热带地区大尺度环流的主要表现及特征：
热带地区行星尺度的辐散环流有两种形式：一种哈得莱型，出现在经向剖面中；另一种是瓦克型或东西型，出现在纬向平面中。
夏季辐散环流特征：（1）全球最强的辐散风区在菲律宾及其邻近海区（15N，122E）。一支纬向气流从上述巨大的辐散中心流向西南，越过赤道到达莫桑比克海峡辐合中心，另一支气流向西流入到埃及和阿拉伯半岛北部地区；从西太平洋巨大的辐散中心向东，气流流入到东太平洋的辐合区，此即瓦克环流的高空支。（2）在美洲和大西洋地区，还有一个明显的纬向环流，气流从中美州向西流入到东太平洋的辐合中心，同时又向东流入到东大西洋的辐合中心。（3）第三个辐散区位于西非上空。（4）菲律宾处的流出中心气流也向南北流出，最后分别在华北到西伯利亚及南印度洋到西南太平洋下沉，从而形成行星尺度的经向辐散环流（哈得莱型）。从菲律宾流出的高空辐散气流作为西风带向东并辐合入热带北太平洋，而作为东风带流向西并辐合入阿拉伯和阿拉伯海西部地区。
辐散环流是热力直接的，对200hPa的准静止的行星波（如超长波1和2） 可以制作动能。一般认为有效位能首先转换成辐散风动能，以后再转换为旋转风动能。大尺度气流的一个主要特征是辐散风动能总是很小。这意味着从有效位能向辐 散风动能的转换量总是等于辐散风动能向旋转风动能的转换量。换言之，辐散风动能在这个过程中起着一种极重要的存储或催化作用。
全球三维辐散环流：
冬季特征：（1）在1月，主要上升区位于印尼附近的冬季风区，马尔加什岛以北的热带气旋活动带及巴西。相应的主要下沉区位于中国－西太平洋－西南印度洋，南大西洋和东南太平洋。一般下沉发生在30N附近。（2）在北半球冬季主要哈得莱环流的上升支在5S附近，下沉支在30N附近，造成这支哈得莱环流圈的因子主要是亚洲冬季风。另一个哈得莱环流是在5S上升，30S下沉，与澳大利亚季风有关的环流圈，因而澳大利亚季风是北半球冬季南半球哈得莱环流圈的一个有机组成部分。澳大利亚北部的降水变率与印尼－澳大利亚北部辐散环流上升云的周期性经向移动有关。澳大利亚大部分地区的辐散风属于南半球哈得莱环流圈。
夏季特征：（1）上升区位于阿萨姆－孟加拉地区，相应有三支下沉气流：太平洋的东西或瓦克环流的下沉支，西南印度洋的季风下沉区和地中海及沙漠热低压的下沉区。（2）与非洲季风有关的辐散环流比较局地性，在西非5N附近为上升支，东南大西洋15S附近为下沉支。该下沉区也与中美洲附近的强上升区密切有关。（3）邻近中美洲（10N附近）的东太平洋地区对流活动很强，主要上升运动区位于此。这支辐散环流的下沉支在南太平洋和南大西洋，它们是哈得莱环流和东西环流的重要部分，对南半球副热带急流的强度和变化有重要作用。
十．平流层爆发性增温（SSW）
定义：
SSW是高层大气中的一种明显的不规则变化。这种现象主要发生在盛冬平流层和中层，随着短时期内温度急剧增加，环流和风场也发生明显的调整。一般爆发性增温分为两类：强增暖类和弱增暖类。若10hPa或10hPa以下层中，纬向平均温度从60纬度向极地增加及有关的环流反向（即极涡崩溃，西风环流变为东风环流），则称为强增温过程。弱增暖过程虽可达到相近的增温值，但并不出现环流的崩溃。还有另一种增暖，不属于上述两类中的任何一种，它是由阿留申反气旋的向北推进引起的，也可能使60N以北的温度梯度反向，这种叫加拿大增暖（C.W.）。若冬末或春初的增暖使冬季环流破坏并不再恢复，而发展成夏季环流，则称为最后一次增暖（F.W.）。
变化特征：
