Мезомасштабная метеорология — это изучение погодных систем и процессов в масштабах, меньших, чем синоптические системы, но больших, чем микромасштаб и штормовой масштаб. Горизонтальные размеры обычно варьируются от 5 километров (3 мили) до нескольких сотен километров. Примерами мезомасштабных погодных систем являются морские бризы , линии шквалов и мезомасштабные конвективные комплексы .
Вертикальная скорость часто равна или превышает горизонтальную скорость в мезомасштабных метеорологических системах из-за негидростатических процессов, таких как ускорение восходящего термического потока или ускорение через узкий горный перевал.
Самые ранние сети наблюдений за погодой в конце 1800-х и начале 1900-х годов могли обнаруживать движение и эволюцию более крупных систем синоптического масштаба , таких как области высокого и низкого давления . Однако более мелкие и потенциально опасные метеорологические явления не были хорошо зафиксированы редкими сетями наблюдений. Появление метеорологических радаров в середине 1900-х годов и улучшение понимания поведения гроз привели к более широкому признанию необходимости изучения явлений между масштабами, изучаемыми в существующих дисциплинах микромасштабной и синоптической метеорологии. [1] Термин «мезомасштаб» возник у MGH Ligda из Массачусетского технологического института , который предположил необходимость изучения явлений в таких масштабах в 1951 году: [1] [2]
Ожидается, что радар предоставит полезную информацию о структуре и поведении той части атмосферы, которая не охвачена ни микро-, ни синоптико-метеорологическими исследованиями. Мы уже наблюдали с помощью радара, что осадки, несомненно имеющие значение, возникают в масштабе, слишком крупном, чтобы их можно было наблюдать с одной станции, но слишком малом, чтобы их можно было отобразить даже на секционных синоптических картах. Явления такого размера вполне можно было бы обозначить как мезометеорологические.
— MGH Ligda, «Радиолокационное наблюдение за штормами», Справочник по метеорологии (1951) [3]
Мезомасштабная метеорология в целом касается метеорологических явлений, размер которых превышает несколько километров в поперечнике, но которые меньше, чем те, которые могли быть разрешены сетями наблюдений, использовавшимися в самых ранних стандартизированных картах погоды . [4] Мезомасштабный режим часто делится на следующие подклассы в зависимости от размера связанных с ним погодных систем: [5]
Обратите внимание, что Национальный центр по наблюдению за ураганами классифицирует тропические и субтропические циклоны как циклоны синоптического масштаба, а не мезомасштаба. [7]
Мезомасштабные процессы характеризуются относительно большим числом Россби по сравнению с синоптическими масштабными процессами. Таким образом, на более коротких расстояниях, как это подразумевается в мезомасштабных явлениях, важность геострофического баланса и вращения Земли в формировании атмосферных процессов мала по сравнению с явлениями синоптического масштаба. [8] Это особенно верно по отношению к меньшему концу мезомасштабного диапазона. [9] : 8 Поскольку кривизна Земли мала в мезомасштабах, физические модели, используемые для диагностики мезомасштабных явлений, часто предполагают постоянную частоту Кориолиса . [8] Тем не менее, сила Кориолиса не является пренебрежимо малой и сопоставима с влиянием атмосферной плавучести . [6]
Крупномасштабная турбулентность и вихри также играют большую роль в мезомасштабной метеорологии. [8] Вертикальное движение воздуха (часто выражаемое как омега ) больше в мезомасштабе, чем в синоптических масштабах, и распределение давления воздуха , как правило, зависит от поведения ветров в мезомасштабе (в отличие от обратного в синоптических масштабах). [6] Для многих мезомасштабных явлений вертикальное ускорение воздуха достаточно велико, поэтому расчеты не могут предполагать гидростатический баланс . Это часто справедливо для явлений с вертикальным измерением, примерно равным их горизонтальным измерениям. [9] : 9
Как и в синоптическом фронтальном анализе , мезомасштабный анализ использует холодные, теплые и окклюдированные фронты на мезомасштабе для описания явлений. На погодных картах мезомасштабные фронты изображаются как меньшие и с вдвое большим количеством выступов или пиков, чем синоптический вариант. В Соединенных Штатах противодействие использованию мезомасштабных версий фронтов в погодных анализах привело к использованию всеобъемлющего символа (символа ложбины) с меткой границы оттока в качестве фронтальной нотации. [10]