动力气象课后习题答案
2020年智慧树知道网课《动力气象学》课后章节测试满分答案
绪论单元测试
1
【多选题】(2分)
不同于普通流体，地球大气有哪些基本特征?
A.
受到重力场作用
B.
具有上下边界
C.
密度随高度变化
D.
旋转流体
2
【多选题】(2分)
中纬度大尺度大气运动的特点包括
A.
准地转
B.
准水平无辐散
C.
准静力
D.
准水平
3
【单选题】(2分)
以下哪种波动的发现及其深入研究，极大地推动了天气预报理论和数值天气预报的发展？
A.
惯性波
B.
声波
C.
重力波
D.
Rossby波
4
【判断题】(2分)
动力气象学的发展与数学、物理学及观测技术的发展密不可分。
A.
错
B.
对
【判断题】(2分)
大气运动之所以复杂，其中一个原因是其运动具有尺度特征，不同尺度的运动控制因子不同。
A.
对
B.
错
第一章测试
1
【单选题】(2分)
以下关于惯性坐标系，的说法是
A.
惯性坐标系也称为静止坐标系
B.
惯性坐标系的垂直坐标轴与地球旋转轴重合
C.
惯性坐标系下测得的风速是地球大气相对于旋转地球的相对速度
D.
惯性坐标系不随地球旋转
2
【单选题】(2分)
关于科里奥利力，以下的说法是
A.
只有当气块具有相对地球的运动速度时，科氏力才会起作用
B.
在全球大气的运动中，科里奥利力均使得大气运动方向右偏
C.
科里奥利力不会改变运动的大小
D.
科里奥利力是大气涡旋运动产生的原因之一
3
【多选题】(2分)
物理量S(x,y,z,t)能够替代z作为垂直坐标需要满足哪些条件
A.
只要物理量S是z的函数即可
B.
S与z有一一对应关系
C.
要求S在大气中有物理意义
D.
需要满足一定的数学基础和物理基础
4
【多选题】(2分)
通过Boussinesq近似方法简化大气运动方程组，可得如下哪些结论
动力气象学第四章习题ALL
第四章P坐标，铅直坐标变换习题答案
1、试说明静力平衡人气中气压场与温度场之间的关系、等压面高度与温度的关系。？
答：
〔1〕气压场与温度场之间的关系如下：在铅直方向，等压面之间的厚度完全决定于两等压面之间的温度铅直分布。
〔2〕等压面的高度与平均温成正比，平均温度越高等压面越高，反之等压面高度愈低。
2、什么是等高面图，什么是等压面图？采用等压面图分析气压形势的依据是什么？
答：
〔1〕在一张待制的地图〔称天气底图〕上，填写各测站上空某一确定高度上探测到气压值，并按一定的气压间隔〔如间隔2。5hpa或间隔5hpa〕分析等压线，便得到一张等高面气压形势图，即等高面图，实际天气预报业务工作中只分析海平面〔z=0〕气压形势图，并俗称地面图。
〔2〕等压面分析是以一个确定的等压面作为分析对彖。将不同高度的等高面与空间一确定的等压面相截，相截的曲线就是等压面上高度相等的连线等高线，将各等高线投影在天气底图上，这就是该等压面的绝对形势图，通常称等压面图。
〔3〕采用等压面分析气压形势的依据是：大气在相当程度上满足静力平衡，在此平衡根底上，气压和高度之间存在确定的函数关系，所以等压面上存在的高度形势与等高面上描绘的气压形势有很好的对应关系。
3、如何理解等压面图上分析的等高线也是等压线？如何理解等压面图上分析的等温线，也是等位温线、等密度线、等饱和比湿线。
答：
〔1〕人气在相当程度上满足静力平衡，在此平衡根底上，气压和高度之间存在确定的函数关系，所以等压面上存在的高度形势与等高面上描绘的气压形势有很好的对应关系。
〔2〕位温公式的定义，
动力气象课后习题标准答案doc
动力气象课后习题标准答案.doc 动力气象课后习题标准答案
1. 什么是动力气象学？
动力气象学是研究大气运动和气象现象的科学。它主要涉及大气力学、热力学和动力学等方面的知识，通过数学模型和物理规律来描述和预测大气中的各种运动和现象。
