复习提纲_动力气象2016

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动力气象研修班复习

动力气象研修班复习

一、名词解释1.β平面近似?所谓的β平面近似是对f 参数作高一级的近似,其主要内容是:⑴当f 处于系数地位不被微商时,取常数=≅0f f ;⑵当f 处于对y 求微商时,取df /dy=β=常数采用β平面近似的好处是:用局地直角坐标系讨论大尺度运动将是方便的,而球面效应引起的f 随纬度的变化对运动的作用被部分保留下来。

在低纬度大气动力学研究中,取0f ≌0,f ≌βy,这称为赤道β平面近似。

2.f 平面近似?这是对地转参数f=2Ωsin ϕ采用的一种近似。

在中纬度地区,若运动的经向水平尺度远小于地球半径时,可以取常数=≅0f f ,即把f 作为常数处理,这种近似称为0f 近似。

这种近似完全没有考虑f 随纬度的变化。

3.正压大气?正压大气是指:当大气中密度分布仅仅随气压而变时,即ρ≡ρ(P),这种大气称为正压大气。

所以正压大气中等压面也就是等密度面,由于p=ρRT,因此正压大气中等压面也就是等温度面,等压面上分析不出等温线。

由此,也没有热成风,也就是地转风随高度不发生变化。

4.斜压大气?斜压大气是指:当大气中密度的分布不仅随气压而且还随温度而变时,即ρ≡ρ(P ,T),这种大气称为斜压大气。

所以斜压大气中等压面和等密度面(或等温面)是相交的,等压面上具有温度梯度,即地转风随高度发生变化。

在中高纬度大气中,通常是斜压大气。

大气中斜压结构对于天气系统的发生、发展有着重要意义。

5.地转偏差?地转偏差是指:实际风与地转风之差, 常用符号D 表示之。

其数学式为: g V -V D =6.地转运动:等压线为一族平行的直线时的平衡流场称为地转风场,或称为地转运动。

7、罗斯贝数: 水平惯性力与水平科氏力之比,即:00U R f L =,表示大气运动的准地转程度,也可用来判别大气运动的类型(大、中、小尺度)和特性(线性或非线性)。

8. Rossby 参数 V g V D由于地球呈球体之关系,科氏参数向北之变量。

以符号表示如下: β=d/dy(2 Ωsin φ)=2 Ωcos φ/a ,式中Ω系地球之角速度,φ为纬度,a 为地球之平均半径,β即为罗斯贝参数。

动力气象学笔记

动力气象学笔记

动力气象学笔记一、绪论。

1. 动力气象学的定义与研究范畴。

- 动力气象学是应用物理学定律研究大气运动的动力过程和热力过程,以及它们相互关系的学科。

- 研究范畴包括大气环流、天气系统的发展演变、大气波动等。

2. 动力气象学在气象学中的地位。

- 是现代气象学的理论基础。

它为天气预报、气候研究等提供了理论依据。

例如,数值天气预报就是建立在动力气象学的基础上,通过求解大气运动方程组来预测未来的天气状况。

二、大气运动方程组。

1. 运动方程。

- 牛顿第二定律在大气中的应用。

- 在笛卡尔坐标系下,水平方向(x方向)的运动方程为:- (du)/(dt)=-(1)/(ρ)(∂ p)/(∂ x)+fv + F_x- 其中u是x方向的风速,(du)/(dt)是x方向的加速度,ρ是空气密度,p是气压,f = 2Ωsinφ是科里奥利参数(Ω是地球自转角速度,φ是纬度),v是y方向的风速,F_x是x方向的摩擦力。

