天气学原理重点Word格式文档下载.docx

1、水平地转偏向力：大气中垂直运动一般也较小，气块主要受x方向和y方向地转偏向力，即：水平地转偏向力的影响。地转偏向力方向：与垂直地轴和速度方向垂直，只能改变气块的运动方向，不能改变其大小。在不考虑w和Az的情况下，在北半球，地转偏向力指向运动方向右侧，在南半球，地转偏向力指向运动方向左侧。2、科氏力是怎样产生的，与速度的关系如何，南北半球有何区别？观测者站在旋转地球上观测单位质量空气块运动（ ），发现在北半球有一个向右偏的力，在南半球向左偏的力。称此力为地转偏向力，又名科氏力。表达式：3、大尺度系统运动遵循什么规律？4、质量通量散度和速度散度定义。质量散度形式的连续方程:速度散度形式的连续方程：

2、不可压缩流体的连续方程：单位时间通过固定的单位体积的质量改变量，称为质量通量散度。大于零，表示净流出，质量减少；小于零，表示净流入，质量增加。称为速度散度，表示流体在单位时间体积的相对膨胀率。大于零，体积膨胀，称为辐散，表示流出；小于零，体积缩小，称为辐合，表示流入。流线与轨迹（1） 定义流线：是指在某一固定时刻，处处与风向相切并指向气流方向的曲线。轨迹：是指在某一段时间个别空气块运动的路径。（2）流线能表现在某一时刻的天气图上，而 轨迹却不能。所以日常中，等压线、等高线近似为流线，不能当作轨迹线。热成风：a.上下两层地转风的矢量差，称为这两层之间的热成风。b.地转风随高度的变化，称为热成风。

3、（1） 适用围：北半球中高纬度地区，自由大气尺度系统。（2） 大小：a 与纬度成反比，与等厚度线的疏密成正比b 与纬度、等压面差距、温度有关（3） 方向热成风沿气层的等厚度线（等平均温度线）吹，背风而立，厚度（平均温度）高的在右。8、在北半球大尺度系统运动中，气压场有低（高）中心存在，周围风为什么是逆（顺）时针旋转？高压周围的风场是顺时针旋转，低压周围的风场是逆时针旋转。证明：高压中心存在，水平气压梯度力由向外，惯性离心力由向外，为使三力平衡，水平地转偏向力必定由外向，因为水平地转偏向力垂直速度右偏，所以风顺时针旋转； 低压中心存在，水平气压梯度力由外向，惯性离心力由向外，惯性离心力为小量，为

4、使三力平衡，水平地转偏向力必定由向外，因为水平地转偏向力垂直速度右偏，所以风逆时针旋转。9、为什么可以看到有很强的低压发展（如台风和气旋），而高压不能发展很强？（书上41-43）10、正压大气、斜压大气含义是什么？热成风为什么会发生在斜压大气中？正压大气：密度仅为气压的函数，= （p）。等压面、等密度面和等温面重合在一起 ，等压面上温度梯度为零，地转风不随高度变化 ，无热成风.斜压大气：密度是气压和温度的函数= （p，T）等压面与等密度面或等温面相交，等压面上温度梯度不为零 地转风随高度变化 ，有热成风热成风存在于斜压大气中 11、画图说明在自由大气中某个气层中，当风随高度增加呈逆时针旋转，该

5、气层有冷平流，当风随高度增加呈顺时针旋转，该气层有暖平流？风随高度顺时针变化-暖平流风随高度逆时针变化-冷平流根据P0、P1层上地转风的方向定出 热成风方向，根据背风而立高温在右，画出等温度线。根据地转风方向和等温度配置情况可知气层间温度平流是冷是暖。12、上层风逆转，下层风顺转，气层是稳定还是不稳定？上层风顺转，下层风逆转，气层是稳定还是不稳定？为什么？上层风逆转，下层风顺转，气层不稳定，因为上层风逆转有冷平流，上层温度降低，而下层风顺转有暖平流，下层温度升高，下暖上冷，暖空气上升，冷空气下沉，所以不稳定。 上层风顺转，下层风逆转，气层稳定，因为上层风顺转有暖平流，上层温度升高，下层风逆转有

6、冷平流，下层温度降低，下冷上热，所以稳定。13、地转偏差对水平速度散度及垂直运动有何作用14、地转偏差重要性表现在何处？解释摩擦层和自由大气中地转偏差物理意义地转偏差定：:实际风与地转风的矢量差称为地转偏差 ，地转偏差很小，但很重要：（1）引起 的变化地转偏差对大气运动的演变有极为重要的作用。地转偏差使空气微团穿越等压线引起质量的重新分布，造成风压场的变化，是天气系统演变的一个动力因子。（2）可以引起辐散和辐合 地转偏差的辐散或辐合实际是水平风的辐散或辐合。摩擦层中的地转偏差地转偏差指向摩擦力方向右侧。摩擦层中由于摩擦作用，低压辐合上升，高压辐散下沉。北半球,摩擦层中,风向指向低压自由大气中的

7、地转偏差，加速度引起的地转偏差D地转偏差垂直于加速度的方向，并指向加速度方向的左方（图1.35），其大小为：15、在讨论地转偏差时，反映在自由大气中的低层和高层各以什么为主？16、解释处在高空槽前脊后这块区域高低层辐合辐散情况（要求用地转偏差概念解释）由于槽脊自西向东移动，槽前脊后必有负变压发生，有变压风的辐合；槽后脊前有正变压发生，有变压风的辐散。槽前脊后区有切向地转偏差辐散，槽后脊前区有切向地转偏差辐合。由于槽前脊后的上部等高线辐合有指向低压的法向地转偏差，下部等高线辐散有指向高压的法向地转偏差，所以槽前脊后有法向地转偏差的辐散，而槽后脊前有法向地转偏差的辐合。一般来说，中纬度对流层中，高