2. 什么是大气力学？
大气力学是研究大气运动的科学。它主要研究大气中的气体运动、气压分布、风场形成和演变等现象，以及它们与天气和气候的关系。
3. 什么是热力学？
热力学是研究能量转化和热力传递的科学。在动力气象学中，热力学主要研究大气中的能量转化和热力传递过程，包括辐射、传导和对流等，以及它们对大气运动和气象现象的影响。
4. 什么是动力学？
动力学是研究物体运动的科学。在动力气象学中，动力学主要研究大气中的运动方程和运动规律，包括质量、动量和能量守恒定律等，以及它们对大气运动和气象现象的影响。
5. 什么是大气稳定度？
大气稳定度是指大气中的气块上升或下沉时，受到的抵抗力和推动力之间的平衡状态。当气块受到的抵抗力大于推动力时，大气稳定，气块下沉；当推动力大于抵抗力时，大气不稳定，气块上升。
6. 什么是大气边界层？
大气边界层是指大气中与地表直接接触并受地表摩擦影响的一层大气。它的高度一般在几百米到几千米之间，对大气中的能量和物质交换具有重要影响。
7. 什么是风？
风是指大气中的气体运动。它的产生和变化与大气压力差、地转偏向力和摩擦力等因素有关，是大气环流和气象现象的重要组成部分。
8. 什么是气压场？
气压场是指大气中不同地点的气压分布。它是由大气中的气块运动和密度变化等因素引起的，对大气运动和天气变化具有重要影响。
(整理)动力气象学第四章习题ALL
第四章p坐标，铅直坐标变换习题答案
1、试说明静力平衡大气中气压场与温度场之间的关系、等压面高度与温度的关系。?
答：
（1）气压场与温度场之间的关系如下：在铅直方向，等压面之间的厚度完全决定于两等压面之间的温度铅直分布。
（2）等压面的高度与平均温成正比，平均温度越高等压面越高，反之等压面高度愈低。
2、什么是等高面图，什么是等压面图? 采用等压面图分析气压形势的依据是什么？
答：
（1）在一张特制的地图（称天气底图）上，填写各测站上空某一确定高度上探测到气压值，并按一定的气压间隔（如间隔2。5hpa或间隔5hpa）分析等压线，便得到一张等高面气压形势图，即等高面图。实际天气预报业务工作中只分析海平面（z=0）气压形势图，并俗称地面图。
（2）等压面分析是以一个确定的等压面作为分析对象。将不同高度的等高面与空间一确定的等压面相截，相截的曲线就是等压面上高度相等的连线-----等高线，将各等高线投影在天气底图上，这就是该等压面的绝对形势图，通常称等压面图。
（3）采用等压面分析气压形势的依据是：大气在相当程度上满足静力平衡，在此平衡基础上，气压和高度之间存在确定的函数关系，所以等压面上存在的高度形势与等高面上描绘的气压形势有很好的对应关系。
3、如何理解等压面图上分析的等高线也是等压线? 如何理解等压面图上分析的等温线，也是等位温线、等密度线、等饱和比湿线。
答：
（1）大气在相当程度上满足静力平衡，在此平衡基础上，气压和高度之间存在确定的函数关系，所以等压面上存在的高度形势与等高面上描绘的气压形势有很好的对应关系。
动力气象课后习题标准答案
1、大气运动方程组一般由几个方程组成？那些就是预报方程？哪些就是诊断方程？
答：大气运动方程组一般由六个方程组成，分别就是三个运动方程、连续方程、热力学能量方程、状态方程；若就是湿空气还要加一个水汽方程。
运动方程、连续方程、热力学能量方程就是预报方程，状态方程就是诊断方程。
2、研究大气运动变化规律为什么选用旋转参考系？旋转参考系与惯性参考系中得运动方程有什么不同？
答：地球以常值角速度Ω绕地轴旋转着，所以任何一个固定在地球上并与它一道运动得参考系，乃就是一个旋转参考系。
为了将牛顿第二定律应用于研究相对于旋转参考系得大气运动，不但要讨论作用于大气得真实力得性质，而且要讨论绝对加速度与相对加速度之间得关系。相对于惯性参考系中得运动方程而言，旋转参考系中得运动方程加入了视示力（科里奥利力、惯性离心力）。