- 同理,y方向的运动方程为:(dv)/(dt)=-(1)/(ρ)(∂ p)/(∂ y)-fu+F_y。

- 垂直方向(z方向)的运动方程由于垂直加速度相对较小,考虑静力平衡近似时为:(∂ p)/(∂ z)=-ρ g。

2. 连续方程。

- 质量守恒定律在大气中的体现。

- 其表达式为:(∂ρ)/(∂ t)+(∂(ρ u))/(∂ x)+(∂(ρ v))/(∂ y)+(∂(ρ w))/(∂ z)=0。

- 在不可压缩流体(ρ = const)的情况下,简化为:(∂ u)/(∂ x)+(∂ v)/(∂ y)+(∂ w)/(∂ z)=0。

3. 热力学方程。

- 能量守恒定律在大气中的表现形式。

- 对于干空气,常用的形式为:c_p(dT)/(dt)-(1)/(ρ)(d p)/(dt)=Q。

- 其中c_p是定压比热,T是温度,Q是单位质量空气的非绝热加热率。

三、尺度分析。

1. 尺度分析的概念与意义。

- 尺度分析是根据大气运动中各物理量的特征尺度,对大气运动方程组进行简化的方法。

《高等动力气象学》复习总结

《高等动力气象学》复习总结

《高等动力气象学》复习总结首先,复习《高等动力气象学》需要掌握的基础知识包括大气热力学、大气辐射、大气湍流等内容。

这些基础知识是对大气运动和演化的理解的基础。

在复习过程中,要重点回顾这些基础知识,理解其概念和运用方法。

可以通过做题、看教材、参考相关资料等途径进行复习。

其次,复习《高等动力气象学》的核心内容是对大气运动的理解和描述。

包括大气的水平运动和垂直运动,还有大气中的波动和涡流等。

在复习过程中,要注意区分这些不同类型的运动,理解其产生的机制和特点。

同时,要学会使用相关的数学方法和物理规律,进行运动的分析和计算。

在复习过程中,可以通过分析和解决实际问题的案例,来加深对运动的理解。

可以通过模拟实验、数据分析等方法,将课堂学到的知识与实际相结合,加深对知识的理解和记忆。

同时,要学会总结和归纳,将复杂的问题简化为基本的规律和模型,便于记忆和应用。

最后,复习《高等动力气象学》还需要关注大气环流和气象风险的研究。

要理解大尺度环流的形成和演化过程,以及与气象灾害的关系。

要掌握常用的气象风险评估和预报方法,以及相应的预警和应对措施。

这是将大气动力学理论与实践相结合的重要内容。

总之,复习《高等动力气象学》需要掌握基础知识,理解大气运动和演化过程中的各种机制和规律,学会应用相关的数学方法和物理规律进行分析和计算。

同时,要关注动力过程中的不稳定性和风险评估,以及大气环流和气象灾害的关系。

通过系统的复习和总结,可以加深对这门课程的理解和记忆,为今后的学习和研究打下坚实的基础。

动力气象总复习

动力气象总复习

动力气象总复习————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:总复习一,方程组1, 物理定律:控制大气运动的动力、热力过程是什么?运动学方程:牛顿第二定律;连续性方程:质量守恒;热力学方程、状态方程、能量方程:2, 各项意义:影响大气运动的因子加热不均匀→T 分布不均匀→P 不均匀→趋动大气运动。

3, z-坐标系。

二,尺度分析:1, 方法2, 特征量:s m s f f s m H m L s m U /10~W ,10~~~,10~,10~,10~,/10~-214546--τ 3,无量纲数:Ro 数:定义、应用。

4,大尺度大气运动的特点:什么是地转、准地转?5,正压大气、斜压大气、热成风:1) 定义2) 上下配置不同,热成风不等于03) 天气学意义作业:1、(1)何为Ro 数?大尺度大气运动的Ro 数为多大?大尺度大气运动的主要特征是什么?(2)何为Ro数?请利用Ros sby 数,分别判断中高纬度大尺度大气运动、中小尺度和热带大尺度大气运动为何种性质的运动?2、正压大气和斜压大气概念3、地转风概念4、下面地面系统,高层有哪几种可能配置?D G5、何为斜压大气?请说明在天气图上如何分别根据温度场和风场结构判断斜压大气性的强弱?6、何为热成风?请详细说明热成风是由于大气的斜压性所引起,并由此说明大气大尺度动力系统与热力系统在天气图上的主要表现特征,并举出实例。

三,涡度方程:1,涡度是什么?kζζ= 涡度方程:各项意义(引起涡度、天气系统变化的因子)这些因子是什么,产生机制是什么,对天气系统的影响,何时重要、何时次要。

★了解天气系统的发生发展机制。

2,位涡方程;什么是位涡⇒由热力学和动力学过程组合而成的量;位涡守恒——绝热无摩擦。

应用:过山(大尺度)气流:没有热力过程,没有体现位涡特点。

0)(=+hf dt d ζ 引起⎩⎨⎧⇒-效应~散度项大气厚度βζh3,什么是β-平面近似?作业:1、正压大气中涡度方程0)(0=⇒=⋅∇+a a a dtd V dt d σζζζ 物理意义是什么?解释说明系统有辐合、辐散运动和整体做南北运动时涡度的变化。

