兰州大学本科大气动力学期末考试题基本概念复习题

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1-2个方程进行尺度分析的方法。

第四章：z坐标转化到p坐标所需要的条件，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发分析大气波动特征，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的区分？

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

第十三章：上下游效应的概念。

二、名词解释范围

（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）上游效应，（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）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、简述题范围

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？

8．什么是WKB方法？

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．简述静力平衡大气中全球能量平衡？

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。

19．为什么说斜压准地转运动不可能是纯水平环流，即在准地转水平环流之上必迭置有二级环流？这一二级环流有何重要性？它与Ekman抽吸作用造成的二级环流在性质上、作用上有何差别？

20．用Q矢量表示的准地转ω方程有何优点？试讨论铅直运动与Q矢量的关系，为什么说Q矢量的方向总是指向上升区？

考题类型：

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）

考试时间2小时.

特别说明：补考题不受这个范围制约。