（2）瞬变涡动热输送主要是由无辐散风部分完成的。在300hPa，在海洋东部和邻近大陆区，瞬变涡动热输送是沿着平均温度线方向的。这种情况下，北美西部和西欧地区有明显的向赤道方向的经向输送，即逆梯度输送。在这两个地区扰动更常处于衰减阶段，而非增长阶段。300hPa无旋的涡动热输送主要是顺平均温度梯度的，虽其量值只是850hPa层的40%左右，但只有无旋部分对热量输送的辐散辐合才是重要的。

（3）冬季700hPa上，北美和亚洲东岸出现南面冷却、北面加热的偶极性分布，而其间的零线大致分别对应两个主要的风暴路径。因而可知：发展的移动性气旋在产生垂直其路径的热通量，并在其南侧造成冷却、北侧造成加热上起着十分重要的作用。

（4）冬季700hPa水平涡动热输送的辐合图上，辐散区主要由低频扰动（10－90天）引起，这与风暴路径情况不同（主要由天气尺度扰动引起）。

（5）中纬度对流层的瞬变涡动的垂直输送与有效位能向动能的转换有关。和有很好的相关，这种情况与斜对流的概念一致（暖空气向北上升，冷空气向南并下沉），因而两者在两个气旋生成区都有很大的值。

（6）在北美、亚洲两支急流入口区和风暴路径区，最大的向北热能量位于近地面附近。在200hPa有较弱的次最大值。由急流入口区和风暴路径区向东，向极地的热通量输送强度增加。大陆西部为明显的三层结构，在850hPa和200hPa有最强的向极地热输送。对于纬向平均分布，300hPa有最小值，这主要是由大陆500-250hPa层中有向赤道（负的）的热输送引起。

其它输送量的基本特征：

（1）瞬变涡动对动量水平输送的通量散度分布依地区而异。在北美西部和西欧时间平均的纬向气流较弱的地区，西风动量的涡动通量趋于辐合；反之，定常气流较强的东亚地区，通量趋于辐散。但在平均急流的风速最大值区附近，涡动动量通量的作用比平均气流对纬向动量的平流要小。

瞬变涡动的动量输送对平均气流的强迫作用在对流层上部和平流层下部有最大值，常常能使平均副热带急流北移，并且在抵消由地面摩擦造成的平均涡源涡汇的作用上也很重要。

北美急流入口区有强的向极地输送，最大值位于急流轴偏北一些的地方。亚洲急流入口区的输送要弱得多。

动量通量强烈的向45N附近的风暴路径轴区辐合。

大陆西部在中纬度角动量有强的向极输送。对于纬向平均分布，在对流层上部有强的向北输送，这是由大陆西岸和海洋风暴路径以南地区的向极地输送共同引起的。

（2）瞬变涡动对位势高度的水平输送的通量向量是顺着等值线的，并且以顺时针方向围绕位势脉动的最大值的中心分布。此外，这些通量向量的量值应正比于场水平梯度的绝对值。在急流入口区和风暴路径区，对位势高度的输送在40N以北是向极地的，以南是向赤道的，在大陆西部主要是向赤道输送的。对于纬向平均分布，输送值很小，这是因为经向输送的地转分量当对一纬圈平均时其值为零。

（3）瞬变涡动对位涡的水平输送与热量、动量通量有关。在对流层顶附近，瞬变涡动对位涡的输送趋于向地面气旋上方的地区辐合，而从地面反气旋上方区向外辐散。位涡输送的纬向平均值主要表现为向极地输送。最大值出现在40N和对流层顶附近。在急流入口区相应于最大纬向风速区位涡是向赤道输送的。风暴路径区的中纬度地带、大陆西岸对流层顶附近是向极地输送。

三．锋生

局地锋生

在局地坐标系中，当某一属性（如温度）在某时刻沿锋面两侧的梯度随时间而增大的现象叫作局地锋生。

可导致锋生的物理过程：

（1）水平变形场。气流在一个方向上伸长，同时在另一个方向收缩。（2）水平切变运动。（3）垂直变形场，在一个水平方向上的收缩和可引起补偿的垂直位移。（4）垂直运动分布的不均匀。（5）地面摩擦。（6）湍流和混合作用。（7）非绝热加热，包括潜热释放，感热加热（主要在地面）和辐射过程。