动力气象学总复习概要

动力气象学总复习概要

动力气象学总复习第一章绪论掌握动力气象学的性质,研究对象,研究内容以及基本假定动力气象学(性质)是由流体力学中分离出来(分支),是大气科学中一个独立的分支学科。

动力气象学定义:是应用物理学定律研究大气运动的动力过程、热力过程,以及它们之间的相互关系,从理论上探讨大气环流、天气系统演变和其它大气运动过程学科。

动力气象学研究对象:发生在旋转地球上并且密度随高度递减的空气流体运动的特殊规律。

动力气象学研究内容:根据地球大气的特点研究地球大气中各种运动的基本原理以及主要热力学和动力学过程。

主要研究内容有大气运动的基本方程、风场、气压坐标、环流与涡度、风与气压场的关系、大气中的波动、大气边界层、大气不稳定等等。

一、基本假设:大气视为“连续流体”,表征大气运动状态和热力状态的各种物理量(U, V, P, T, et al.) 看成是随时间和空间变化的连续函数;大气宏观运动时,可视为“理想气体”,气压、密度和温度之间满足理想其他的状态方程,大气是可“压缩流体”,动力过程和热力过程相互影响和相互制约;二、地球大气的动力学和热力学特性大气是“旋转流体”:90%的大气质量集中在10km以下的对流层;水平U, V远大于w(满足静力平衡);Ω =7.29⨯10-5rad/s,中纬度大尺度满足地转平衡(科氏力与水平气压梯度力相当)。

大气是“层结流体”:大气密度随高度变化,阿基米德净力使不稳定层结大气中积云对流发展;阿基米德净力使稳定层结大气中产生重力内波。

大气中含有水份:水份的相变过程使大气得到(失去)热量。

大气下垫面的不均匀性:海陆分布和大地形的影响。

大气运动的多尺度性:(见尺度分析)第二章大气运动方程组控制大气运动的基本规律有质量守恒、动量守恒、能量守恒等等。

支配其运动状态和热力学状态的基本定律有:牛顿第二定律、质量守恒定律、热力学第一定律和状态方程等等。

本章要点:旋转坐标系;惯性离心力和科氏力;全导数和局地导数;预报和诊断方程;运动方程、连续方程;状态方程、热力学方程及其讨论;局地直角坐标系。

动力气象-总复习共160页

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26、要使整个人生都过得舒适、愉快,这是不可能的,因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭

27、只有把抱怨环境的心情,化为上进的力量,才是成功的保证。——罗曼·罗兰

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
28、知之者不如好之者,好之者不如乐之者。——孔子

29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇

30、意志是一个强壮的盲人,倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
动力气象-总复习
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌,集体的声音, 集体的 动作, 集体的 表情, 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律, 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该:活泼而守纪律,天 真而不 幼稚, 勇敢而 鲁莽, 倔强而 有原则 ,热情 而不冲 动,乐 观而不 盲目。 ——马 克思

谢谢!
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动力气象学总复习

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总复习一,方程组1, 物理定律:控制大气运动的动力、热力过程是什么?运动学方程:牛顿第二定律;连续性方程:质量守恒;热力学方程、状态方程、能量方程:2, 各项意义:影响大气运动的因子加热不均匀→T 分布不均匀→P 不均匀→趋动大气运动。

3, z -坐标系。

二,尺度分析:1, 方法2, 特征量:s m s f f s m H m L s m U /10~W ,10~~~,10~,10~,10~,/10~-214546--τ 3,无量纲数:Ro 数:定义、应用。

4,大尺度大气运动的特点:什么是地转、准地转?5,正压大气、斜压大气、热成风:1) 定义2) 上下配置不同,热成风不等于03) 天气学意义作业:1、何为Ro 数?大尺度大气运动的Ro 数为多大?大尺度大气运动的主要特征是什么?请利用Rossby 数,分别判断中高纬度大尺度大气运动、中小尺度和热带大尺度大气运动为何种性质的运动?2、正压大气和斜压大气概念3、何为热成风?请详细说明热成风是由于大气的斜压性所引起,并由此说明大气大尺度动力系统与热力系统在天气图上的主要表现特征,并举出实例。

