Contents ix
9.2 The Squall Line with Trailing Stratiform Precipitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
9.2.1 General Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
9.2.2 The Convective Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
9.2.3 The Stratiform Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
9.3 General Kinematic Characteristics of Mesoscale Convective Systems . . . . . . . . . . . . . . 394
9.3.1 Divergence Associated with Mesoscale Convective Systems . . . . . . . . . . . . . . . . 394
9.3.2 Vorticity in Regions Containing Mesoscale Convective Systems
....
.. .. .. .. .
401
Chapter 10 Clouds in Hurricanes
10.1 General Features of Hurricanes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
10.1.1 Definition and Regions of Formation 406
10.1.2 General Pattern of Clouds and Precipitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
10.1.3 Storm-Scale Kinematics and Thermodynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
10.2 The Inner-Core Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414
10.3 Basic Hurricane Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
10.4 Clouds and Precipitation in the Eyewall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425
10.4.1 Slantwise Circulation in the Eyewall Cloud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425
10.4.2 Strength of the Radial-Vertical Circulation in the Eyewall Cloud . . . . . . . . . . 427
10.4.3 Vertical Convection in the Eyewall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
10.4.4 Downdrafts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433
10.4.5 Eyewall Propagation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433
10.5 Rainbands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436
Chapter 11 Precipitating Clouds in Extratropical Cyclones
11.1 Structure and Dynamics of a Baroclinic Wave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440
I
I. 1.1 Idealized Horizontal and Vertical Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440
I I. 1.2 Dynamics Governing Large-Scale Vertical Air Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442
11.1.3 Application of the Omega Equation to a Real Baroclinic Wave . . . . . . . . . . . . 445
11.1.4 Low-Level Cyclone Development . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
11.2 Circulation at a Front . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
11.2.1 Quasi-Geostrophic Frontogenesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
451
11.2.2 Semigeostrophic Frontogenesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
11.2.3 Moist Frontogenesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460
11.2.4 Some Simple Theoretical Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
461
11.3 Horizontal Patterns of Frontal Zones in Developing Cyclones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
11.4 Clouds and Precipitation in a Frontal Cyclone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467
11.4.1 Satellite-Observed Cloud Patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467
11.4.2 Distribution of Precipitation within the Cloud Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
472
11.4.3 Narrow Cold-Frontal Rainbands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
475
11.4.4 Wide Cold-Frontal Rainbands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
481
11.4.5 Warm-Frontal Rainbands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
484
11.4.6 Clouds and Precipitation Associated with the Occlusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489
11.5 Clouds in Polar Lows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
496
11.5.1 Comma-Cloud System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496
11.5.2 Small Hurricane-like Vortex
499
Chapter 12 Orographic Clouds
12.1 Shallow Clouds in Upslope Flow
502
12.2 Wave Clouds Produced by Long Ridges .. . .. . .. . .. . .. . .. .. . . . . . .. .. .. .. . .. .. . .
502