3、惯性离心力与科里奥利力有哪些异同点？
答：都就是在旋转参考系中得视示力；惯性离心力恒存在，而大气相对于地球有运动时才会产生科里奥利力。
4、重力位势与重力位能这两个概念有何差异？
答：重力位势：重力位势表示移动单位质量空气微团从海平面（Z=0）到Z 高度，克服重力所做得功。
重力位能：重力位能可简称为位能。重力场中距海平面z 高度上单位质量空气微团所具有得位能为Φ=gz，引进重力位势后，g等重力位势面（等Φ面）相垂直，方向为高值等重力位势面指向低等重力位势面，其大小由等重力位势面得
疏密程度来确定。所以，重力位势得空间分布完全刻划出了重力场得特征。
5、试阐述速度散度得物理意义？速度散度与运动得参考系有没有关系？答：速度散度代表物质体积元得体积在运动中得相对膨胀率。
动力气象学 大气能量(7.4)--习题答案
1. 在z =1m 的高度上，实测到∂uu ðððð=1.5ss −1，取湍流系数KK ðð=0.5mm 2ss −1，ρ=1.25kg mm −3，求该高度上湍流粘性应力ρK ðð∂uu ðððð。
解：
120.5 1.25 1.50.9375zx z u T K kgm s z ρ−−∂==××=∂
2. 在北纬45度处，自上而下在1500米高度上首次观测到实测风与地转风方向
一致，试求湍流粘性系数。
解：
由于1500T h =，得： 2
211150011.752K f m s π− =×=
3. 位于北纬45度处有一正压气旋性涡旋，其地转涡度ζgg =5×10−5ss −1，湍流系数KK ðð=5mm 2ss −1，试求埃克曼层顶处的铅直速度和涡旋旋转减弱的时间（设涡旋厚度为10公里）。
解：
1 0.00782g E T g u h w ms y −∂=−=∂ ()()20E fh t H g g t e z z −=
正压涡旋的强度衰减至初值的e
时，所用的时间为：
52 6.23107e E H t s day fh =
==×≈
动力气象学 线性动力稳定性理论(6.5)--习题答案
1. 假定对流层顶高度为H ，对流层中的温度随高度线性递减(TT =TT 0−γγγγ)，对流层顶以上温度随高度不变，大气满足静力平衡条件，试求单位截面积自海平面延伸至大气上界整个气柱中的内能、位能、全位能。 解：
大气温度的垂直分布为：
00,0,T z z H T T H z H
γγ−≤≤ = −>
由静力方程和状态方程，可以得到：
000,,R g H H H
p T p p p T p T p p γ
<< = <
因为0
*0
p v
c I Tdp g
=
∫
，0
*0
p R Tdp g Φ=∫，***P I =+Φ，所以：
0*000H H R g p p v H p c p I T dp T dp g p γ
=+
∫∫ ()00v
H H
H H c g T p T p T p g
g R γ
−+ + 00
v H H c R T p T p g R g γγ
+ +
*
*00
H H v R R
R I T p T p c g R g γγ
Φ=
=+ +
*
**00
p
H H c R P I T p T p g R g γ
γ =+Φ=+ +
2. 试证明全位能平衡方程有以下形式，其中pp 00=1000ℎPPPP 。
/*
00p
R c p M M E
p d dM c dM t p dt
θ
ωα ∂=+ ∂
∫∫
解：
全位能平衡方程为：
*
M
M
E dM Q dM t
ωα∂=
+∂∫
∫
热力学能量方程为：
ln 1p d Q dt c T
θ=
因为：
00p