三,涡度方程: 1,涡度是什么?kζζ= 涡度方程:各项意义(引起涡度、天气系统变化的因子)这些因子是什么,产生机制是什么,对天气系统的影响,何时重要、何时次要。

★了解天气系统的发生发展机制。

2,位涡方程;什么是位涡⇒由热力学和动力学过程组合而成的量;位涡守恒——绝热无摩擦。

应用:过山(大尺度)气流:没有热力过程,没有体现位涡特点。

0)(=+hf dt d ζ引起⎩⎨⎧⇒-效应~散度项大气厚度βζh3,什么是β-平面近似?作业:1、正压大气中涡度方程0)(0=⇒=⋅∇+a a a dtd V dt d σζζζ 物理意义是什么?解释说明系统有辐合、辐散运动和整体做南北运动时涡度的变化。

2、请说明一个气旋系统作辐合运动和向南运动时,其强度将会加强。

3、β-平面近似、β效应四,能量学1, 能量形态2, 无限高气柱的位能-内能的关系。

动力气象学总复习

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1,涡度是什么?涡度方程:各项意义(引起涡度、 天气系统变化的因子)
这些因子是什么,产生机制是什么,对天气系统 的影响,何时重要、何时次要。
★了解天气系统的发生发展机制。 2,位涡方程; 什么是位涡?由热力学和动力学过程组合而成的
量; 位涡守恒——绝热无摩擦。 应用:过山(大尺度)气流: 3,什么是β-平面近似?

冷 P+
可见:热成风是与大气的斜压性相联系, 与热力作用相关。
已知地转风:
1
1
1
Vg
k p
f
f
k
f
k
地转风随高度的变化为: Vg 1 ( )
k
p f p
进一步:
1
p
而 P
RT
Vg
p
R fP
(T
)P
k
等压面上温度分布的不均匀,引起了热成风
VT
g f
ln
B、大气受到重力场的作用,质量集中在对流层, 大气是很扁平的一层,铅直速度远小于水平速度 ∴大尺度大气是准水平运动
铅直方向上气压梯度力与重力近似平衡 ∴大尺度大气具有准静力平衡性质
方法:
物理基础:力学(质点力学),热力学; 不去研究声、光、电、降水的微物理过程
数学基础:微积分(微分方程),矢量分析,场论 (欧拉观点),计算数学,近似方法
• 当Z=1米时,=9.8焦耳/千克,
• 1位势米= 9.8焦耳/千克,并定义
1z
H
gdz 为位势高度
9.8 9.8 0
•0
第四章 自由大气中的风场
地转运动、地转偏差的概念, 斜压大气、正压大气、热成风的概念
定义 上下配置不同,热成风不等于0 天气学意义

动力气象考试资料++

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惯性不稳定:在基本流场为西风且有水平切变的情况下,气块因南北位移离开原来位置后,若继续远离原来位置的趋势,则称其为惯性不稳定。

正压不稳定:在具有水平切变气流中产生的长波不稳定称为正压不稳定。

斜压不稳定:在具有铅直切变基流中产生的长波不稳定称为斜压不稳定。

K-H不稳定:密度不连续分界面上存在速度的垂直切变时,扰动形成的重力波随时间增强。

地转偏差:实际风与地转风的矢量差。

地转平稳(风):在地转运动中,水平气压梯度力与科氏力相平衡。

这时的空气作水平直线运动,称为地转风。

梯度风:科氏力、惯性离心力和水平气压梯度力三力达成的平衡。

此时的空气运动称为梯度风。

地转适应过程:也称地转调整过程,当大气局部出现较强的地转偏差时,在气压梯度和柯氏力的作用下,通过气压场和风场相互调整适应,引起整层大气辐合、辐散的交替变化,使得该区域的地转偏差迅速减小,则原来地转平衡得以恢复或新的地转平衡得以重建的大气动力过程。

