中尺度大气数值模式在二十世纪80年代已有相当发展，进入90年代，一些中尺度模式和模拟系统已发展得相当先进并在世界范围内广为使用。如美国国家环境预报中心（NCEP）的业务预报中尺度模式Eta，科罗拉多州立大学（CSU）的区域大气模拟系统RAMS，海军舰队数值气象和海洋中心（FNMOC）的耦合海洋/大气中尺度预报系统COAMPS，英国气象局业务中尺度模式UKMO，加拿大中尺度可压缩共有模式MC2，法国中尺度非静力模式MESO-NH模式，日本区域谱模式JRSM等。国内外流传较广、发展的较完善、最具有代表性的中尺度气象模式为美国国家大气研究中心(NCAR)和美国宾州大学(PSU)在原有的流体静力模式MM4基础上发展的新一代中尺度非流体静力模式MM5。MM5（Mesoscale Model5）具有多重嵌套能力、非静力动力模式以及四维同化的能力，并能在计算机平台上运行，来模拟或预报中尺度和区域尺度的大气环流。特别是它的非流体静力模式，可以满足中-β（20～200km）和中-γ尺度（2～20km）强对流天气系统演变的模拟需要。本研究采用MM5的最新版本v3.7版。 图1
MM5模式结构可分为前处理模块（TERRAIN、REGRID、INTERPF、LITTLE-R）、主模块、后处理及绘图显示等辅助模块（包括RIP、GRAPH、GrADS、Vis5D）。在每一部分中又有其具体细致的内容，前处理中包括资料预处理、质量控制、客观分析及初始化，它为MM5模式运行准备输入资料；主模块部分是模式所研究气象过程的主控程序；后处理及绘图显示模块则对模式运行后的输出结果进行分析处理，包括诊断和图形输出、解释和检验等。各模块具体功能为：TERRAIN选取模拟区域，生成水平网格，将地形和土地利用资料插值到格点上。MM5支持三种地形投影方式：Lambert正形投影、极地平面投影和赤道平面Mercator投影，这三种投影方式分别适用于中纬度、高纬度和低纬度的模拟。TERRAIN的输入参数包括模拟区域的中心经、纬度，水平格距和网格数等。
REGRID。读取气压层上的气象分析资料，将大尺度经、纬度格点的气象、海温和雪盖资料从原有的格点和地图投影上插值到由TERRAIN定义的格点和地图投影上。REGRID处理等压面和地面分析资料，并在这些层上进行两维插值。输出结果可作为客观分析的第一猜值场，或作为分析场被直接插值到MM5的模式层上为MM5提供初始条件和边界条件。作为输入的大尺度气象数据有两种来源，一种是大尺度气象模式的实时预报场，另一种是用历史观测资料同化得到的再分析气象数据。