四．低空急流

定义：

低空急流（LLJ）指对流层中下部，风速最大值在12或16m/s以上，一般可达15－25m/s的急流，它在850hPa或700hPa（1.5－3km）最明显，是一种动量、热量和水汽的高度集中带。它与暴雨、飑线、龙卷、雷暴等天气有密切关系。

特征：

（1）很强的超地转风。在夏季，对流层气压梯度和温度梯度都很小，这种温压场结构所造成的热成风不足以维持急流轴以下很强的风的垂直切变。一般情形下，实际风速超过地转风20%以上。这种超地转风特性与暴雨的发生有密切关系。（2）有明显的日变化。低层风速一般在日落时开始增大，而到凌晨日出之前达到最大值，这时风的垂直切变也最大，急流结构最清楚。急流在夜间加强的现象常用来解释雷暴和暴雨常出现在夜间的观测事实。（3）小的Ri数分布。在低空急流区内，里查逊数(Ri)往往很小，甚至为负值，这有利于对流或中尺度天气的发展。（4）强风速中心的传播。在一次暴雨过程中，可观测到几个风速最大值中心沿急流轴向下游传播，每一个风速最大值几乎由一垂直环流圈伴随，风速最大值前部为上升运动，后部为下沉运动，随着风速最大值的传播，热量和水汽的中尺度最大值也沿急流轴传播。一般认为沿LLJ轴传播的中尺度风速脉动或风速最大值甚至比低空急流本身更为重要。

分类：

（1）大尺度的准定常急流或强风速带。如北美落基山以东急流、东非沿岸索马里急流。（2）与地形无关，而与中纬度系统（如锋面、气旋、低涡、高空急流中心等）有关的低空急流。这种急流主要出现在冷锋前或低压中心南侧，有时在暖锋前。（3）与激烈的强对流活动和暴雨有关的中尺度急流。急流主要出现在900－600hPa，一般在暴雨带南侧通过，常表现为大尺度急流带中的强风速中心，其日变化不明显。如梅雨锋上的低空急流。一般认为这种急流是暴雨或对流活动的结果，由于水平动量的垂直混合过程造成。

作用：

（1）通过低层暖湿平流的输送产生位势不稳定层结。（2）在急流最大风速中心的前方有明显的水汽辐合和质量辐合或强上升运动，这对强对流活动的连续发展是有利的。（3）在急流轴之左前方是正切变涡度区，有利于对流活动发生。（对暴雨和强对流天气的作用）

五．暴雨

形成的各项物理条件

       一般情况下这些条件应包括位势不稳定；逆温层；低空湿舌或水汽辐合；释放不稳定的机制，如低层辐合区、重力波、密度流、地形抬升等；低层和高层急流；风的垂直切变、卷入等。在上述热力和动力条件中低空急流和边界作用十分重要。

一般日降水量达到或超过50mm的降水称为暴雨，暴雨发生发展的物理条件是源源不断的充分的水汽供应，大气饱和比湿相当高；持续而强烈的上升运动和大气层结的不稳定，因为如此大的垂直运动只有在不稳定能量释放时才能形成。大中小各种尺度天气系统和下垫面特别是地形的有利组合可产生较大的暴雨。

对不同历时、不同笼罩面积的暴雨起主导作用的是不同尺度的天气系统。小系统积雨云是产生暴雨的降水单体。它的水平尺度为几公里，生命史仅10~30分钟，降水强度很大，笼罩范围小。中尺度系统有若干个积雨云的对流活动，形成雨带，水平尺度为10～300公里，持续时间为几小时，雨量可达到每小时10毫米以上，产生暴雨区。天气系统可多次产生中尺度系统和雨带，水平尺度在1000公里上下，持续时间约半天到3天，形成大范围雨带。此外，组成大气环流主要因子的行星尺度系统，影响大范围降水区的稳定或移动，决定暴雨区水汽的输送，对长时间大面积的持续暴雨有重要影响。

中国大范围暴雨：

中 国大范围暴雨的天气系统主要有西风带低值系统和低纬热带天气系统。前者包括锋、气旋、切变线、低涡和槽等，影响全国大部分地区。后者包括台风（热低压）、 东风波和热带辐合带，主要影响华南和东南沿海各地，但个别深入内地的台风也能产生特大暴雨。此外，在干旱半干旱的局部地区热力性雷阵雨也可以造成短时小面 积的特大暴雨。