罗斯贝变形半径:风场与气压相互调整保持地转平衡的一个临界水平尺度。

罗斯贝数:水平惯性力与水平科氏力的尺度之比。

罗斯贝参数:表示地球表面性引起的科里奥利参数随纬度变化的参数。

基别尔数:局地惯性力与水平科氏力之比或惯性特征时间尺度与运动时间尺度之比。

热带波动:又称低玮波、赤道波,是赤道地区大气波动的总称,它包括向西传播的东风波、罗斯贝-重力混合波和向东传播的赤道开尔文波、惯性-重力波,以上波动的显著特点是远离赤道时振幅迅速衰减。

开尔文波:开尔文波是一种被限制在赤道附近,并且东向传播的行星波,它的驱动源来自于对流层大气的潜热释放。

Cisk:第二类条件不稳定(CISK )是指天气尺度的低压扰动和小尺度积云对流间的相互促进,通过这种正反馈作用,使得天气尺度的低压扰动不稳定发展,同时积云对流也得到加强。

摩擦速度:摩擦速度是湍流切应力与空气密度比值的平方根,具有速度量纲,常用U*表示。

推导题:一、Ekman 抽吸公式 ①利用不可压连续方程:ðu ðx+ðv ðy+ðw ðz=0⟹ðw ðz=−(ðu ðx+ðv ðy ),ðw ðzr 0dz =− (ðuðx+ðv ðy) r 0dz ,w| T −w|z =0=− (ðuðx+ðv ðy) r 0dz ②地表平坦时,w|z =0=0;又由于地转风散度为零,且V g ≡0,ðu g ðx+ðv g ðy=0,v g =0,∴ðu g ðx=0,故ðu ðx =ððxu g 1−e −zEcosz E=0,w| T =− ðw ðz r 0dz =−ððy (u g e −zEsinz E) rdz .③由于地转风u g 与z 无关(因为已假定气压梯度力不随高度改变)W T =− ðv ðyrdz =−ðu gðy (e −zE sinz E) r 0dz =−ðu g ðy [ E 2e−zE(cosz E−sinz E)]|0 T (且h T =π E )= −ðu g ðy(e −π+1)E 2. e−π≈0.043≪1,W T =−ðu g ðyE 2=E2ζg =ζg kZ 2f.二、旋转减弱公式正压大气,(1)f 为常数,(2)大气不可压,(3) ζ+f =f ,正压涡度方程为:d dtζg =−fðu ðx+ðv ðy=fðw ðz,从边界层顶到对流层顶积分上式,ddt ζgH r dz = f Hrdw ,由于ζg 不随高度改变,上式积分可得dζg dtH − r =f W H −W T =−fW T ,dζg dt=−fW TH− r≈−fW T H=−E2H ζg.即ζg t =ζg (0)e− E t 。

动力气象总复习题

动力气象总复习题

动力气象总复习题一、名词解释1.位温:气压为p,温度为T的干气块,干绝热膨胀或压缩到1000hPa 时所具有的温度。

θ=T(1000/p)R/Cp,如果干绝热,位温守恒(∂θ/∂t=0)。

2.尺度分析法:依据表征某类大气运动系统各变量的特征值来估计大气运动方程中各项量级的大小,判别各个因子的相对重要性,然后舍去次要因子而保留主要因子,使得物理特征突出,从而达到简化方程的一种方法。

3.梯度风:水平科氏力、惯性离心力和水平气压梯度力三力达到平衡,此时空气微团运动4.地转风:对于中纬度天气尺度的扰动,水平科氏力与水平气压梯度力接近平衡,这时空1V k =-⨯。

地转风:在自由大气中,因气压场是平直的,空气仅受水平气压梯度力和水平地转偏向力的作用,当二力相等的空气运动称之为地转风。

5.惯性风:当气压水平分布均匀时,科氏力、惯性离心力相平衡时的空气流动。

表达式为:6.旋衡风:在小尺度运动中,惯性离心力和水平气压梯度力相平衡时的空气流动。

表达式7.正压大气:大气密度的空间分布仅依赖于气压(p)的大气,即:ρ=ρ(p),正压大气中地转风不随高度变化,没有热成风。

8. 斜压大气:大气密度的空间分布依赖于气压(p )和温度(T )的大气,即:ρ=ρ(p , T )。

实际大气都是斜压大气,和正压大气不同,斜压大气中等压面、等比容面(或等密度面)和等温面是彼此相交的。

9. 湿静能:湿空气的内能(c v T )、位能(gz )、压力能(p /ρ)及潜热能(Lq )之和,其表达式为:E s= c v T +gz + p /ρ+Lq 。

