中尺度低壓(渦旋)常常與中尺度切變線伴生，即在一條中尺度切變線上有一個甚至多個四周風向呈氣旋性轉變的中尺度渦旋和輻合點，主要特點是有明顯的輻合中心，水平尺度較小，約幾十～100 km，生命史一般只有幾小時，極少有維持超過10 h的，移動速度慢，經常停滯少動。中尺度低壓主要在中尺度切變線上生成，也會在靜止鋒上或雷暴高壓後部出現。其形成機制主要是：在積雨雲的下風方，100-500毫巴氣層內，可形成每秒幾十厘米的下沉運動，下沉增溫的作用使地面產生每小時2-4毫巴的地面降壓，形成中尺度地面低壓或低壓槽。
| 中文名稱 | 中尺度低壓 |
| 英文名稱 | mesoscale low |
| 定 義 | 水平尺度在20～200 km間的低壓。 |
| 套用學科 | 大氣科學（一級學科），天氣學（二級學科） |
基本介紹
- 中文名：中尺度低壓
- 外文名：mesolow
- 中文拼音：zhong chi du di ya
- 特點：輻合中心、尺度較小、移動速度慢
- 生命史：小於十小時
- 學科：天氣學、氣候學
概念,形成機制,發生機制,穩定機制,相關事實,發生案例,
概念
在積雨雲的下風方，100-500毫巴氣層內，可形成每秒幾十厘米的下沉運動，下沉增溫的作用使地面產生每小時2-4毫巴的地面降壓，形成中尺度地面低壓或低壓槽。中尺度對流帶(如颮線或中尺度雨帶)前方常常觀測到一個明顯的中尺度槽，其中有中低壓存在，氣壓下降率可達2—4毫巴/小時。不少人曾研究過這種中尺度低壓與強烈天氣的關係，發現大多數強天氣(如冰雹、暴雨和龍捲)都發生在這箇中低壓或鄰近地區。
形成機制
目前對中尺度低壓的形成，人們提出三種看法：一是認為地面中低壓是由颮線前方平流層下部和對流層上部的補償下沉氣流引起的增暖造成的；二是認為由積雲對流的凝結潛熱釋放過程產生的；三是認為中低壓是同重力內波的不穩定相聯繫的。
發生機制
許多觀測事實都表明，在颮線前方或颮線通過前，在對流層的中上部都觀測到幾度的增暖，對流層上層溫度變化尤其明顯，在颮線到達前200毫巴上的增暖有的可達13°C引起這種高空增暖的機制可能有以下幾種：長短波輻射的吸收、凝結潛熱的釋放、暖平流以及下沉絕熱增溫等等，但據許多個例分析表明，下沉運動是造成增暖的主要因子。據范克豪澤(1974)研究所得的結果，在颮線上升氣流區下風方20一40公里處，對流層中部的下沉運動超過10厘米/秒。威廉斯(1975)套用絕熱法計算另一個例的垂直運動，發現在颮線過境前1—2小時，對流層上部出現50厘米/秒以上的下沉運動。
從濕度分析中又發現，在颮線過境前，由於對流層中上層的下沉運動在高空出現相對濕度<30%的乾區，其範圍從高層不斷向下移動，因而在強對流區前25—100公里經常出現積雲的消散過程。下沉運動引起的氣柱增暖使得地面氣壓下降。實際形成中低壓時的地面降壓為3.5毫巴/小時，所需的氣柱平均增溫率為0.4℃/小時，如果增溫出現在100一500毫巴氣層內則氣層的平均溫度約增加1°C/小時。為達到這個增溫量所需的垂直運動在500毫巴為-25厘米/秒，300毫巴上為-10厘米/秒，在150毫巴上為-5厘米/秒。根據前面所說實例的計算結果，所需的幾十厘米/秒的下沉運動值是可以滿足的，因而在高空下沉運動和暖區下方地面上出現中低槽或中低壓。
至於這種下沉運動產生的原因與兩種過程有關。一是對流周圍的補償下沉運動，它可以在下風方由環境氣流組織起來；二是雷暴體對於環境氣流可看作一種障礙物，其中一些環境氣流可強迫上升到雲體上方到達對流層頂或平流層下部，以後在下風方下沉，由背風波作用造成明顯的增暖。