R c p T p θ
=
所以：
111000p
R c p p d Q T dt c T
成都信息工程学院动力气象作业任务答案解析
第一章大气边界层
2.假定在近地层中，雷诺应力Tzx为常数，混合长错误!未找到引用源。,并且在下边界z=0处，错误!未找到引用源。，试求风随高度的分布。
解：∵错误!未找到引用源。
错误!未找到引用源。
错误!未找到引用源。
∴错误!未找到引用源。
∴错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。
∴错误!未找到引用源。…………①
对①式积分错误!未找到引用源。
3.已知由于湍流摩擦引起的边界层顶部的垂直速度为错误!未找到引用源。
（1）试推出正压大气中，由于湍流摩擦引起的二级环流对天气尺度涡旋的旋转减弱时间错误!未找到引用源。的公式。（2）若湍流系数k=8m2/s，f=10-4s-1，涡旋顶部w=0的高度为10km，试计算错误!未找到引用源。为多少？
解：（1）正压大气的涡度方程简化形式：
错误!未找到引用源。
设错误!未找到引用源。∴错误!未找到引用源。…………①
当z=H时错误!未找到引用源。
对①积分∵f为常数
∴错误!未找到引用源。
错误!未找到引用源。
∴错误!未找到引用源。
∴错误!未找到引用源。
∴错误!未找到引用源。
（2）∵k=8m2/s f=10-4s-1H=10km
∴错误!未找到引用源。
6.在某地测定平均风速随高度的分布，得到如下结果，假定风速分布对数规律，试计算z0，u及T0（去卡曼常数为0.40）。高度（m）7 2 0.30 0.04
平均风速（m/s） 3.92 3.30 2.40 1.41
解：引入对数坐标系令错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。得出右表：
则通过错误!未找到引用源。
错误!未找到引用源。
成都信息工程学院--动力气象作业答案
(2)当UT 3m s 1 ， k 时，波的增长率是多少？
解：
（1） k 2 22 0 kc 2
Lc
2 2.221 10 3 (m) 2221(m) 2
（2） i
k ci
kuT
22 ( 22
k2 k2
1
)2
uT 3
2 106 (s 1 )
14、已知波速公式为：
cu
g(1 2 ) 12 (u1 u2 )2 k(1 2 ) k(1 2 )2
（6）
把（6）（5）代入（4）中得： q t
2v xt
f C02
t
f
u x
f C02
(C02
u ) x
0
即 q 不随时间 t 变化
11、地转风的适应过程：地砖平衡遭到破坏后，通过逢场和气压场之间的相互调整和适应，重新建立新的地转平衡态的过程。 地转风的演变过程：准地转平衡态的缓慢变化过程
因为，地转适应时间尺度为： T L | cg |
（1）由
，同时利用３式和涡度定义式
。 ，可得：
其中采用 平面近似：
∵
，
，v=v’
∴，
又∵扰动速度与 y 无关，即 ∴ ∵已知水平无辐散，即
，可以引入流函数 ，
代回上式
即证：
（2）设
代入
中，得：
解得： 相速度：
成都信息工程学院 动力气象作业答案剖析
第一章大气边界层
2.假定在近地层中，雷诺应力Tzx为常数，混合长,并且在下边界z=0处，，试求风随高度的分布。
解：∵
∴
∴
∴…………①
对①式积分
3.已知由于湍流摩擦引起的边界层顶部的垂直速度为
（1）试推出正压大气中，由于湍流摩擦引起的二级环流对天气尺度涡旋的旋转减弱时间的公式。
（2）若湍流系数k=8m2/s，f=10-4s-1，涡旋顶部w=0的高度为10km，试计算为多少？
解：（1）正压大气的涡度方程简化形式：
设∴…………①
当z=H时
对①积分∵f为常数
∴
