《动力气象学》课程辅导资料
动力气象学第1章描写大气运动的基本方程组
第一章描写大气运动的基本方程组复习思考题1.支配大气运动状态和热力状态的基本物理定律有哪些？大气运动方程组一般有几个方程组成？哪些是预报方程？哪些是诊断方程？答：基本物理定律是牛顿运动定律、质量守恒定律、热力学能量守恒定律、气体实验定律；大气运动方程组一般有六个方程组成（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坐标系？旋转参考系与惯性参考系中的运动方程有什么不同？答：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.地球旋转对大气运动有哪些动力作用？答：产生惯性离心力，相对于地球有运动的大气还受科里奥利力作用。
4.科里奥利力是怎样产生的？他与速度的关系如何？南北半球有何区别？它在赤道、极地的方向如何？答：由于地球旋转及空气微团相对于地球有运动时产生；科里奥利力垂直于V，在北半球指向运动的右侧，在赤道处沿半径向外，在极地其垂直于地轴向外。
5.惯性离心力是怎样产生的？如果没有地球旋转，此力存在不存在？答：处在旋转坐标系中产生的；若没有地球旋转，此力不存在。
6.曲率项力怎样产生的？如果没有地球自转，此力存在不存在？答：由于地球的球面性引起的；若没有地球旋转，此力不存在。
7.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。
8.为什么把地球引力与惯性离心力合并为重力？答：地球引力*g 仅与空气微团的位置有关，而惯性离心力R 2Ω也只与空气微团的位置有关，从逻辑上很自然将这两力合并在一起。
地球引力与惯性离心力的矢量和称作重力。
9.为什么地球不可能是一个绝对球体？答：惯性离心力可分解为两个相互垂直的分力。
一个分立部分抵消了地球引力，一个分立与地表面相切指向赤道。
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。
《动力气象学》学习资料：地球自转对大气运动的作用
名词解释
1、β平面近似及f平面近似；2、斜压大气与正压大气； 3、位温与位涡；4、地转偏差与地转运动；5、静力 平衡与层结稳定度；6、热成风与温度平流；7、微扰 动法与滤波；8、Rossby数与Rossby参数；9、理查森 数与浮力振荡；10、相速度与群速度；11、全位能与 有效位能；12、频散波与上游效应；13、位能与位势； 14、 Ekman抽吸与二级环流 ；15、环流与涡度；16、 粗糙度与Ekman螺旋；17、正压不稳定与斜压不稳定； 18、演变过程和适应过程；19、惯性不稳定与不稳定 增长率；20、β效应与净浮力
P34第1题
du dt
fv
1
p x
Fx
dv dt
fu
1
p y
Fy
dw dt
1
p x
g
Fz
d (u v w) 0
dt x y z
cp
dT dt
dp dt
q
p RT
P34第5题
lim 1 d (V ) u v w
V x,y,z0 dt
x y z
d (u v w) 0
dt x y z
第3题：中纬度大尺度运动具有准水平、准地转平衡、 准静力平衡、准水平无辐散的特征，是缓慢变化的 涡旋运动。
4
令(x, y) L(x*, y*), (u, v) U (u*,v*), p' p'*(P),
z Dz*, w Ww*, *,t t*, f f0 f *
U u * U 2 (u * u * v * u *) WU w* u *
t * L x * y * D z *
P
L
1
*
p'* x *
成信工动力气象学讲义02大气能量学
大气的运动需要外界提供能量，因此，从能量学的观点来揭示和了解大气环流运动的规律无疑有重要意义。
§1大气能量的主要形式§2铅直气柱中各种能量的比较§3能量方程与能量守恒§4大气中的能量转换事实§5大尺度大气运动的能量循环过程重点：大气中能量的主要形式，动能方程，能量转换事实与能量循环。
§1大气中能量的主要形式设E 表示单位质量空气的某种能量，则任意体积空气的能量E *＝(取质量积分)。
Ed τρτ⎰1基本（独立）形式1）内能：I=(2.1）v C T(2.1)’*v I C Td τρτ=⎰2）（重力）位能：（单位质量空气）（2.2）gz Φ=（2.3）*gzd τρτΦ=⎰3）动能：（2.4）()22221122K V u v w ==++ （2.5）2*12K V d τρτ=⎰ 以后的动能多指水平动能:(2.6）()2221122h h K V u v ==+4)潜热能：（q ：比湿，L ：相变潜热）（2.7）H L q=⋅5）压（力）能：（2.8）/ρ==J p RT2常见的组合形式1）全位能：(2.9）v P I C T gz=+Φ=+2）显热能（感热能，焓）：（2.10）v p h C T RT C T =+=3）温湿能（湿焓）：（2.11）h p E C T Lq=+4）静力能：(2.12）p E C T gz Lqσ=++干静力能：（2.13）d p E C T gz =+5）总能量：（2.14）221122t v p p E C T gz V Lq C T gz Lq V ρ=++++=+++干空气总能量：（2.15）212td p E C T gz V =++图2.1地球－大气系统的能量收支与平衡3有效位能(APE,Available Potential Energy)大气能量的诊断计算表明维持大气运动所需的动能来源为：太阳辐射能全位能有效（可用）位能动能→→→大气通过吸收太阳辐射而使其全位能增加，再由全位能转变成动能。