也称为静力能。

10. 埃克曼螺线:行星边界层内的风场是水平气压梯度力、科氏力和粘性摩擦力三着之间的平衡结果。

若以u 为横坐标,v 为纵坐标,给出各个高度上风矢量,并投影在同一个平面内,则风矢量的端点迹线为一螺旋。

称为埃克曼螺线。

11. 梯度风高度:当z H =π/γ,γ=(2k /f )1/2时,行星边界层风向第一次与地转风重合,但是风速比地转风稍大,在此高度之上风速在地转风速率附近摆动,则此高度可视为行星边界层顶,也表示埃克曼厚度。

《高等动力气象学》复习总结

《高等动力气象学》复习总结

《高等动力气象学》复习总结《高等动力气象学》复习总结一、名词解释56、微扰动:任一气象要素(变量),由已知基本量叠加上未知扰动量组成,即:s s s '+=且?<<'s s 微扰动,扰动量的二次及二次以上乘积项(非线性项),可作为高阶小量忽略。

57、>>微扰法(小扰动法):大气运动方程组是非线性的,直接求解非常困难。

因此,通常采用微扰法(小扰动法)将方程组线性化,从而可求得线形波动解。

58、*浮力振荡:在稳定层结中,当气团受到垂直扰动时,它要受到与位移相反的净浮力(回复力)作用而在平衡位置附近发生振荡,这种振荡称为浮力振荡。

(类比于弹性振荡)。

59、滤波:根据波动形为的物理机制而采用一定的假设条件,以消除气象意义不大的波动(称为“噪音”)而保留有气象意义波动的方法。

60、声波:由空气的可压缩性产生的振动在空气中的传播。

声波是快波,天气学意义不重要。

61、重力外波:是指处于大气上下边界的空气,受到垂直扰动后,偏离平衡位置以后,在重力作用下产生的波动,发生在边界面上,离扰动边界越远,波动越不显著。

快波,天气学意义不重要。

62、重力内波:是指在大气内部,由于层结作用和大气内部的不连续面上,受到重力扰动,偏离平衡位置,在重力下产生的波动。

重力内波与中,小尺度天气系统关系密切。

63、罗斯贝波是在准水平的大尺度运动中,由于β效应维持绝对涡度守恒而形成的波动。

它的传播速度与声波和重力波相比要慢很多,故为涡旋性慢波,同时由于它的水平尺度与地球半径相当,又称为行星波(大气长波)。

罗斯贝波是水平横波,单向波,慢波,对大尺度天气变化过程有重要意义。

64、波动稳定性:定常的基本气流u 上有小扰动产生,若扰动继续保持为小扰动或随时间衰减,则称波动是中性的或波动是稳定的;若扰动随时间增强,则称波动不稳定。

65、惯性稳定度:水平面内(南北向);考虑科氏力和南北向的压力梯度力的合力的方向,与位移的方向的关系。

动力气象复习题

动力气象复习题

、名词解释1. 位温:气压为 p ,温度为 T 的干气块,干绝热膨胀或压缩到 1000hPa 时所具有的温度。

=T(1000/p)R/Cp ,如果干绝热,位温守恒( / t=0)。

2. 尺度分析法:依据表征某类大气运动系统各变量的特征值来估计大气运动方 程中各项量级的大小,判别各个因子的相对重要性,然后舍去次要因子而保 留主要因子,使得物理特征突出,从而达到简化方程的一种方法。

3. 梯度风:水平科氏力、惯性离心力和水平气压梯度力三力达到平衡,此时空4. 地转风:对于中纬度天气尺度的扰动,水平科氏力与水平气压梯度力接近平uru 1 r 衡,这时空气微团作直线运动,称为地转风,表达式为: Vg f p k 地转风:在自由大气中,因气压场是平直的,空气仅受水平气压梯度力和水平 地转偏向力的作用,当二力相等的空气运动称之为地转风。