∴
∴
∴ （2）∵k=8m 2/s
f=10-4s -1
H=10km
∴
z 0，u 及T 0（去卡曼常数为0.40
）。
解：引入对数坐标系 令
得出右表：
则通过
带入前两组值
∴（m ）
（m/s ）
15.在定常、均匀的气流中，铅直方向处于静力平衡的空气质点受到水平气压梯度力、水平地转偏向力和水平摩擦力的作用，假定后者与风速矢方向相反、大小成比例，试求风压场之间的关系，并作图说明。 解：∵定常均匀的流场满足静力平衡
即：
x
y
∴
第二章 大气能量学
1.推出Ekman 层中动能消耗公式。 解：Ekman 层中G 与
不平衡，存在，大尺度运动中，空气微团做准水平运动，所以用p 坐标。
f dt
V
d +∧-Φ-∇= ① 对①两边同点乘V ，得
D dt
k
d -Φ∇⋅-=⋅+Φ∇⋅-= ②
y x vF uF y
p v x p u dt k d ++∂∂+∂∂-=)(1ρ 摩擦耗散项：vF uF D
x +=- ③
在Ekman 层中，湍流粘性力耗散动能
所以，z
T F z
T F zy
动力气象课后习题答案
1、大气运动方程组一般由几个方程组成？那些是预报方程？哪些是诊断方程？答：大气运动方程组一般由六个方程组成，分别是三个运动方程、连续方程、热力学能量方程、状态方程；若是湿空气还要加一个水汽方程。
运动方程、连续方程、热力学能量方程是预报方程，状态方程是诊断方程。
2、研究大气运动变化规律为什么选用旋转参考系？旋转参考系与惯性参考系中的运动方程有什么不同？
答：地球以常值角速度Ω绕地轴旋转着，所以任何一个固定在地球上并与它一道运动的参考系，乃是一个旋转参考系。
为了将牛顿第二定律应用于研究相对于旋转参考系的大气运动，不但要讨论作用于大气的真实力的性质，而且要讨论绝对加速度与相对加速度之间的关系。相对于惯性参考系中的运动方程而言，旋转参考系中的运动方程加入了视示力（科里奥利力、惯性离心力）。
3、惯性离心力与科里奥利力有哪些异同点？
答：都是在旋转参考系中的视示力；惯性离心力恒存在，而大气相对于地球有运动时才会产生科里奥利力。
4、重力位势与重力位能这两个概念有何差异？
答：重力位势：重力位势表示移动单位质量空气微团从海平面（Z=0）到 Z 高度，克服重力所做的功。
重力位能：重力位能可简称为位能。重力场中距海平面 z 高度上单位质量空气微团所具有的位能为Φ=gz，引进重力位势后， g等重力位势面（等Φ面）相垂直，方向为高值等重力位势面指向低等重力位势面，其大小由等重力位势面的疏密程度来确定。所以，重力位势的空间分布完全刻划出了重力场的特征。
5、试阐述速度散度的物理意义？速度散度与运动的参考系有没有关系？
《新编动力气象学》习题答案
15 z = T0 [1- ( p0 )-Rg / g ]
g
p
16
z
=
Hq
[1 -
(
p0 p
)-R/Cp
]
16
17 O(w) = O(¶p w) ¶z
18
O(Dp
)
=
o(w) P0
= 10-6 (s-1)
19 Dp≈D,ζp≈ζ
20
(1)
tga
=
d d
x z
=
1 T
( ¶T ¶x
¶2z ) p ( ¶x2 ) p
1
/
s
2 A
)
]2
12
z
=
w2a4 2g
(
1 a2
-
1 r2
),为旋转抛物面。
13
7
(1)
z
=
w2 2g
r2
+
h0
=
w2 2g
(x2
+
y2)
+
h0 , 为旋转抛物面。
(2)Dh
=
hmax
- hmin
=
a2 2g
w2
8
习题三 大气运动方程组
1
ur dV
=
ur ¶V
+ Ñ(V
2
动力气象学第四章习题all
第四章p坐标，铅直坐标变换习题答案
1、试说明静力平衡大气中气压场与温度场之间的关系、等压面高度与温度的关系。?