中国的持续性特大暴雨常在下列两种天气形势下发生：（1）高空为纬向环流型，副热带高压从北太平洋西伸，中纬度西风带上多小扰动，高纬度乌拉尔山和鄂霍次克海附近常有阻塞高压。每当西风带上有一个小低压槽过境时，就下一场暴雨，而当连续有几次小低压槽过境时，便造成持续性暴雨，如长江流域的梅雨期暴雨和华南前汛期暴雨。（2）高空为经向环流型，副热带高压偏北，日本海上有一副热带高压单体，中纬度西风带南北风的分量较大，长波槽在日本高压和青藏高压之间。西南地区的低涡常沿长波槽前的西南气流北上，在日本海高压西侧的长波槽产生持续暴雨。

六．Elnino、Lanina和南方涛动

定义：

厄尔尼诺是一种海洋现象，一般它是指南美沿岸海洋水温的异常增暖，通常在秘鲁和智利沿岸地区同时有暴雨出现。目前一般用（0－10S，180－90W）区域的平均海表水温来代表赤道东太平洋的SST。当赤道东太平洋SST持续出现较大的正距平时，即称为发生了El Nino事件；当赤道东太平洋SST持续出现较强的负距平时，则称发生了反El Nino事件，又称La Nina。根据El Nino事件开始的时间可将其分为春季型和秋季型，春季型多开始于5月，秋季型多开始于7－8月。根据El Nino持续的时间可分为1年型（持续时间为1年）和持续型（持续2年时间）。一般地，秋季型也常为持续型。一般的厄尔尼诺事件是冬春形成，到年底发展最盛，翌年冬春增暖过程结束。

南方涛动：

南方涛动是一种行星尺度的振荡现象，用来描述热带东太平洋和热带印度洋地区气压场变化的跷跷板现象，其最大的振幅出现在波数1中。 具体地说，太平洋一些台站的气压和印度与爪哇的降水有同时增加的趋势，而此时印度地区的气压减小。换言之，相对于平均值，当太平洋气压是高的情况下，从非 洲到澳大利亚的印度洋地区气压是低的。降水的变化方向与气压相反，当太平洋一些台站气压升高时，在该处降水减小，而印尼一带气压降低，降水增加。

（1）南方涛动与赤道太平洋的降水有密切关系，在SO的正位相阶段（南美气压升高，澳大利亚气压降低）赤道太平洋的台站降水一般偏少，是干期，而在负位相阶段情况大致相反。（2）南方涛动与中东赤道太平洋的海表温度有密切关系。SO指数与秘鲁沿岸海温呈反相关，这是联系El Nion和SO及其有关现象的依据。

一般用南方涛动指数（SOI）描写SO。它实际上是东太平洋与印度洋地面气压的差值。目前最常用的SOI是塔希堤和达尔文之间的标准海平面气压差。SOI为负数表示东太平洋气压低于印度洋气压，SOI为正数表示东太平洋气压高于印度洋气压；而负SOI往往同赤道东太平洋SST的持续正异常相联系。一般在高SOI时期，赤道东太平洋和秘鲁沿岸的SST相对偏冷，热带主要降水区位于印度尼西亚地区，沿赤道的Walker环流较强，经向Hadley环流偏弱，东南信风较强。相反，在低SOI期，东南信风较弱，赤道中太平洋有最强降水中心，Hadley环流加强，而Walker环流减弱，赤道东太平洋SST增暖甚至出现El Nino事件。

ENSO现象：

ENSO是厄尔尼诺(El Nino)和南方涛动（Southern Oscillation）的合称，因为两者之间有非常好的相关关系，是大尺度海气相互作用的突出反映。当赤道东太平洋SST出现正（负）距平时，南方涛动指数往往是负（正）值。ENSO既包含有高SOI和低SOI的特征，又包括赤道东太平洋的暖水事件（El Nino）和冷水事件（La Nina）；而且这种现象和事件的发生又都有3－7年的准周期性，因此近年ENSO又叫ENSO循环，即暖状态（包括El Nino和低SOI特征）和冷状态（包括 La Nina和高SOI特征）的循环出现。厄尔尼诺事件的SST异常分为两类，其一主要在太平洋东部（秘鲁沿岸）增暖，并且暖区向西扩展；其二主要在赤道中东太平洋出现大范围增暖，并且暖区由西向东扩展。