5. 惯性风:当气压水平分布均匀时, 科氏力、惯性离心力相平衡时的空气流动。

表达式为: V i fR T 。

6. 旋衡风:在小尺度运动中,惯性离心力和水平气压梯度力相平衡时的空气流1动。

表达式为: V c ( RT p ) 2n 7. 正压大气:大气密度的空间分布仅依赖于气压 (p)的大气,即: = (p),正压 大气中地转风不随高度变化,没有热成风。

气微团运动称为梯度风,表达式为: V 2fV 1p 。

n斜压大气: 大气密度的空间分布依赖于气压 (p)和温度 (T)的大气,即: = (p, T)。

实际大气都是斜压大气,和正压大气不同,斜压大气中等压面、等比容 面(或等密度面)和等温面是彼此相交的。

环流:流体中任取一闭合曲线 L ,曲线上每一点的速度大小和方向是不一样 的,如果对各点的流体速度在曲线 L 方向上的分量作线积分,则此积分定义 为速度环流,简称环流。

环流定理:沿任意闭合回线的速度环流随时间的变化率,等于沿同一回线的 加速度环流。

简单地说,环流的加速度等于加速度的环流。

动力气象期末复习

动力气象期末复习

一、 波动的基本概念:振幅:指物理量距平均状态最大的偏差。

位相:由位置和时间构成的确定波的状态的物理量。

θ=kx-t ω 初位相:是初始时刻的位相。

α 周期:是波前进一个波长所需的时间,或空间固定位置上完成一次全振动所需的时间。

T频率:是单位时间内波动前进距离中完整波的数目。

T1=ν圆频率:是单位时间内位相变化的值。

⎪⎭⎫ ⎝⎛=T πωω2 波数:在2π距离内含波长为L 的波的数目 k, l, m , k=Lx π2,l=y2L πm=z 2L π 波长:相邻两个位相相同点的距离。

L 相速:波动等位相面的传播速度。

=K2ω,cpx=k ω,cpy=lωcpz=m ω群速度:波能量的传播速度(波包的传播速度)g=i κω∂∂+j l ∂∂ω+k m ∂∂ω;=k ∂∂ω;C =l ∂∂ω;C =m ∂∂ω 谐波的复数表示:f(x,y,z,t)=F e)(wt mz ly kx i -++频散性:若波速c 与波速k(或波长L 与圆频率ω)无关,这种波称为非频散波,相反,若相速c 与波数k(或波长L 与圆频率ω)有关,则称为频散波。

滤波:通过略去方程组中,具有某波动产生或传播物理机制的项,来除去某波动,就称为滤波。

通常是采用示踪参数法来进行。

示踪系(参)数:是在求解方程组时,在方程的一些项中,人为设置一个参数,该参数取值只能为1或0,表明该项起不起作用。

该参数在求解过程中不断传递,直到最后的解中。

这样就可以很方便的了解该项对解的物理作用。

波动的稳定性:当解中的c 或ω为复数,波的振幅随时间增长,则这种波就是不稳定的,当解中的ω和c 为实数时,则振幅不随时间变化,这种波就是稳定的。

二、 微扰动方法,基本方程组的线性化1、任一物理量可分解为:f=f +/f ,扰动量相对于基本量是小量;2、基本状态满足原方程3、扰动量的二次乘积项是高阶小量,可忽略,线性化后的方程是分析波动的基础。

三、 动力分析中对波动问题处理的基本方法: 1、建立物理模型并简化方程组2、对方程组线性化(微扰动方法等)3、设形式解(振幅一般设为常量)4、得到一个有关振幅的线性代数方程组。

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要求:推导出涡度方程,求解波动解,分析波动性质。等等 3:其它要点 能量转换、环流定理的物理解释 4:其余在课堂上讲过,不再提示。 5:其它题型:选择题、填空题、简单推导题 注意:不要复习太难的东西,一定要掌握基本概念和基本推导。
复习提纲
1:名词解释(选 5 题,每题 6 分) 地转风、热成风、 平面近似、有效位能、罗斯贝数、群速度、正压大气、全位能、相 速度、斜压大气、f 平面近似、 效应、Ekman 抽吸、二级环流、里查森数 2:综合题(30 分) 在 β 平面近似下,有如下形式的大气运动方程组

t u x v y u fv x t u x v y v fu y
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