动力气象学教学大纲
动力气象学课程教学大纲使用专业：大气科学总学时：84学时，其中知识点讲授68课时（17周*4课时）, 习题讲解16课时（每2周2课时）。
1.课程的性质、目的和任务：“动力气象学”是大气科学各专业的基础课，系统地讲述旋转大气运动的基本规律，介绍研究大气运动的基本方法和重要结论，帮助学生掌握旋转大气运动的基本特征和运用物理学及数学知识研究大气运动特征的基本方法，为其继续学习大气科学各专业课程和将来从事相关业务和研究工作奠定良好的理论基础。
2. 教学指导思想：本课程以旋转大气运动测基本规律、研究大气运动的基本方法为教学内容，采取基础知识一般讲解与面向研究的深入探讨相融合的教学模式，帮助学生掌握旋转大气运动的基本特征和运用物理学及数学知识研究大气运动特征的基本方法，并培养学生理论与实际相结合、学以致用的能力。
3. 教学单元与学时分配：引论（2课时）第一章大气运动的闭合方程组及其简化（10学时讲授+3学时习题，第1周至第3周上半周）1.1旋转大气运动方程组的导出（课堂讲授，掌握，3课时）1.2大气运动方程组的简化（课堂讲授，掌握，3课时）1.3Boussinesq近似（课堂讲授，理解，1课时）1.4边界条件（学生自学+课堂讨论，了解，1课时）1.5物理坐标系（课堂讲授+学生自学，掌握p坐标系，了解地形跟随坐标，2课时）第二章大气中的涡旋运动（12学时讲授+3学时习题，第3周下半周至第6周上半周）2.1 环流与涡度（课堂讲授，理解掌握，2课时）2.2 大气运动方程的积分形式——环流定理（课堂讲授，掌握，3课时）2.3 大气运动方程的微分形式——涡度方程（课堂讲授，掌握，3课时）2.4 大气运动方程的微分形式——散度方程（学生自学+课堂讨论，了解，1课时）2.5 大气运动方程的微分形式——位势涡度方程（课堂讲授，掌握，3课时）第三章大气中的准地转运动（12学时+2学时习题，第6周下半周至第9周上半周）3.1 准地转运动的物理成因（课堂讲授，理解，2课时）3.2 造成非地转运动的因子（课堂讲授+课堂讨论，理解，2课时）3.3 地转适应过程（课堂讲授，掌握，4课时）3.4 准地转运动的分类（课堂讲授，了解，2课时）3.5 半地转运动（学生自学+课堂讨论，了解，2课时）第四章大气中的波动（10学时讲授+2学时习题，第9周下半周至第11周）4.1 小扰动法（课堂讲授+课堂练习，掌握，2课时）4.2 大气波动的特征与描述（课堂讲授，了解，2课时）4.3 大气中基本波动（课堂讲授+课堂讨论，理解惯性重力波、重力波、Rossby波，6课时）第五章线性动力稳定性理论（8学时讲授+2学时习题，第12周至第13周）5.1 流体动力学稳定性概念（课堂讲授，了解，1课时）5.2 惯性不稳定（课堂讲授，理解，掌握气块法讨论不稳定判据，2课时）5.3 正压不稳定（课堂讲授+课堂练习，理解，掌握，3课时）5.4 斜压不稳定（课堂讲授，理解，2课时）第六章大气能量（8学时讲授+2学时习题，第14周至第15周）6.1 大气中能量的主要形态（课堂讲授，了解，1课时）6.2 大气能量方程（课堂讲授，掌握，2课时）6.3 有效位能（课堂讲授+课堂讨论，理解，1课时）6.4 纬向平均运动和涡动运动的能量方程（课堂讲授+课堂练习，了解，1课时）6.5 影响能量变化的因子（课堂讲授+课堂讨论，理解，2课时）6.6 大气能量转换（课堂讲授+课堂讨论，掌握，1课时）第七章大气边界层（8学时讲授+2学时习题，第15周-17周）7.1 大气湍流过程（课堂讲授，理解，1课时）7.2 大气行星边界层特征（课堂讲授，了解，1课时）7.3 大气边界层中风的分布特征（课堂讲授+课堂练习，理解，掌握推导思路，3课时）7.4 Ekman层的抽吸作用与旋转减弱（课堂讲授，掌握，3课时）4. 教材选取1）推荐教材1)吕克利徐银梓谈哲敏，1997，”动力气象学”南京大学出版社2)Holton, J. R., 2004: An Introduction to Dynamic Meteorology, Fourth Edition,Academic Press, 535 pages.2）参考资料1)Gill, A. E., 1982: Atmosphere-Ocean Dynamics, Academic Press, 662 pages.2)伍荣生，2002：《大气动力学》，高等教育出版社3)杨大升，1983：”动力气象学”，气象出版社4)叶笃正、李崇银、王必魁，1988：”动力气象学”，北京：科学出版社5)吕美仲、候志明、周毅编著，2004：”动力气象学”，气象出版社6)刘式适、刘式达，1991：《大气动力学》（上、下），北京大学出版社5. 成绩评定方式期中测验＋期末考试，考试形式为闭卷，AB 两套试题随机抽取1 套，内容涵盖教学大纲所要求的各章内容，题型以名称解释、填空、简答、计算、证明为主。