綜上所述，在積雨雲的下風方，100-500毫巴氣層內，可形成每秒幾十厘米的下沉運動，下沉增溫的作用使地面產生每小時2-4毫巴的地面降壓，形成中尺度地面低壓或低壓槽。對流雲和有垂直風切變環境氣流的相互作用，在雲的下風方構成下沉運動場，導致中尺度環流的形成。中尺度的氣壓擾動引起的邊界層風，使得雷暴單體前面的質量和水汽輻合加強，從而維持和增強對流活動。另外，下沉可以抑制對流，直到颮鋒抬升使對流不穩定突然釋放，因而它又起到使能量集中和積累的作用。這些過程就組成了積雨雲和中系統之間的中尺度不穩定。
穩定機制
中尺度不穩定對於中系統的發展和維持十分重要，正如大尺度不穩定對於天氣尺度系統的發展一樣。除了上述中尺度不穩定機制外，另一種就是用CISK(第二類條件不穩定)機制說明中系統與積雲對流的相互作用過程。在對流不穩定區中，由於低層中尺度輻合氣流的作用，使不穩定能釋放首先產生對流活動。當大氣中維持較強的水汽輻合，在弱切變環境條件下，積雨雲的對流性降水所釋放出的大量凝結潛熱加熱對流層中上層氣，並在地面產生中尺度低壓擾動，接著通過積雲對流和中系統之間的相互作用，進一步形成中尺度低壓。
相關事實
- 不同的大尺度形勢對中系統的活動具有不同的作用：強冷空氣有利於鋒前中尺度暖低壓的發生、發展，不利於鋒面上中低壓的形成；地面切變線有利於中低壓的發生，但無助於中低壓的發展；靜止鋒最利於鋒面上中低壓的發生、發展。
- 低空輻合中心和正渦度中心的降低有利於中低壓的發生、發展；三維渦度的配置與中低壓的發展有密切關係。
- 在中低壓的發生和消亡階段，熱力作用和地形條件是主要的；在中低壓的發展階段，高低空的動力作用是主要的。中高壓大都在雨團發生之後發生，因而與降水的反饋有關。
- 高空北風層的降低有利於地面中低壓的活動。
- 地面中低壓發生髮展時，高空暖平流層有明顯的降低和增厚。
- 地面中低壓常在低空急流降低、加強和不對稱的情況下發生、發展。其發生、發展的位置在急流軸的左側風速梯度最大處。
- 在有中低壓活動時，高空北風層的降低、暖平流層的降低和低空西南風急流的降低具有一致性。
- 10%的中低壓比積雲對流遲發生；34%的中低壓與積雲對流同時發生；56%的中低壓比積雲對流早發生。80%的中低壓在積雲對流發生之後發展成熟；12.5%的中低壓在積雲對流發生時發展成熟，7.5%的中低壓在積雲對流發生之前發展成熟。
- 80%的中低壓比雨團早發生；3%的中低壓與雨團同時發生；17%的中低壓比雨團遲發生。
發生案例
在1975年8月7日中國河南特大暴雨中，19時在駐馬店附近生成一個中低壓，中心值為993．9毫巴(見圖3．37)。當時水汽輸送明顯加強，整個對流層十分潮濕，而對流層中上層的垂直風切變減弱。這個低壓產生前的16時，由於地面中尺度氣流輻合，出現中尺度對流性雨團和雷雨天氣，一小時降水6．8毫米，17，18時雷雨強度不斷增強，一小時降水量由32．3毫米增至88．9毫米。從18時以後，駐馬店的氣壓下降風速增大。在對流性降水強度增強之後，可能由於凝結潛熱的釋放，地面氣壓下降，氣流輻合增強，對流活動進一步發展，於是地面形成中低壓。從這個實例說明，將CISK機制加以發展使其適用於中緯度中尺度擾動是可能的。
中尺度低壓一般輻合上升運動較強，容易觸發暴雨，特別是那些與中尺度切變線伴生的中尺度低壓往往造成強烈暴雨。如1979年6月11日發生在中國粵東澄海東溪口的1 h雨量245.1 mm的特強降水，就是由在鋒前暖區內活動的中尺度低壓直接造成的。2000年4月13～14日中國珠江口附近的特大暴雨過程中，也有多箇中尺度低壓活動，其中14日01時，在同一條切變線上，就在高瀾島、珠江口和香港各有一個β中尺度低壓。2003年5月4～5日的特大暴雨過程中，珠江口的中尺度切變線上也有中尺度低壓活動，在中尺度低壓中心附近的斗門螺蛛1 h雨量達79 mm。除在中尺度切變線上生成外，中尺度低壓也會在靜止鋒上或雷暴高壓後部出現。
