南京信息工程大学天气学原理试题及其答案.docx
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南京信息工程大学天气学原理试题及其答案
南京信息工程大学天气学原理试题一
」、名词解释：
（20分）
1•质量通量散度。
2•冷式锢囚锋。
3•气旋族。
4.大气活动中心。
5•热成风涡度平流。
二、填空：
（36分）
1.连续方程根据原理求得，P坐标中的连续方程
2.固定点
温
度
变
化
由
决定。
3.推导马格拉斯锋面坡度公式假设锋为
-面,
其动力学边界条件为
4.一型冷锋与
二二二
型
。
冷锋
区
另y是
5.在中、高纬大尺度系统运动中，通常固定点涡度增加（减小）和该固定点等压面位势高度降低（升
高）是一致的，这
种一
致性
赖以存
在的
根据是
6.用方程诊断上升及下沉运动是由----
。
项决定。
7.控制大气环
流
的
基本
因
子有
8.任一层风速可用v
vAvT
表示
，它能成
立的
条件是
若v为地面风
速，则A取（填：
°，°，1）
9•我国北方气旋活动，一般与急流相对应，南方气旋活动一般与急流相对
应。
三、综合题。
（44分）
1•从力的平衡观点说明为什么在北半球大尺度系统运动中，高压内空气作顺时针旋转？
（8分）
2•解释在稳定大气中，冷锋上山（爬坡），此锋是加强还是减弱？
（8分）
3.
请写出位势倾向方程：
4.请用高空形势预报方程及地面形势预报方程物理解释上图中槽及温带气旋变化？
（14分）
南京信息工程大学天气学原理试题二
一、填空：
（25分）
1•尺度分析含义是。
2.控制大气环流的基本因子有。
3.一型冷锋与二型冷锋区别是。
4.温度平流的拉普拉斯其含义是。
5.热成风涡度平流的含义是。
二、选择：
（25分）（对打）
“"■■'■2■2°
1•惯性离心力表达式是1r2r3R4R（其中r为地球半径，R为
纬圈半径）。
2•高空等压面图上等高线密，则等压面坡度是1大2无变化3小
3•某站风随高度逆时针旋转，表示有可能1冷锋通过2暖锋将来临。
三、在图中标出，无相对涡度平流及正、负相对涡度平流区。
（10分）
四、下图为单站高空风分析图上的热成风Vt，试分析:
1.冷平流及暖平流层次（4分）
2.3KM高度上的水平气压梯度力方向。
（4分）
3.5—6KM高度上的平均温度梯度方向。
（4分）
五、下图为地面天气图上的冷暖锋的分布，试沿AB线作一空间垂直剖面图请画出垂直剖面图上锋附近
及其周围等温线的分布示意图。
（8分）
在青藏高原各点A,B,C,D,E上空的移速情况。
（10分）
七、请写出位势倾向方程
右端各项的名称，并用此方程物理解释图中槽的（图中波长LV3000KM。
（10分）
南京信息工程大学天气学原理试题三
、名词解释：
（20分）
1地转风和热成风。
2•绝对涡度。
3•冷式锢囚锋。
4.温度平流的拉普拉斯。
5.东北信风。
、填空。
（32分）
1.固定点温度变化由项决定＜
2.—型冷锋与二型冷锋区别是
3.若锋作为密度的一级不连续面，则锋附近气压分布特征是
4.极锋锋区与副热带锋区的区别是。
5.用方程诊断上升及下沉运动由项决定。
6.在中、高纬大尺度系统运动中，通常固定点涡度增加（减小）和该固定点等压面位势高度降低
（升高）是一致的，这种一致性赖以存在的根据是
9.用运动学公式，描述低压中心强度变化用
12分）
，此锋是加强还是减弱？
（8分）
一f*123RdQ
-Vg
PPCpppdt
7.