《动力气象学》问题讲解汇编
“动力气象学”问题讲解汇编徐文金(南京信息工程大学大气科学学院)本讲稿根据南京信息工程大学“动力气象学”学位考试大纲（以下简称为大纲）要求的内容，以问答形式编写，以便学习者能更好地掌握“动力气象学”中的重要问题和答案。
主要参考书为：动力气象学教程，吕美仲、候志明、周毅编著，气象出版社，2004年。
本讲稿的章节与公式编号与此参考书一致（除第五章外）。
第二章（大纲第一章） 描写大气运动的基本方程组问题2.1 大气运动遵守那些定律？并由这些定律推导出那些基本方程？大气运动遵守流体力学定律。
它包含有牛顿力学定律，质量守恒定律，气体实验定律，能量守恒定律，水汽守恒定律等。
由牛顿力学定律推导出运动方程（有三个分量方程）、由质量守恒定律推导出连续方程、由气体实验定律得到状态方程、由能量守恒定律推导出热力学能量方程、由水汽守恒定律推导出水汽方程。
这些方程基本上都是偏微分方程。
问题2.2何谓个别变化？何谓局地变化？何谓平流变化？及其它们之间的关系？ 表达个别物体或系统的变化称为个别变化，其数学符号为dtd ，也称为全导数。
表达某一固定地点某一物理量变化称为局地变化，其数学符号为t ∂∂，也称为偏导数。
表达由空气的水平运动（输送）所引起的局地某物理量的变化称为平流变化，它的数学符号为∇⋅-V ρ。
例如，用dt dT 表示个别空气微团温度的变化，用tT ∂∂表示局地空气微团温度的变化。
可以证明它们之间有如下的关系z T w T V dt dT t T ∂∂-∇⋅-=∂∂ρ （2.4） 式中V ρ为水平风矢量，W 为垂直速度。
（2.4）式等号右边第二项称为温度的平流变化（率），第三项称为温度的对流变化（率）或称为垂直输送项。
问题2.3何谓绝对坐标系？何谓相对坐标系？何谓绝对加速度？何谓相对加速度？何谓牵连速度？绝对坐标系也称为惯性坐标系，可以想象成是绝对静止的坐标系。
而相对坐标系则是非惯性坐标系，例如，在地球上人们是以跟随地球一起旋转的坐标系来观测大气运动的，这种旋转的坐标系就是相对坐标系。
南京信息工程大学动力气象学资料
tM(KE)dM 0
〔2〕全位能与动能转换
t
MKdMMdMMDdM
t
MEdMMdMMQdM
dM 同时在两个方程中消失，且
正M负相反；是全位能和动能之间的转 换项。
dM M
0E,K EK; 0E,K KE.
且全位能变化多少，动能也要相 应变化多少。表达了二者之间的 转换关系，及转换机制。
Vh
KKp K(Vh
)
p
VhKpK
tK ( V h K ) p K V h D
如系统质量为M，则系统的动能方程为：
t
MKdMM(VK)dM
MVh
dM
DdM
M
KVd
KVd
KVnd 0
闭合系统的动能方程：
tM Kd M M V h dM M DdM
)
p
E t
(VhE)
p
(E)
E
(EV)
t
对闭合系统积分，得：
M d dd E t M M E td M M ( E V ) d M tM Ed
闭合系统全位能方程：
tM EdM M d M MQ dM
3、闭合系统中的能量守恒与转换：
〔1〕闭合系统中的动能方程＋全位 能方程：
tM (KE )dM M Q dM M DdM
说明： ①闭合系统：外界没有能量输入。 ②干绝热过程：没有潜热释放，且没 有太阳辐射。 ③水平稳定层结： “水平的”——等温面//等压面，正 压的； 此时全位能最小。
三、有效位能的计算
两种算法： 〔1〕算出初始状态的全位能和终态的全 位能：〔参见课本〕 有效位能＝初态全位能－终态全位能； 计算时比较简单，是由于终态不好确定 。 〔2)计算从终态到初态，气块反抗净浮 力所做的功。〔气块法〕
动力气象学总复习
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
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？
暖
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
动力气象学总复习
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。
动力气象知识点总结
动力气象知识点总结气象学是一门研究大气的学科，它研究大气的物理和化学过程，特别是力学和气象学。
气象学已经成为一门重要的学科，人们也越来越依赖气象学来规划和预测天气。
动力气象学是气象学的一个重要分支，它研究大气的动力学过程，特别是大气运动和大气现象的形成。
1. 大气运动大气运动是大气动力学的重要研究对象，它是指大气中空气的运动。
大气运动包括水平风和垂直风两种类型。
水平风是指大气中水平方向的空气运动，垂直风是指大气中垂直方向的空气运动。
大气运动的产生是由于地球的自转和太阳的辐射，因此大气运动与地球的地理位置、地形和气温分布有关。
