大气动力学复习要点Word下载.docx

1、风由冷区吹向暖区，冷平流 即 本地气温将上升；风由暖区吹向冷区，暖平流5、 惯性坐标系中空气微团受到哪些外力的作用？旋转坐标系中又受到哪些力的作用呢？1、气压梯度力：由于空间各处气压分布不均，周围空气介质对单位质量的空气微团所产生的压力称为气压梯度力。气压梯度力是驱动大气运动的直接动力。2、重力：地球引力与地球旋转产生的离心力的合力。（1）惯性离心力：单位质量空气微团所受的惯性离心力为：（2）重力：单位质量空气微团所受的重力为：3、分子粘性力：周围空气作用在空气微团表面的内摩擦力4、Coriolis科氏力：由于地球的旋转以及大气相对地球发生运动而产生的“视示力”、非真实力单位质量空气微团所受的

2、科氏力为：球坐标系中作用力的形式1、气压梯度力2、科氏力 f 称为科氏参数3.重力指向地心，故 4.摩擦力6、 局地直角坐标系是如何定义的？局地直角坐标系中大气运动基本方程如何写？ 局地直角坐标系：原点取在观测点， 指向正东方（x轴与纬圈相切）， 指向正北（ y轴与经线相切）， 指向天顶（ z轴与地面垂直向上）。局地直角坐标系中， 不随时间变化： 其中：7、什么是薄层近似？设地球半径a，空气微团距离海平面高度为z，则 且8、位温的含义及其数学表达式是什么？如何证明干绝热过程中位温守恒？位温：把空气块干绝热膨胀或压缩到标准气压（常取1000hpa）时应有的温度称位温。取对数再微分：利用热力学方程

3、：干绝热过程中， 即位温守恒9、什么是尺度分析法？对于大尺度运动，如何利用尺度分析法对大气运动方程组进行零级简化？ 尺度分析法： 在大气运动基本规律的支配下，根据不同天气系统具有的不同尺度之间的关系，估计方程中各项量级的大小，保留量级较大的项，忽略量级较小的项，从而进行方程简化的一种分析方法 零级近似就是保留方程中量级最大的项，舍去其它项。这样可以保留大气运动的最基本因子，反映出大气运动的基本特征10、写出大尺度运动零级近似的简化方程组，并分析它所描述的运动特征。水平运动方程垂直运动方程：连续方程：大尺度运动的特点：（1）水平运动：垂直速度为零。（2）准水平运动：主要是水平运动，垂直风速很小但

4、很重要，不能完全忽略不计。（3）地转运动：水平科氏力与水平气压梯度力相等，加速度为零。（4）准地转运动：水平科氏力与水平气压梯度力近似相等，加速度有变化（不为零），系统能发展。11、根据大尺度运动一级近似简化方程组，分析说明它所描述的大气运动特征。垂直运动方程连续方程热力学方程大尺度运动一级近似的特点：水平运动非定常准静力平衡连续方程中垂直速度不为零，增加了垂直质量散度的作用，运动具有三维性质需要运用热力学方程（可以采用原始形式，也可采用上述简化形式）。12、Rossby数是如何定义的？其物理意义是什么？Rossby数（Ro）当 时，水平惯性力相对于科氏力可略，科氏力在大气运动过程中作用显著。

5、当 时，必须考虑水平惯性力的作用；对小尺度运动，科氏力可略。13、什么是f0近似？何为平面近似？什么是赤道平面近似？1、f0近似 其中L为运动的经向（y）尺度，a为地球半径当经向水平尺度远小于地球半径时（ ） ： 并认为f0是常数，称为f0近似。只考虑了地球的旋转作用，忽略了f 随纬度的变化效应2、平面近似:如果假设 ，则 ，称为 平面近似。既考虑了地球的旋转作用f ，又考虑了f 随纬度的变化效应。3、赤道平面近似:在低纬度赤道附近， 这样的 f 称为赤道平面近似，主要用于低纬度大气动力学的研究中。14、何为Richardson数？其物理意义如何？理查森（Richardson）数（ Ri ）当

6、Re1时，大气层结稳定，铅直风切变小，对流不发展当Re0），背风而立高压在右，低压在左。在南半球，被风而立高压在左，低压在右。18、白贝罗风压定律的内容是什么？0），背风而立高压在右，低压在左。19、什么是梯度风？如何判断梯度风的大小和方向？梯度风的定义:当水平气压梯度力、水平科氏力、惯性离心力三力平衡时形成的流场称作梯度风场。 注意：离心力总指向圆外、科氏力指向运动方向的右侧、气压梯度力由高压指 向低压 气旋式环流 VG0） 正常气旋 不可取 正常反气旋反气旋环流 （RT绝对涡度守恒：科氏参数（牵连涡度）随纬度的变化（ ） 导致 变化，从而产生Rossby波系统有南北运动（ ）因此，绝对涡度

7、守恒是Rossby波产生的基础， 效应是Rossby波产生并传播的主要机制。所谓 效应，就是科氏参数 f 随纬度有变化，即 ，并且系统有南北运动时（ ），引起系统的牵连涡度发生变化，为保证绝对涡度守恒，系统的相对涡度也要发生相应的变化。这就产生了涡旋性波动Rossby波，这种变化机制就称为 效应。传播其中 ,k是沿纬圈的波数无基流时（ ），Rossby波向西传播有西风基流时，要比较 的量级大小，才能确定Rossby波向西抑或向东传播 都是确定的 c 取决于 k 即 L：对于短波，东进；长波西退。由波静止时的 得临界波数ks或临界波长Ls： Rossby波西退 静止 Rossby波东进28、采用标准波形法研究波动特征的基本思路是什么？1.先将描述所研究波动的相关的非线性方程组线性化，获得线性化的扰动方程组2.设定扰动方程的波动形式解，如 ，并代入线性化获得的方程，得到代数方程组3.利用边界条件，整理上述代数方