右端各项的名称，并用此方程物理解释图中槽的（图中波长L3000KM，实线为500hPa图上
等高线，虚线为等温线，闭合G,D为地面高低压中心）（14分）
4•请用高空形势预报方程及地面形势预报方程物理解释上图中槽及温带气旋变化？
（14分）
天气学原理试题一答案
、名词解释。
（20分）（每题4分）
—r
1•质量通量散度：
V表示单位时间通过固定单位体积的净流出或净流入的质量。
当
V0，表示单位时间通过固定单位体积为净流出（为质量通量辐散），等于单位时间通过
00
固定单位体积的质量将减少，即t；反之，V0，为质量通量辐合，即t（该体
积内流体质量会增加）。
2.冷式锢囚锋：
暖气团、冷气团、更冷气团，三者相遇迫使暖空气抬离地面锢囚在高空，此两冷气团的交界面，称为锢囚锋，在交界面两侧，如果更冷气团推动冷气团往冷气团方向移动使冷气团更冷称冷式锢囚锋，或高空暖舌处于冷式锢囚锋后为冷式锢囚锋。
3.气旋族：
在同一条锋系上出现的气旋序列，即一连串气旋在一条锋上出现，沿锋线顺序移动，最先一个锢囚，其后跟着一个发展成熟的气旋，再后面跟着一个初生气旋。
4.大气活动中心：
对大范围天气或气候变化有一定影响的半永久性高、低压系统，经常出现在一定地区，其位置强度和范围随季节变化。
如北半球地面图上阿留申低压、冰岛低压、西伯利亚咼压、北美咼压。
5.热成风涡度平流：
Vtht热成风涡度在水平方向分布不均，借助热成风输送使得固定点热成风涡度增加或减少。
从而引起该点上空平均层相对涡度或位势高度变化。
、填空。
（36分）（每题4分）
uv
0
1.质量守恒原理；Xyp
2.温度平流、稳定度和垂直运动绝热变化的乘积及非绝热变化
3.物质面；PlPn
4.1一型冷锋是高空槽前对应地面冷锋；二型冷锋是高空槽后对应地面冷锋。
2一型冷锋沿锋面暖一侧的低层和高层都是沿界面抬升上升；二型冷锋沿锋面暖一侧低层抬升
上升，而咼层是下沉。
3一型冷锋降水处在锋线到锋后附近为稳定性降水；二型冷锋降水处在锋前到锋线附近为不稳定性降水。
129.82
Q~h丁hH
5•要求大气是准地转即ff。
还要考虑固定点位势或位势高度变化在
x，y，p方向按正弦波变化。
6.考虑大气准地转绝对涡度平流（或简称涡度平流）随高度变化项对波长小于3°°°KM的波而言，以相对涡度平流随高度变化为主；厚度平流（或温度平流）的拉普拉斯项；还有非绝热变化的拉普拉斯。
7.太阳辐射，地球自转，地表不均匀，地面摩擦。
8.各层等温线平行或各层之间热成风方向相同，一1。
9.极锋急流；副热带急流。
三、综合题。
（44分）
1.从梯度风的三力平衡原理，注意对于大尺度系统运动，中、高纬地区惯性离心力C是小量，水
■■平气压梯度力垂直于等压线（等高线）且由高指向低G，从而可得水平地转偏向力A方向，
—*■
由此才可确定运动方向V，因此高压周围的空气作顺时针旋转。
（8分）
2.从锋区中等温线变稀角度可确定冷锋上山是减弱。
因为冷锋上山（爬坡），靠近等温线密集带冷一侧上升运动很弱或基本无上升运动，其冷一侧温度基本无变化，而靠近其暖一侧上山（爬坡）上升运动较强，由于在稳定大气中，上升绝热膨胀冷却使其暖一侧降温，这样锋区中等温线密
集带变稀，此锋上山（爬坡）减弱。
（8分）
3.第一项地转涡度和相对涡度的地转风平流（绝对涡度平流），通常L3000KM波以相对涡度平流输送为主。
第二项厚度平流或温度平流随高度变化项。
第三项非绝热加热随高度变化项。
（6分）
第一项以相对涡度平流输送为主，槽前有正相对涡度平流输送，引起槽前固定点正相对涡度增加，考虑准地转关系，等压面高度降低，有负变高，槽后相反有正变高，槽线上变高为零，对槽强度无影响，指示槽向变高梯度方向移动即前进。
第二项温度平流随高度变化项。
通常对流层温度平流随高度减弱，尤其是在对流层中上层。