（1）平流层隆冬发生的增暖所引起的变化不限于平流层中，而扩展到中层上部。在不同的层次可同时出现反号的温度变化。（2）增暖时的温度上升开始出现在60－70km。（3）在增暖最大值区（即温度波最大值区），在温度波增幅的几天内，平流层顶下降20km，同时平流层顶附近的温度迅速上升到+30C的峰值。这期间中层上部以及平流层下部出现冷却。（4）增暖最大值出现之后，平流层顶进一步下降，平流层上部（现位于30-40km）开始缓慢地增暖，而中层上部仍然是冷的，中层下部变冷。（5）在强增暖时，如果极涡崩溃，则增暖在5周左右时间内到达平流层下部，由于30-60km层的冷却使暖的平流层顶破坏，中层上部变为增暖。
先决条件：
波1的增幅，同时波2达最小值是这些冬季强增暖爆发的特征先决条件。
成因：
（1）认为涡动热输送是造成平流层增暖的主要机制。计算表明，平流层低层高纬增温值和感热输送值两者之间的相关系数达0.8以上。在增暖期，感热输送效率最高，有的可超过0.9， 动量涡动输送效率虽比热量涡动输送效率小，但几乎都为负值，即动量向南输送，这是有利于东风的建立。缺点：涡动动量输送效率较低，是否能完成这种西风的反 向还值得进一步研究。爆发性增暖期间，温度的最大值由上向下传播，并且伴随着极地涡旋的破坏或分裂，环流场发生反向，任何一个理论必须解释这些基本事实， 而涡动输送学说实际上只能说明部分。
（2）增暖是垂直向上传播的波动与纬向平均气流相互作用的结果。
（3） 用共振理论说明平流层对于对流层中的行星波振荡的响应。这种理论是说明平流层增暖和对流层阻塞形势间联系的一个理论基础。理论认为整个对流层和平流层的定 常行星波的异常增强可能是由于一种线性共振，它发生在平流层极夜急流中心下降到下沉高度之下的时候。缺点：对流层中阻塞形势的发生比平流层增暖要频繁得 多，并且也常是一种区域性的现象，非行星尺度现象。因此虽然阻塞形势也可能是平流层增暖的一个必要的先兆，但肯定不是一个充分条件。
十一．北半球阻塞高压
定义：
阻塞高压：大气长波显著加强，长波槽不断向南加深，长波脊不断向北伸展，这样长波脊中常可形成闭合的暖高压，为阻塞高压。同时在阻塞一侧或两侧可形成孤立的闭合的冷低压，称为切断低压。 两者往往可同时出现。它们的形成与维持阻挡着上游波动向下游传播，破坏了下沉的西风带环流，使地面上的气旋和反气旋移动受到阻挡，这种环流形势又称为阻塞 形势。这是一种稳定的形势，可维持相当长的时间，对其控制下的上下游大范围地区的环流天气过程有重要影响。在阻塞高压直接控制下的天气一般是晴朗少云，其 东部常有冷平流和下沉运动，天气以冷晴为主；而在西部一般为暖平流和上升运动，较暖而多云雨。其一般特征定义为：在地面图上和500hPa等压面图上必须同时出现闭合等值线，而且在500hPa图上，阻塞高压将西风急流分为南北两支；阻塞高压中心位于30N以北；持续时间至少不少于5天。
北半球的阻塞高压最易出现太平洋东部阿拉斯加地区和大西洋东部到欧洲西北部。
发展和维持理论：
（1）依靠运动尺度间的正压相互作用使高压系统增幅和维持，包括多平衡态理论、共振理论等。（2）强调热力作用在产生阻塞高压的大尺度振幅和持续中的重要性。（3）较小尺度波动或涡动（或次网格尺度运动）对阻塞高压的发展作用。（4）孤立波理论、偶极子理论、包络Rossby孤立子理论。
特点：
（1）阻塞作用是高纬现象。（2）阻塞波强度随纬度增加。（3）阻塞波速度随纬度减少。（4）阻塞波生命期随纬度增加。
阻塞高压建立的特点：1、在阻塞高压形成的上游地区，有较强的冷空气向南爆发，与冷空气相联系的低槽明显加深，致使槽前出现较强的暖平流与明显的暖舌。于是暖平流与负的热成风涡度平流输入前面的高脊，使高脊不断发展。2、仅有高脊发展，还不会出现闭合的阻高中心，还必须在高脊西侧有槽向东南伸展，成为西北-东南走向的槽，高脊东侧的槽向西南发展，成为东北-西南走向的槽，这样，高脊才会断开，成为阻塞中心。这种槽的斜伸，常与冷平流造成的负变高相联系。3、从阻高建立时期各等压面之间配合示意图看来，在平流层下部200hPa的脊线上和脊线以西，为冷平流。而在500hPa的脊线上和脊线以西为暖平流。这种冷暖平流随高度的分布，根据位势倾向方程的厚度平流（或温度平流）随高度的变化项