大气运动对天气和气候有着重要的影响。
例如，水平风的方向和强度影响着气候的分布和形成，垂直风的运动则对大气中水汽和云的分布有重要影响。
同时，大气运动也是天气系统形成和发展的基础，气旋、锋面和高空急流等现象都与大气运动有关。
2. 气压和气流气压是指空气对地面单位面积的压力，是大气动力学的重要参量之一。
气压的分布和变化是天气系统形成和发展的基础，也是气象预报的重要依据。
一般来说，气压高的地方大气下沉、空气比较干燥，天气晴朗；气压低的地方大气上升、空气比较潮湿，天气多云或有降水。
气压分布和变化还与地形和季节有关，例如，在山地和海洋上空气压的分布和变化与平原地区有较大差异；夏季高温天气时气压分布的变化也与冬季不同。
气流是指大气中空气运动的流线，它是由气压差驱动的。
气流有着不同的类型，例如，副热带高压区的气流呈辐散状，中纬度地区的气流则呈螺旋状。
气流还可以分为地面风和高空急流两种，地面风是指地面上的水平风，它是天气系统和气象现象的重要参量，也是天气预报的主要依据；高空急流是指高空大气中的强风，它对飞行、气象预报和气候研究有着重要的影响。
3. 热带气旋热带气旋是指在热带地区形成的强烈的风暴系统，它包括台风、飓风和龙卷风等多种类型。
热带气旋的形成需要一定的条件，例如，暖海水和强热带动力，正是这些条件使得热带气旋成为了最强烈的风暴系统。
动力气象复习资料(名词解释和简答)
一、各章节重点内容第一章：地球大气的基本特征？第二章：描述大气运动的基本方程组包括哪些？根据P23（2.52）推导位温公式。
根据球坐标运动方程组P28（2.78），证明绝对角动量守恒P29（2.82）式。
绝对坐标系、旋转坐标系、球坐标系和局地直角坐标系的区别，作图说明。
第三章：掌握尺度分析的方法，能对简单的方程进行尺度分析。
第四章：z坐标转化到p坐标所需要的数学物理条件，P坐标的优缺点？第五章：自由大气中根据力的平衡存在哪几种平衡？平衡的关系式是什么？正压大气与斜压大气的概念。
推导热成风方程（p94-p95），并利用热成风判断冷暖平流。
第六章：自然坐标系中，推导涡度的表达式，并分析各项的意义P111。
根据z坐标系中的水平动量方程推导涡度方程，并简要解释各项的意义。
根据位涡守恒原理解释形成过山槽的原因。
第七章：有效位能的概念。
内能、重力位能、动能、潜热能的表达式。
第八章：大气中行星边界层的主要特征，公式推导及解释埃克曼抽吸？公式推导及解释旋转衰减作用？第九章：利用微扰动法和标准波型法分析大气波动特征，如重力外波、重力惯性外波？或者，根据布西内斯克近似方程组分析，重力内波或惯性内波？第十章：描述地转演变过程？地转适应过程和演变过程在哪些方面体现了区分？第十一章：通过无量纲化方程组，利用摄动法推导第一类正压大气零级和一级方程组（P255-P257）。
利用P260（11.45）推导位势倾向方程并说明位势倾向方程中各项物理意义，或推导ω方程及解释各项物理意义。
第十二章：几个概念：惯性不稳定、正压不稳定、斜压不稳定、对称不稳定第十四章：CISK，热带大气动力学的基本特征名词解释（20分左右）简述题（20分左右）简单计算（10分左右）简单推导（10分左右）复杂推导、证明、解释等题（40分左右）二、名词解释要求（1）冷暖平流，（2）罗斯贝数，（3）梯度风，（4）地转风，（5） 平面近似，（6）Ekman抽吸，（7）旋转减弱，（8）惯性不稳定，（9）斜压不稳定，（10）CISK，（11）正压不稳定，（13）尺度，（14）基别尔数，（15）里查森数，（16）热成风，（17）地转偏差，（18）速度环流，（19）涡度，（20）有效位能，（21）摄动法，（22）惯性稳定，（23）中尺度对称不稳定，（24）条件不稳定，（25）气压梯度力，（26）重力，（27）平衡流场，（28）Q矢量，（29）位势倾向，（30）质量守恒数学表达三、理解物理过程要求1．地转偏差及其作用？2．有效位能及其性质？3．尺度，尺度分析法，尺度分析法的不确定性？4．为什么说等压面图上等高线愈密集的地区水平气压梯度力愈大？5．p坐标建立的条件是什么？p坐标的优缺点是什么？6．简述大气长波的形成机制？7．什么是微扰动法？8. 斜压不稳定波的结构有哪些特点？9．简述科里奥利力随纬度的变化？10．大气中考虑哪几种能量？简述净力平衡大气中全球能量平衡过程？11．薄层近似？12．局地直角坐标系？与一般直角坐标系的区别？13．热力学变量尺度及其特征？14．什么是σ坐标系？15．位势涡度守衡及其过山槽的形成？16．标准波形法？17．重力惯性外波生成的物理机制是什么？为什么说当地转平衡遭到破坏后，就会激发出重力惯性外波？而在地转平衡条件下，不存在或者说滤去了重力惯性外波？18．什么是Boussinesq近似？什么是滞（非）弹性近似？采用Boussinesq近似或滞弹性近似为什么可以滤去声波？从物理上说明静力平衡近似可以滤去沿垂直方向传播的声波，但不能滤去沿水平方向传播的Lamb波。
《动力气象学》课程笔记
《动力气象学》课程笔记绪论1. 动力气象学发展史1.1 重大理论发现动力气象学的早期发展主要基于对大气运动的观测和理论推测。