8、层以法向和切向地转偏差造成的辐合辐散为主，低层以变压风造成的辐合辐散为主，所以在高层槽前脊后辐散，槽后脊前辐合；在低层槽前脊后辐合，槽后脊前辐散。因此，槽前脊后低层辐合，高层辐散，有上升运动；槽后脊前低层辐散，高层辐合，有下沉运动1、气团的概念。锋，锋面，锋线，锋区含义是什么？1.定义：气象要素分布比较均匀的大围的空气团。 2.尺度：水平方向数千公里，垂直围可达几公里到十几公里，3.气团控制的天气：水平方向：天气现象基本相同，温湿分布均匀；垂直方向：气象要素分布相同（包括稳定度）1、锋： 冷暖气团相遇，存在一个狭窄的过渡带，此过渡带随高度向冷区倾斜，称此过渡带为锋。2、锋面：在近地面层中过渡带

9、宽约数十公里，在高层可达200-400公 里。宽度与其水平长度相比（长达数百-数千公里）是很小的。人们常把它近似地看成一个面，即锋面。靠近暖气团一侧的界面叫锋的上界，靠近冷气团一侧的界面叫锋的下界。上界和下界的水平距离称为锋的宽度。3、锋区： 锋面与空中某一平面相交的区域称为锋区（上界和下界之间的区域）。4、锋线：锋面与地面的交线。3、锋在空间状态为什么会随高度往冷的方向倾斜？t0时刻，冷暖不均，冷暖，p冷p暖，水平气压梯度由冷指向暖，在水平气压梯度力的作用下，空气由冷侧向暖侧运动，如图所示，地转偏向力A垂直速度偏向右。随着时间的推移，冷空气逐渐楔入暖气团下方，抬举暖气团的力逐渐减弱，如图。到

10、某一时刻，抬举力为零，锋维持倾斜状态，向冷的一侧倾斜。4、对锋面坡度公式进行讨论以密度一级不连续模拟锋面，锋面坡度与其附近的气压场、风场和变压场特征1.锋面坡度公式由密度一级不连续，则有：锋区存在，锋区附近密度一级不连续，气压二级不连续2.密度一级不连续模拟锋面，锋面附近气压场和风场特征气压场：锋区等压线气旋式曲率比锋区外大得多，反气旋式曲率比锋区外小得多锋附近水平方向风场特征： 风场呈气旋性弯曲或 气旋性切变锋附近风场垂直分布特征：锋区中温度水平梯度大于两侧，锋区中热成风比锋区外大得多，所以风垂直切变大风随高度顺转，暖平流最强且热成风最大高度为高空暖锋区；风随高度逆转，冷平流最强且热成风最大

11、高度为高空冷锋区；热成风很大而无明显平流，可能是静止锋。变压场特征：变压梯度不连续，变压风也不连续；地面锋区中，等变压线密集，锋区外，等变压线稀疏，变压值比较小。5、请用锋面坡度公式解释锋面附近气压分布特征6、锋面附近要素场的特征是什么？锋面附近气压场、变压场、风场特征如何？（以密度零级和一级不连续不连续模拟锋面） 一、锋面附近温度场的特征1、水平温度场特征地面图： 锋附近温度水平梯度大，平均约5-6 /100公里高空图：高空锋区为等温线的密集带，该密集带向冷区倾斜，与地面锋线平行。锢囚锋在高空图上有暖舌，暖舌两侧等温线密集。应用：根据高空图锋区等温线密集度确定锋区强度、地面锋线位置，等压面上

12、冷暖平流确定锋的类型2 垂直方向 ：锋区温度垂直梯度小，逆温、等温或递减率小，两侧气团温度随高度递减，冷暖气团温差越大，锋面逆温越强或过渡区越窄，通过锋区时等温线弯折越厉害3锋附近的位温特征：位温随高度增大的快，锋区水平等位温线密集见图（2.6）2、气压场特征：锋面两侧气压连续，密度不连续，气压梯度不连续： 冷气团中气压梯度大于暖气团中气压梯度等压线通过锋线，风呈气旋弯曲，锋面处等压线有折角，折角指向气压高的一侧3 变压场特征变压场是某一位面，空间各点气压随时间的变化 冷锋、暖锋均是锋前变压代数值小于锋后变压代数值 暖锋前地面减压 冷锋后地面加压 冷锋前暖锋后，静止锋附近：变压不明显即：暖锋前

13、变压代数值小于暖锋后变压代数值，暖锋前地面减压同理：有冷锋前变压代数值小于冷锋后变压代数值，冷锋后地面加压在平坦的地面上垂直速度为零时，地面气压变化由热力因子和动力因子造成： 暖锋前地面减压（暖平流） 冷锋后地面加压（冷平流）冷锋前暖锋后，静止锋附近： 散度总和辐散，则地面气压下降 散度总和辐合，则地面气压上升3 风场特征水平： 锋线附近风场具有气旋性切变， 地面摩擦作用可使这种气旋式切变更加明显，并导致锋线附近强的风场辐合。垂直：暖锋附近风向随高度顺转，冷锋附近风向随高度逆转二、以密度的零级不连续模拟锋面时，锋面附近风场气压场和变压场的特征锋面有坡度、气象要素有突变：温度、气压、风、锋面附近天气变化剧烈7、风随高度逆转快为什么可