答：
（1）气压场与温度场之间的关系如下：在铅直方向，等压面之间的厚度完全决定于两等压面之间的温度铅直分布。
（2）等压面的高度与平均温成正比，平均温度越高等压面越高，反之等压面高度愈低。
2、什么是等高面图，什么是等压面图? 采用等压面图分析气压形势的依据是什么？
答：
（1）在一张特制的地图（称天气底图）上，填写各测站上空某一确定高度上探测到气压值，并按一定的气压间隔（如间隔2。5hpa或间隔5hpa）分析等压线，便得到一张等高面气压形势图，即等高面图。实际天气预报业务工作中只分析海平面（z=0）气压形势图，并俗称地面图。
（2）等压面分析是以一个确定的等压面作为分析对象。将不同高度的等高面与空间一确定的等压面相截，相截的曲线就是等压面上高度相等的连线-----等高线，将各等高线投影在天气底图上，这就是该等压面的绝对形势图，通常称等压面图。
（3）采用等压面分析气压形势的依据是：大气在相当程度上满足静力平衡，在此平衡基础上，气压和高度之间存在确定的函数关系，所以等压面上存在的高度形势与等高面上描绘的气压形势有很好的对应关系。
3、如何理解等压面图上分析的等高线也是等压线? 如何理解等压面图上分析的等温线，也是等位温线、等密度线、等饱和比湿线。
答：
（1）大气在相当程度上满足静力平衡，在此平衡基础上，气压和高度之间存在确定的函数关系，所以等压面上存在的高度形势与等高面上描绘的气压形势有很好的对应关系。
动力气象学 引论(1.3)--习题答案
而位置向量 r = rk 则牵连速度Ve = Ω × r = rΩ cosϕi
故绝对速度Va = V +Ve = (U + rΩ cosϕ )i
解 ： 船 速 V = 10km / hj ； 因 为 地 面 气 压 以 5 hPa/km 的 变 率 向 西 北 方 向 增 加 ， 即
∇p =−5cos(45 )i + 5sin(45 )j （hPa/km），由 dp = ∂p +Vd ∇p 可得： dt ∂t
∂p =dp −Vd ∇p =−(100 / 3)hPa / h − (10km / h) (5 sin(45a ))hPa / km =−68.7hPa / h
6. 若空气微团只受到水平科氏力的作用，水平初速度为V0 ，t = 0 时微团的位置矢量为 r0 ，
设科氏参数 f 为常值，试求该微团的运动轨迹。
解：由于空气微团只受到水平科里奥利力的作用，即
du dt
=
fv
dv
dt
=
−
fu
对第一式求 t 的导数，得
d 2u dt 2
=
−
f
～101m / s2
∂x ∂y L
题库(动力气象)
动力气象学习题集
难度分为：A-很难、B-较难、C-一般、D-容易一、填空
1．
在大气行星边界层中，近地面层又称为(1)，上部摩擦层又称为(2)。
【知识点】：8.1
【参考分】：4
【难易度】：D
【答案】：
(1) 常值通量层
(2) 埃克曼层
2．
在埃克曼层中，风速随高度增加(1)，风向随高度增加(2)。
【知识点】：8.2
【参考分】：4
【难易度】：C
【答案】：
(1) 增大
(2) 顺转
3．
定常情况下，埃克曼层中的三力平衡是指(1)、(2)、和(3)之间的平衡。
【知识点】：8.3
【参考分】：6
【难易度】：D
【答案】：
(1) 水平气压梯度力
(2) 科里奥利力
(3) 湍流粘性应力
4．
理查孙数是湍流运动发展的重要判据，其定义式为i R =(1)。
【知识点】：8.5
【参考分】：2
【难易度】：B
【答案】： (1) 2ln z V z
g ∂∂∂∂θ
5．
旋转层结大气中可能出现的四种基本波动是（1）、（2）、（3）和（4）。
【知识点】：9.1
【参考分】：8
【难易度】：D
【答案】：
(1) 声波
(2) 重力波
(3) 惯性波
(4) 罗斯贝波
6．