19世纪，科学家们开始系统地研究大气运动，并逐渐揭示了影响大气运动的一些关键因素。
这些因素包括：- 科里奥利力：由法国物理学家加斯帕尔·科里奥利首次提出，它解释了地球自转导致的风的偏转现象。
- 地转偏向力：由于地球自转，大气中的气流会相对于地面产生偏转，这个力就是地转偏向力。
- 大气压力和密度变化：大气压力和密度的变化会影响大气运动，这些变化与温度、湿度等因素有关。
1.2 数值天气预报20世纪中叶，随着计算机技术的发展，动力气象学进入了一个新的时代。
科学家们开始利用计算机来求解大气运动方程组，这种方法被称为数值天气预报。
数值天气预报的出现极大地提高了天气预报的准确性，使得气象学成为了一门更加精确的科学。
1.3 动力气象学发展新阶段近年来，动力气象学在气候变化研究中的应用变得越来越重要。
科学家们通过研究大气运动、能量转换和波动等现象，揭示了气候变化的原因和规律。
此外，动力气象学在防灾减灾、水资源管理等领域也发挥着重要作用。
2. 动力气象学的基本概念2.1 大气运动方程组大气运动方程组是描述大气运动的物理方程，包括连续性方程、动量方程和能量方程。
这些方程组基于质量守恒、牛顿第二定律和能量守恒等物理定律，为我们提供了研究大气运动的基本工具。
2.2 涡旋运动大气中的涡旋运动是天气系统和气候变化的重要因素。
涡旋运动包括环流、涡度和螺旋度等概念。
了解涡旋运动有助于我们预测天气变化和气候趋势。
2.3 准地转运动准地转运动是指大气中接近地转平衡状态的运动。
在这种状态下，大气运动主要受到地转偏向力和压力梯度力的作用。
准地转运动为我们提供了一个简化的大气运动模型，便于研究和预测天气。
2.4 大气波动大气波动是大气运动中的周期性变化，包括重力波、惯性重力波和Rossby 波等。
这些波动在天气系统和气候变化中起着关键作用，了解它们有助于我们预测天气和气候。
成信工动力气象学讲义03大气中的波动
§1波动的基本概念§2微扰法与方程组的线性化§3大气声波§4重力外波和重力内波§5惯性振荡与惯性波§6水平无辐散的Rossby 波§7有水平辐合辐散的Rossby 波§8大气混合波—惯性重力外波§9群速度，波的频散效应重点：微扰法，重力波和罗斯贝波，相速度和群速度。
§1.波动的基本概念1.波动的表示方法波动：质点由于受力的作用围绕某个平衡位置振动（振荡），而振动在空间的传播形成波动。
波动与振动的联系与区别：1）波动是振动的传播形式；2）波动是能量传播的一种基本形式；3）振动是质点的运动，是仅以时间为自变量的运动，主要属于常微分方程问题（如惯性振荡）；4)波动是以时间、空间为变量的方程，属于偏微分方程问题（如惯性波）。
根据Fourier 迭加原理，大气中所有运动=不同频率、不同振幅的简谐波的迭加。
对于空气的微团，若其任何一物理量仅在方向呈现周期变化（波动），则可以用周期函数表q x 示：q (3.1)()cos A k x ct δ=--⎡⎤⎣⎦或（3.2）()()(),,,,cos q x y z t A y z kx t ωδ=--（一维波，直线波，对应偏微分方程中的弦振动）链接2D 函数绘图软件Advanced Grapher 演示:1D 谐波其中皆为波参数。
同样：,,,,A k c ωδ（3.3）()(),,,()cos q x y z t A z kx ly t ωδ=+--（二维波，平面波，对应偏微分方程中的膜振动）（3.4）()(),,,cos q x y z t A kx ly mz t ωδ=++--（三维波，立体波，对应偏微分方程中的空间振动）链接曲面函数绘图软件Grapher 动态演示:1D_2D_3D 谐波图3.1复数的旋转性和周期性由于复数具有旋转性和周期性并且容易进行微分运算，通常用复数函数表示波动。
动力气象资料
1、大尺度天气运动的特点：准水平、准地转、准静力平衡、准定常、准水平无辐散。
2、趋动中高纬大气运动主要机制：大气斜压性；趋动热带大气运动主要机制：潜热能。
3、气柱上坡：气流辐散，形成反气旋；气柱下坡：气流辐合，形成气旋。
4、位涡守恒条件：绝热、无摩擦。
5、大气垂直分层？依据？每层特点？ 依据地面对大气的影响、湍流粘性力大小分：贴地层、近地面层、上部摩擦层、自由大气。
一般分后三层。
①贴地层：几厘米附着在地表，风速0≈V，无湍流。
湍流粘性力＝0，分子粘性力最重要。
②近地面层：80－100m 湍流运动非常剧烈，主要以湍流粘性力为主。
③上部摩擦层：1－1.5km(Ekman 层) 湍流粘性力、科氏力、气压梯度力基本满足三力平衡，即： 0≈粘科压＋＋F F F。
④自由大气：科氏力与气压梯度力近似平衡，准地转， 6、声波产生机制：大气可压缩性。
重力外波产生机制：自由面受扰动，通过水平面辐合辐散。
重力惯性外波产生机制：浮力振荡，通过水平面辐合辐散。
Rossby 波(大气长波)产生机制：β效应。
重力波产生机制：气压梯度力；传播机制：水平辐合辐散。
7、重力外波形成条件：①自由表面的存在②静力平衡③水平辐合辐散。
8、对于大气不同尺度的，起主要作用的波动也不一样，大尺度运动主要是Rossby 波起作用；中尺度主要是重力惯性内波起作用；小尺度主要是重力内波起作用。
