本书是研究中尺度天气系统和与其相联系的严重灾害性天气（如雷暴、暴雨、冰雹、龙卷、下击暴流等）发生、发展的动力学机制和预报理论及方法的学科。它是当代大气科学中最受关注的研究领域之一，在大气科学中占有重要的地位。本书是对这一领域知识的概要介绍。全书内容包括中尺度运动的特征及控制方程组；中尺度地形性机械和热力强迫环流；自由大气中的重力波等。内容广泛涉及当今中尺度大气动力学研究中的主要问题和研究领域。每章后都附有参考文献，以便于查阅和进一步地探究。
本书可作为高等学校大气科学本科生和研究生教材，以及相关学科的研究人员的参考材料。

第1章 中尺度运动的特征及控制方程组
第1节 大气运动系统的尺度划分
第2节 中尺度大气运动的基本特征
第3节 布西内斯克(Boussinesq)近似方程组
第4节 滞弹性近似方程组
主要参考文献
第2章 中尺度地形性机械和热力强迫环流
第1节 地形波
一、地形波的基本类型
二、背风波的特征及大气条件
三、背风波的理论分析
四、背风波对降水影响的数值实验
五、下坡风
第2节 尾流中的环流
第3节 城市热岛环流
第4节 海陆风
一、海陆风及其风向旋转率
二、海陆风的数值实验
第5节 山谷风
一、斜坡风的机制和特征
二、山谷风的数值实验
第6节 复杂地形影响的数值模拟
主要参考文献
第3章 自由大气中的重力波
第1节 重力波的观测特征及天气背景
第2节 重力波的动力学性质
第3节 重力波的结构及其对天气的影响
第4节 重力波的产生和发展
一、风垂直切变与重力波产生和发展的关系
二、热成风调整与重力波的产生、发展
三、非均匀层结大气中重力波的发展
四、高空急流附近的重力波的产生、发展
五、波导效应对重力波保持的作用
主要参考文献
第4章 锋和急流
第1节 锋的结构
第2节 运动学和热力学锋生
第3节 动力学锋生
第4节 制约锋生的因子
第5节 锋面横向次级环流
一、锋面横向次级环流方程
二、锋面次级环流的强迫因子
第6节 急流
第7节 边界层中尺度锋
主要参考文献
第5章 中尺度对流系统
第1节 孤立对流系统
第2节 带状对流系统
一、随线
二、锋面气旋附近的中尺度雨带
三、锋面附近中尺度雨带的成因
四、地形对锋面降水的影响
五、台风中的中尺度雨带
第3节 中尺度对流复合体
一、MCC的特征和结构
二、MCC的天气尺度环境
第4节 准静止对流系统
一、对流系统的移动和传播
二、准静止对流复合体的特征
三、准静止对流系统的发展
四、准静止对流系统的类型
主要参考文献
第6章 中尺度对流涡旋
第1节 中尺度对流涡旋的卫星和雷达观测
第2节 MCV的结构和特征
一、MCV的垂直结构
二、MCV的动力学特征
第3节 MCV产生和发展的条件
第4节 风垂直切变与MCV的关系
第5节 MCV概念模型
主要参考文献
第7章 中尺度大气运动的不稳定性
第1节 位势不稳定
第2节 第二类条件性不稳定
第3节 波动型第二类条件性不稳定
第4节 惯性不稳定
一、惯性不稳定的概念和判据
二、惯性不稳定的性质
第5节 对称不稳定
一、对称不稳定的概念
二、对称不稳定的尺度
三、对称不稳定的判据
第6节 条件性对称不稳定
一、条件性对称不稳定的概念
二、条件性对称不稳定的判据
三、导致条件性对称不稳定的有利形势
四、条件性对称不稳定的应用及实例
第7节 开尔文-赫姆霍茨不稳定
主要参考文献
第8章 中尺度对流风暴动力学
第1节 描述大气对流的理论模式
一、气块模式
二、气泡模式
三、柱状对流模式
四、薄层法理论
第2节 风垂直切变对对流风暴传播和发展的作用
一、风垂直切变对雷暴传播的影响
二、风垂直切变对局地强风暴发展的影响
第3节 环境热力和动力条件对对流风暴的综合影响
第4节 风垂直切变对雷暴的组织和分裂作用
一、风垂直切变对雷暴的组织作用
二、对流单体的分裂
三、风垂直切变影响的数值实验
第5节 龙卷风暴的结构和生成
一、龙卷风暴的结构
二、龙卷的产生
第6节 飑线的结构及理论模型
一、飕线的结构
二、飕线的理论模型
第7节 雷暴对大尺度环境的反馈作用
一、平均方程的推导
二、雷暴对大尺度环境影响的定量估计
三、对流风暴对环境风场的反馈作用
主要参考文献
第9章 中尺度天气的诊断分析
第1节 中尺度诊断分析基础
一、资料处理
二、客观分析及尺度分离
第2节 中尺度诊断和预报方程
一、中尺度散度方程
二、中尺度涡度方程
三、准地转w方程
四、非地转w方程
五、动能平衡方程
六、湿位涡诊断方程
七、位势散度方程
第3节 Q矢量分析
一、准地转Q矢量的定义及物理意义
二、准地转Q矢量与垂直运动和锋生锋消的关系
三、准地转Q矢量与次级环流的关系
四、在天气图上定性地判断Q矢量的方法
五、半地转Q矢量(Q^)、非地转Q矢量(Q#)和湿Q矢量(Q*)
六、Q矢量分解及其应用
七、C矢量
八、Q矢量分析的应用
第4节 位涡分析
一、位涡的概念
二、位涡异常的分析
三、位涡和位温异常区高低空系统的结构特征
四、湿位涡异常的分析
五、位涡反演
六、位涡理论的研究进展
第5节