对于对流层中上层等压面来说，500hPa槽线处及其下层，风随高度逆转，有冷平流，此气柱降温收缩，500hPa槽线处等压面高度降低，有负变高，槽加深。
（8分）
4.上图500hPa槽变化
要求：
物理解释：
相对涡度平流输送使槽强度无变化，向变高梯度方向移动即前进；L3000KM波地转涡度平流输送小，以相对涡度平流输送为主；物理解释有正热成风涡度平流输送使槽加深。
（7分参考）上图中温带气旋变化
要求：
用平均层约500hPa图中物理解释正热成风涡度平流输送使槽加深，曲率变大。
槽前正相对涡度
平流输送加强，温带气旋上空对应槽前，由于正相对涡度平流输送加强的同时，在水平地转偏向力作用下伴随水平辐散加强，引起低层地面质量减少，温带气旋降压，此气旋加深发展，另外平均层约
500hPa槽前脊后本身正相对涡度平流输送也可解释使此气旋加深发展。
还有平均层以下温度平流的平
均物理解释使它向变高梯度方向移动即前进。
还有平均层以下稳定度乘以垂直运动绝热变化影响。
因为稳定温带气旋上空上升绝热膨胀冷却会使气柱收缩，地面等压面升高，又会抑制温带气旋发展。
（7
分参考）
天气学原理试题二答案
一、填空。
（25分,每题5分）
1将大气运动进行分类，引入各种尺度系统运动的特征尺度数量级，以此可比较方程中各项所对应的不同数量级，从而对方程进行简化。
2.太阳辐射，地球自转，地表不均匀，地面摩擦。
3.1—型冷锋是高空槽前对应地面冷锋；二型冷锋是高空槽后对应地面冷锋。
2一型冷锋沿锋面暖一侧低层和高层都是沿界面抬升上升；
二型冷锋沿锋面暖一侧低层抬升上升，而高层是下沉。
3一型冷锋降水处在锋线到锋后附近为稳定性降水；二型冷锋降水处在锋前到锋线附近为不稳定性降水。
2A工丄
hAt2~2~■*
4.数学表达式Xy,其中ATVhT（温度平流），它可以反映大气的上升，下沉运动或地面系统的发展情况，注意温度平流的拉普拉斯不同与温度平流本身它决定于温度平流的分布，但其符号与温度平流相反。
5.VthT热成风涡度在水平方向分布不均，借助热成风输送使得固定点热成风涡度增加或减
少。
从而引起该点上空平均层相对涡度或位势高度变化。
二、选择。
（25分，每题5分）
1.23
2.1
3.1
4.24
5.34
三、AC为负相对涡度平流区。
CE为正相对涡度平流区。
EF为负相对涡度平流区
无相对涡度平流为A,C,E（共10分）
四、1.1.04.0KM风随高度顺转，此气层1.04.0KM之间为暖平流。
（2分）
4.06.0KM风随高度逆转，此气层4.06.0KM之间为冷平流。
（2分）
（8分）
六、槽在A点变高梯度减小，移速慢；B点变高梯度加大，移速快；C点变高梯度无变化，正常；D点变高梯度加大，移速快；E点变高梯度减小，移速慢。
用位势涡度守恒原理说明在地形作用下，上坡引起等压面高度增高，下坡引起等压面高度降低，使得槽前后等压面高度增高、降低发生变化。
再用运动学公式中槽线两侧变高梯度加大、减小说明槽移动快慢。
（10分）
七、第一项地转涡度和相对涡度的地转风平流（绝对涡度平流），通常L3000KM，以相对涡度平流输送为主。
第二项厚度平流或温度平流随高度变化项。
第三项非绝热加热随高度变化项。
（每项2分，共6分）
第一项以相对涡度平流输送为主，槽前有正相对涡度平流输送，引起槽前固定点正相对涡度增加，考虑准地转关系，等压面高度降低，有负变高，槽后相反有正变高，槽线上变高为零，对槽强度无影响，指示槽向变高梯度方向移动即前进。
第二项温度平流随高度变化项。
通常对流层温度平流随高度减弱，尤其是在对流层中上层。
对于对流层中上层等压面来说，500hPa槽线处及其下层，风随高度逆
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