9、中纬度大尺度运动主要特征：准地转平衡和水平无辐散。
10、β平面近似：科氏参数f 是纬度y 的非线性函数，近似地将f 表示成y 地线性函数，这种近似称为平面近似，即： f ≈f0＋βy 。
在赤道附近取Φ0＝0，f0≌0，f ≈βy ，这称为赤道β平面近似。
11、参数化：用大尺度运动物理量来表示小尺度运动的影响。
12、浮力振荡：在稳定层结大气中，当气团受到垂直振动时，受到与位移方向相反的净浮力的作用，而在平衡位置附近发生振荡。
13、地转运动：科氏力与气压梯度力近似相等，且加速度等于零。
南京信息工程大学《动力气象学》复习重点上
南京信息工程大学《动力气象学》复习重点(上)《动力气象学》复习重点Char1 大气运动的基本方程组 1、旋转参考系（1）运动方程 p dtd ++⨯-∇-=21ρ（2）连续方程 0=•∇+dt d ρ ▽·V 为速度散度，代表气团体积的相对膨胀率。
体积增大时，（▽·V>0），密度减小；体积减小时，（▽·V<0），密度增大。
0=•∇+V dtd ρρ▽·(ρV) 为质量散度，代表单位时间单位体积内流体质量的流入流出量。
流入时▽·(ρV)<0，密度增大；流出时▽·(ρV) >0，密度减小。
（3）热力学能量方程 Q dtd p dt d c v=+ 内能变化率+压缩功率=加热率Q dtd dt d c p=-α α=1/ρ用位温表示/1000()pR C T pθ=，则ln pd Qc dt Tθ= 2、局地直角坐标系（z 坐标系）中的基本方程组111()0ln ,,xyz v p du p fv F dt x dv p fu F dt y dw p g F dt z d u v w dtx y z p RT dT d dT dP d c p Q c a Q Q dtdt dt dt dtρρρρρραθ∂⎧=-++⎪∂⎪∂⎪=--+⎪∂⎪∂⎪=--+⎪∂⎨⎪∂∂∂⎪+++=∂∂∂⎪⎪=⎪⎪+=-==⎪⎩运动方程、连续方程、能量方程是预报方程，状态方程是诊断方程。
3、p 坐标系中的基本方程组⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧-=∂Φ∂=-∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂+∂∂-∂Φ∂-=+∂Φ∂-=p RT pc QS y T v x T u t T p y u x u fu y dt dv fv x dt du pp ωω4、p 坐标系的优缺点优点：p 坐标系中的运动方程组不再出现密度ρ；连续方程形式简单，与不可压缩流体的连续方程形式相当；由于日常工作采用等压面分析法，用p 坐标系方程组可以方便的进行诊断分析。
动力气象学-第一章(绪论)
1835年提出科里奥利力的概念， 1857年白贝罗建 立了风压场关系的经验定律，成为地球大气动力 学和天气分析的基石。
动力气象学起源于北欧。
1897年，V. 皮耶克尼斯建立了旋转地球大气中的 环流理论；1904年V. 皮耶克尼斯以力学和物理学 的观点，建立了描写旋转地球大气运动方程组。
在1920年前后，V. 皮耶克尼斯和J. 皮耶克尼斯概 括了温带气旋生命史，提出了极锋气旋学说，形 成了挪威(卑尔根)学派。
对热带大气运动的研究，提出了第二类条件不稳定 理论(恰尼，1964年)和波动型第二类条件不稳定理论 (斯蒂文斯和林赞，1978年)；提出了赤道波动理论
(松野，1966年)和积云对流参数化(郭晓岚，1965年)。 低纬大气行星波的活动，积云对流反馈，中低纬度 相互作用和海气相互作用，热带地区数值预报研究。
理想流体、可压流体——将大气视为可压
缩的连续流体，作为研究大气运动的基本 出发点，广泛运用流体力学和热力学原理 探讨大气运动的基本规律。
动力气象学与流体力学的关系
流体（Fluid） 流体力学（Fluid Mechanics）
地球物理流体动力学（Geophysical Fluid
Dynamics）
大气流体力学（Fluid Mechanics
动力气象
of Atomosphere）
动力气象学的研究步骤
数学基础：微积分、矢量分析、场论（欧拉
观点）、计算数学。 步骤：气象问题 模型 求解 物理模型 解释原问题。 数学
侧重于首尾两步。
2、动力气象学与其他课程的关系
与天气学的不同之处：
天气学：从观测资料出发，检验性的、总结天 气过程的发生、发展规律（主观） 动力学：从物理定理出发，从理论上揭示天气 过程的发生、发展规律和机理（客观） 关系：理论联系实际，相互渗透和交叉－天气 动力学。
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《动力气象学》课程辅导资料知识点归纳总结第一章绪论1. 研究地球大气运动时的基本假设连续介质假设：研究大气的宏观运动时，不考虑离散分子的结构，把大气视为连续流体。
从而，表征大气运动状态和热力状态的各种物理量，例如大气运动的速度、气压、密度和温度等可认为是空间和时间的连续函数，并且经常假设这些场变量的各阶微商也是空间和事件的连续函数。
