α尺度雨帶（通稱中尺度雨帶），中尺度雨帶中含有中β尺度雨團（通稱中尺度雨團）。一次暴雨過程中，可能出現兩條或兩條以上的中尺度雨帶及多箇中尺度雨團活動，它們是造成暴雨天氣的重要成員。中尺度雨團有如下基本特徵：①水平尺度小，通常不超過200千米；②生命期短，一般在10小時以內；③低空輻合強，對流層低層水平散度達

；④多次發生，一次強降水過程中可出現多箇中尺度雨團；⑤降水強度大，1小時降水量可達50毫米以上；⑥兩種動態：移動性和準靜止性。多數中尺度雨團是移動性的。

圖 温帶氣旋中中尺度雨帶的分佈模式圖

（注：1.暖鋒雨帶；2.暖區雨帶；3.寬冷鋒雨帶；4.窄冷鋒雨帶；5.鋒前冷湧；6.鋒後雨帶）

中尺度雨帶是中緯度地區降水的重要組成部分。在大多數情形下，中尺度雨帶由雷暴單體和小尺度系統組成，其天氣表現為暴雨或強對流特徵，其長度約100~200千米。概括起來，中尺度雨帶有如下基本特徵：

①中尺度雨帶常幾條並存，並相互平行，其間距大致相同，約為100千米。每條雨帶的寬度約10~50千米。有時中尺度雨帶只有一條；

②一條中尺度雨帶由更小的對流單體組成，它們分別處於不同的發展階段。在許多情形下，北面的單體是成熟的或衰老的，南面的單體是新生的或年輕的；

③中尺度雨帶的移動方向明顯偏向平均風方向的右側，移動速度可大於平均層的風速；

④中尺度雨帶多出現在大氣層結為位勢不穩定的地區；

⑤中尺度雨帶通過測站時，地面氣象要素會發生明顯變化，如氣壓驟升、氣温下降、濕度上升及風向風速突變等，有時有雷暴發生。

中尺度雨帶的種類很多，有鋒面氣旋區中尺度雨帶、梅雨區中尺度雨帶、颱風區中尺度雨帶等，其中前一類較常見，也較重要。 ^[2]