声波是由大气的（1）造成的，重力内波生成的必要条件是大气层结（2）。
【知识点】：9.3
【参考分】：4
【难易度】：C
【答案】：
(1) 可压缩性
(2) 是稳定的
7．
大气中两种存在两种最基本的动力学过程，即（1）过程和（2）过程。
【知识点】：10.2
【参考分】：4
【难易度】：C
【答案】：
(1) 地转适应
(2) 准地转演变
8．
Rossby 变形半径的表达式为(1)，当初始非地转扰动的水平尺度为(2)时，风场向气压场适应。
动力气象学 大气中的涡旋运动(3.3)--习题答案
5. 设常变量与 x 无关，则一维正压适应方程组为
∂u ∂t
=
f0v
∂v
∂t
= − f0u
−
∂f ∂y
∂f
∂t
+
c02
∂v ∂y
= 0
其= 中，φ g= h, c02 gH0 , H0 为均质大气高度。假设初始时气压场均质，大气是静止
的，而后突然在大风中建立了气压场，为 −a ≤ y ≤ a, h =h0 ( y) ，如图所示。试由一维
= 可取 L 2= 00km, V 2= 0ms−1, f 10−4 s−1, V
U, d
U
。
2 dt − l
如何改写以下运动方程，来描述此类锋面系统中的运动？
du − fv =− ∂ϕ
dt
∂x
dv + fu =− ∂ϕ
dt
∂y
− fv =− ∂ϕ
∂x
解：尺度分析化简可得： dv + fu =− ∂ϕ
辐射平衡下地球的平均温度， H
=
RT g
为大气标高， L0
=
gH
为 Rossby 形变半径。
f
对大尺度运动 L = 1000km ，根据以下温度梯度分布，计算 ROT 随纬度的变化，并由此
说明大气准地转运动适用的范围。
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1、大气运动方程组一般由几个方程组成？那些是预报方程？哪些是诊断方程？答：大气运动方程组一般由六个方程组成，分别是三个运动方程、连续方程、热力学能量方程、状态方程；若是湿空气还要加一个水汽方程。
运动方程、连续方程、热力学能量方程是预报方程，状态方程是诊断方程。
2、研究大气运动变化规律为什么选用旋转参考系？旋转参考系与惯性参考系中的运动方程有什么不同？
答：地球以常值角速度Ω绕地轴旋转着，所以任何一个固定在地球上并与它一道运动的参考系，乃是一个旋转参考系。
为了将牛顿第二定律应用于研究相对于旋转参考系的大气运动，不但要讨论作用于大气的真实力的性质，而且要讨论绝对加速度与相对加速度之间的关系。相对于惯性参考系中的运动方程而言，旋转参考系中的运动方程加入了视示力（科里奥利力、惯性离心力）。
3、惯性离心力与科里奥利力有哪些异同点？
答：都是在旋转参考系中的视示力；惯性离心力恒存在，而大气相对于地球有运动时才会产生科里奥利力。
4、重力位势与重力位能这两个概念有何差异？
答：重力位势：重力位势表示移动单位质量空气微团从海平面（Z=0）到Z 高度，克服重力所做的功。
重力位能：重力位能可简称为位能。重力场中距海平面z 高度上单位质量空气
微团所具有的位能为Φ=gz，引进重力位势后，g等重力位势面（等Φ面）相垂直，方向为高值等重力位势面指向低等重力位势面，其大小由等重力位势面的疏密程度来确定。所以，重力位势的空间分布完全刻划出了重力场的特征。
5、试阐述速度散度的物理意义？速度散度与运动的参考系有没有关系？
答：速度散度代表物质体积元的体积在运动中的相对膨胀率。
因，故速度散度与运动的参考系没有关系。
8、计算45°N跟随地球一起旋转的空气微团的牵引速度。
答：由速度公式可知，牵引速度为：
大小为；方向为向东。
19、证明相对加速度可写成
4
20、对于均质流体（p=常数）证明有以下能量方程
21、假设运动是水平的，对于均质流体，证明水平运动方程可以改写为