是研究大气运动的基本出发点。
理想气体假设：气压、密度、温度之间的关系满足理想气体状态方程。
2. 地球大气的运动学和热力学特性有哪些？大气是重力场中的旋转流体：大气运动一定是准水平的；静力平衡是大气运动的重要性质之一。
科里奥利力的作用：大尺度运动中科里奥利力作用很重要；中纬度大尺度运动中，科里奥利力与水平气压梯度力基本上相平衡——地转平衡；地球旋转角速度随纬度的变化，与每日天气图上的西风带中的波动有关；起稳定性作用——位能、动能的转换——锋面。
大气是层结流体：大气的密度随高度是改变的——层结稳定度；不稳定层结大气中积云对流；稳定层结大气中重力内波。
大气中含有水份：相变潜热——低纬度扰动和台风的发展。
大气的下边界是不均匀的：湍流性；海陆分布和大气环流。
3. 大气运动的多尺度性大气运动无论在时间尺度还是在水平尺度上都具有很宽的尺度谱，不同尺度系统在性质上有很大差异，对天气的影响也不同，不同尺度运动系统之间还存在相互作用。
而根据流体力学和热力学原理建立起来的大气运动方程组，表征了大气运动普遍规律，从物理上讲，它几乎描述了各种尺度运动和它们之间的相互作用，方程组是高度非线性的，难以求解。
因此，在动力气象中，常对各种运动系统进行尺度分类，利用尺度分析法分析各类运动系统的一般性质，建立各类运动系统的物理模型（第三章）。
第二章描写大气运动的基本方程组1. 作用于大气的力，哪些是真实力，哪些是视示力？真实力：气压梯度力、地球引力、摩擦力，既改变气流的运动方向，也改变速度的大小视示力：科里奥利力、惯性离心力，只改变气流的运动方向，不改变速度的大小2. 描述大气运动的基本方程组和各自遵守的物理原理牛顿第二定律——运动方程质量守恒定律——连续方程理想气体实验定律——状态方程能量守恒定律——热力学能量方程水气质量守恒——水汽质量守恒方程3. 分析流体运动的两种基本方法拉格朗日方法：着眼于微团，研究其空间位置及其他物理属性随时间变化的规律，推广到整个流体运动。
欧拉方法：着眼于空间点，研究不同流体微团流经固定点时的运动状态及物理属性的变化规律，从而掌握流场中各物理量的空间分布及变化规律。
4. 旋转坐标系旋转坐标系：原点位于地球中心，坐标轴固定在地球上的坐标系。
5. 理解局地直角坐标系三个基本方向与球坐标系相同，但不考虑单位矢量的空间变化。
是球坐标系的一种简化，保持了球坐标系的标架但忽略了球面曲率的影响；同时具有笛卡尔坐标系和球坐标系的特点。
6. 全导数和局地导数的关系，全局导数、局地导数和平流变化的物理意义个别变化等于局地变化加平流变化。
7. 速度散度的物理意义它代表物质体积元的体积在运动中的相对膨胀率。
当物质体积元在运动中体积增大时，因质量守恒其密度要减小；运动中体积减小时，其密度要增大。
【例题解析】（1）连续方程表明，当空气块在运动中体积减小时，因质量守恒其密度（）。
A．减小B．先增大后减小C．增大D．先减小后增大答案：C解析：题目考查对连续方程的认识。
连续方程时质量守恒定律在大气运动中的表现，空气块在运动过程中质量守恒，那么其体积减小必然伴随着密度增大。
第三章尺度分析与基本方程组的简化1. 什么是尺度分析法？为什么要做尺度分析？尺度分析法：尺度分析法是依据表征某类运系统的运动状态和热力状态各物理量的特征值，估计大气运动方程中各量级大小的一种方法。
根据尺度分析的结果，结合物理上的考虑，略去方程中量级较小的想，简化方程，分析运动系统的某些基本性质。
大气中存在不同尺度的运动，它们满足同一基本方程组但有不同的运动特点，研究某一特定尺度运动时，只有抓住决定尺度运动性质的主要因子，忽略次要因子，才能把握运动的主要性质，便于数学处理。
使得结论简单，物理意义清楚。
2. 大气运动的尺度分类水平尺度为106、105、104米的运动过程分别为大尺度、中尺度、小尺度运动，大尺度又称为天气尺度。
比如，温带气旋，温带反气旋属于天气尺度运动；飑线，锋面属于中尺度运动；龙卷属于小尺度运动。
水平尺度与地球半径相当的长波，如副热带反气旋、赤道辐合带等属于行星尺度运动。
3. 零级近似和一级近似➢所谓零级简化，通过比较方程中各项的数量级，只保留方程中数量级最大的各项，而其他各项都略去。
➢所谓一级简化，通过比较方程中各项的数量级，除保留方程中数量级最大的各项外，还保留比最大项小一个量级的各项，而将更小的各项略去。
4. 常用的无量纲参数罗斯贝数：描述运动的水平尺度的参数。
基别尔数：描述运动过程是慢过程还是快过程的无量纲参数。
理查森数：与大气层结稳定度和风铅直切变有关的动力学参数。
无量纲厚度参数：垂直尺度和水平尺度之比，用以判断深厚系统和浅薄系统。
5. 如何对方程进行无量纲化对方程中的，依据各特征尺度引入无量纲变量，带入大气基本方程组，得到无量纲形式的方程，由于无量纲变量和其导数的量级为1，通过比较无量纲方程中各项前面的系数的量级，就可决定原方程中各项的相对大小，这为简化方程提供了依据。
6.中纬度大尺度运动的基本特征。
准水平，准地转平衡，准静力平衡，准水平无辐散、缓慢变化的涡旋运动。