，等压面高度
升高，有利于高压脊的发展。
十二．中尺度系统
基本动力特征：
（1）空间尺度小，生命期短。水平100－200km，垂直10km左右，生命史一般在几小时到十几小时；（2）具有较强的垂直运动。涡度和散度的量级一般比天气尺度大一个量级，可以造成强烈对流活动的发生；（3）气象要素的梯度大。变温和变压可以达到很大的值，故能造成强烈的天气；（4）非地转平衡。加速度项与地转偏向力和气压梯度力具有相同的量级，因此一般不能在中尺度系统中运用地转风关系；（5）非静力平衡。
风场的垂直切变对中尺度系统的发生发展的影响：
40年 代，一般认为风垂直切变阻碍雷暴或积雨云发展。因为在切变作用下垂直发展的云向下风方倾斜，而不能直立。在这种情况下由于对流上升的路径加长，环境空气混 合入对流空气的作用增强。另外相继的空气不容易走相同的路径以形成有利于以后对流上升的环境。因而通过这些作用使对流受到抑制。
50年 代后观测表明，有些大雷暴或强风暴在强垂直切变或高空急流存在的环境下发展，并能直立维持相当长的时间，这表明垂直切变对积云或小积雨云和对强对流系统的 影响是不同的。对于强风暴垂直切变不但不是阻碍发展的因子，而且是增强风暴的因子。在出现强热力不稳定的层结下，风的垂直切变是有助于雷暴组织成持续性的 强雷暴。风的垂直切变是区别强风暴动力学与积云动力学的基本条件之一。
一般风的垂直切变对强风暴有四个方面的作用：（1）在切变环境中使上升气流倾斜，这使上升气流中形成的降水质点能够脱离出上升气流，而不致会因施带作用减弱上升气流的浮力。（2）可以增强中层干冷空气的吸入，加强风暴中的下沉气流和低层冷空气外流。以后通过强迫抬升使流入的暖湿空气更强烈的上升，从而加强对流。（3）造成一定的散度分布，有利于风暴在顺切变处不断再生，使雷暴向前传播。（4）能产生流体动力学压力。在风暴右侧有利于新的对流单体增长。
基本特征：
（1）空间尺度小，生命期短。中尺度系统的水平尺度一般在100－200km，其垂直尺度为10km左右，因而H/L＝1/10，而大尺度为1/100，小尺度为1。中尺度的生命史一般在几小时到十几小时，而天气尺度在12－24小时或以上。小尺度生命史一般在1小时以下。（2）具有较强的垂直运动。中尺度系统的涡度和散度的量级一般比天气尺度大一个量级，即散度~
，涡度~。有些强烈的中尺度系统散度可达
。垂直运动量级在几十厘米/秒到1米/秒，垂直运动较强，可造成强对流活动。（3）气象要素的梯度大。气压可达1－3hPa/100km，温度3oC/10公里。因而变压和变温可达很大的值。（4）非地转平衡。中尺度系统中，由于加速度项与地转偏向力和气压梯度力具有相同的量级，因而在中尺度分析中一般不能运用地转风关系来调整等压线和流线（或风场）分析。风向和等压线有明显交角，甚至相垂直的情况。（5）非静力平衡。
飑线特征：
飑线的水平尺度为150～300km，生命期为4～10个小时。在飑线中尺度系统中，气压梯度可达1～3hPa/100km，有明显的水平梯度，达5ºC/10km，飑线过境，气压涌升1hPa/1~2min， 与这种大的气象要素梯度相联系的是强烈的天气现象，沿飑线经常可以看到大风、强雷暴、强降水、冰雹等天气现象，有时还出现下击暴流或龙卷，带来灾害性的破 坏。有利于飑线产生的环境条件是：大气层结呈条件不稳定，低层水汽充沛；中层有干、冷空气入侵；高、低空存在急流并恰当耦合以及大气中具有某种动力机制以 释放不稳定能量（如低空急流、重力波等）。