7. β平面近似的内容是什么？为什么要采用β平面近似？（1）当f处于系数地位不被微商时，取常数；（2）当f处于对y求微商地位时，取d f / d y = β=常数。
采用β平面近似后，用局地直角坐标系讨论大尺度运动将是方便的。
虽然由于球面效应引起的曲率项被忽略了，但球面效应引起的f 随纬度的变化对大尺度运动的作用却部分保留下来。
第四章 p 坐标，铅直坐标变换1. 等压面分析的必要性利用z 坐标系分析大气运动时，需进行等高面分析，而气象业务中广泛采用的是等压面分析的方法。
为适应等压面分析，建立一个以物理变量气压p 代替铅直坐标z 的坐标系是必要的。
日常天气预报业务工作常绘制的标准等压面图有850、700、500、300、200、100hPa 等。
2. p 坐标系是建立在静力平衡的基础之上的。
3. p 坐标的主要优缺点是什么？优点：在这个坐标系中，可以直接用等压面上分析的资料进行计算；其基本方程组中减少了一个因变量，即密度的影响隐含在等压面位势变化之中；连续方程具有较简单的形式；由于引进了静力平衡近似，方程组中已滤去了对天气变化不起什么作用的沿铅直方向传播的声波。
缺点：这个坐标系中，下边界条件很复杂，不能严格给出下边界条件，很难考虑地形的影响。
由于小尺度运动不满足静力平衡条件，故不能用p 坐标系来描写它们的运动规律。
4. 不同坐标系的转换z p zF F F p x x p x ∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 5. θ坐标系θ坐标系建立的条件是大气层结是稳定的。
θ坐标系对研究绝热运用有其独特的优越性，然而θ坐标系和p 坐标系一样，因地表面不是坐标面，很难正确给出下边界条件。
第五章 自由大气中的平衡流场1. 理解自然坐标系自然坐标系中三个坐标s 、n 、z 的方向分别用单位矢量t 、n 、k 表示。
在空间任一点上，t 都与该点水平气流方向一致，n 是t 的法向量并指向水平气流的左侧，k 的方向垂直向上。
2. 流线和迹线➢ 流线：与水平速度矢量相切的一族有向曲线。
流线方程00(x,y,t )(x,y,t )dx dy u v =，积分可得流线 ➢ 迹线：也称轨迹，是空气微团运动的路径。
迹线方程：()000(x,y,t),(x,y,t)dx u dt t t x =x y y dy v dt ⎧=⎪⎪==⎨⎪=⎪⎩时,，积分可得迹线➢ 流线和迹线只能相切不能相交。
在定常条件下，流线和迹线重合。
3. 自由大气中的平衡流场极其基本型式气流方向无外力分量的定常水平流场称为平衡流场。
平衡流场中等压线即流线，微团的运动是等速率运动。
地转风：水平气压梯度力和科里奥利力相平衡。
此时，沿气流反向无外力分量，运动时水平、定常的。
惯性运动：科里奥利力和惯性离心力平衡。
旋衡运动：水平气压梯度力与惯性离心力相平衡的流动。
梯度风：水平气压梯度力、科里奥利力和惯性离心力平衡。
最普通一般的平衡流场就是梯度风流场，梯度风高度与湍流系数和地理纬度有关。
4. 风压定律？在北半球，高压在运动方向右侧，低压在运动方向左侧；低压伴随有气旋式环流，高压伴随有反气旋式环流。
这是正常的风场。
5. 正压大气与斜压大气正压大气：密度的空间分布只依赖于气压，即ρ = ρ(p )。
正压大气中等压面、等密度面和等温面重合在一起。
斜压大气：密度的空间分布不仅依赖于气压而且依赖于温度，即ρ= ρ(p, T)。
斜压大气中等压面与等密度面、等温面是交割的。
通常正压大气不会维持很久，但是若大气所进行的过程是干绝热过程，则原有的正压状态可以维持。
6. 地转风与热成风实际意义斜压大气是地转风随高度改变的充要条件。
也就是正压大气中不存在热成风。
地转风关系揭示了大尺度运动中风压场关系，而热成风关系揭示了静力平衡大尺度运动中风场、气压场、温度场之间的关系。
可用地转风、热成风关系来校对实测风场、气压场、温度场的分析是否协调一致。
也可以根据单站探空给出的实测风铅直分布，估计各层中温度平流的性质。
可以解释中纬度西风急流。
7. 地转偏差实际风与地转风的矢量差。
地转偏差虽然很小，但对大气运动的演变起着极其重要的作用。
有地转偏差时，空气微团才可能做穿越等压线运动，从而引起质量重新分布，造成气压场和风场的变化。
所以地转偏差是天气系统演变的一个动力因子。
8. 垂直速度的计算方法➢计算垂直速度的重要性：（1）上升运动是形成云雨天气的基本条件；（2）垂直运动对天气系统的发生发展有重要的指示意义。
➢计算垂直速度的必要性：垂直速度不是一个观测量，需要进行诊断计算。
➢计算垂直速度的主要方法：运动学方法和绝热法运动学方法：利用连续方程由水平风场计算垂直速度。
其特点是计算方便简单，但误差较大。
绝热法：利用绝热形式的热力学能量方程，由大气的热力状态来计算垂直速度。
其特点是由等压面位势高度资料和温度资料就可计算出垂直速度，温度局地变化率和静力稳定参数的计算精度对结果有很大影响。
9. 平衡方程平衡方程是诊断方程，在诊断分析和数值预报中常要用到这个方程。
第六章 环流定理与涡度方程1. 环流和涡度环流：流场中某一有向闭合物质曲线上的速度切向分量沿该闭合物质曲线的线积分，定义为速度环流，简称环流。