动力气象总复习
《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-复习题周顺武
动力气象学习题集一、名词解释1.地转平衡：对于中纬度大尺度运动，水平气压梯度力和水平科氏力（地转偏向力）接近平衡，这时的空气作水平直线运动，称为地转平衡。
2.f平面近似：又称为f参数常数近似。
在中高纬地区，对于大尺度运动，y/a<<1，则f=f0=2Ωsinϕ0=const。
3.地转偏差：实际风与地转风之差。
4.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。
5.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，此时空气微团运动称为梯度风。
6.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，这时空气微团作直线运动，称为地转风。
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.大气行星边界层：接近地球表面的厚度约为1－1.5km的一层大气称为大气行星边界层。
边界层大气直接受到下垫面的热力作用和动力作用，具有强烈的湍流运动特征和不同于自由大气的运动规律。
10.旋转减弱：在旋转大气中，由埃克曼层摩擦辐合强迫造成的二级环流大大加强了行星边界层与自由大气之间的动量交换，使得自由大气中的涡旋系统强度快速减弱，这种现象称为旋转减弱。
11.埃克曼抽吸：由于湍流摩擦作用，埃克曼层中风有指向低压一侧的分量，在低压上空产生辐合上升运动，同理在高压上空产生辐散下沉运动，这种上升下沉运动在边界层顶达到最强，这种现象称为称为埃克曼抽吸。
12.波包迹：在实际大气中，一个瞬变扰动可以看成是由许多不同振幅、不同频率的简谐波叠加而成的，这种合成波称为波群或波包。
《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。
（地转平衡大气中，基本气流上作南北运动的空气质点形成的扰动其振幅随时间增长的问题，表示惯性振荡与快波的不稳定发展现象。
动力气象-复习题周顺武剖析
动力气象学习题集一、名词解释1.地转平衡：对于中纬度大尺度运动，水平气压梯度力和水平科氏力（地转偏向力）接近平衡，这时的空气作水平直线运动，称为地转平衡。
2.f平面近似：又称为f参数常数近似。
在中高纬地区，对于大尺度运动，y/a<<1，则f=f0=2Ωsinϕ0=const。
3.地转偏差：实际风与地转风之差。
4.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。
5.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，此时空气微团运动称为梯度风。
6.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，这时空气微团作直线运动，称为地转风。
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.大气行星边界层：接近地球表面的厚度约为1－1.5km的一层大气称为大气行星边界层。
边界层大气直接受到下垫面的热力作用和动力作用，具有强烈的湍流运动特征和不同于自由大气的运动规律。
10.旋转减弱：在旋转大气中，由埃克曼层摩擦辐合强迫造成的二级环流大大加强了行星边界层与自由大气之间的动量交换，使得自由大气中的涡旋系统强度快速减弱，这种现象称为旋转减弱。
11.埃克曼抽吸：由于湍流摩擦作用，埃克曼层中风有指向低压一侧的分量，在低压上空产生辐合上升运动，同理在高压上空产生辐散下沉运动，这种上升下沉运动在边界层顶达到最强，这种现象称为称为埃克曼抽吸。
12.波包迹：在实际大气中，一个瞬变扰动可以看成是由许多不同振幅、不同频率的简谐波叠加而成的，这种合成波称为波群或波包。
动力气象-总复习PPT160页
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
动力气象-总复习
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是
动力气象-总复习共160页
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
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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
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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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
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谢谢！
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动力气象作业复习题
动力气象作业复习题(总10页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--尺度分析作业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罗斯贝数的大小反映了科氏力的相对重要性 中纬度大尺度大气运动主要特征是准水平，准地转平衡，准静力平衡，准水平无辐散，准定常的涡旋运动。
2、正压大气和斜压大气概念密度的空间分布只依赖于气压，即ρ=ρ(p)，这种大气状态称作正压大气。
正压大气中等压面、等密度面和等温面重合在一起。
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)，这种状态称作斜压大气。
斜压大气中等压面与等密度面、等温面是交割的 3、地转风概念定义：空气块直线运动，在水平气压梯度力和水平地转偏向力平衡的作用下，风沿等压线或等位势线吹，北半球背风而立，气压高的在右。
4、下面地面系统，高层有哪几种可能配置图一：（1）正压状态下，高空为低压中心，由于动力作用引起的，（2）斜压状态下，高空为高压中心，由于热力作用引起的，图二：（1）正压状态下，高空为高压中心，由于动力作用引起的， （2）斜压状态下，高空为低压中心，由于热力作用引起的，5、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)，这种状态称作斜压大气。
斜压大气中等压面与等密度面、等温面是交割的。
等温线越密，等温面与等压面夹角越大，斜压性越强；风速越大，风向与等压面夹角越大，斜压性越强。
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。
热成风定义为铅直方向上两等压面上地转风的矢量差。
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。
热成风与大气的斜压性相联系，与热力作用相关。
动力气象学期末考试题基本概念复习题(最新整理)
一、名词解释范围（共计20分）（1）冷暖平流：由温度的个别变化与局地变化的关系：或 33dT T V T dt t ∂=+⋅∇∂ dT T T V T w dt t t∂∂=+⋅∇+∂∂ 移项后，有：T dT T V T w t dt t∂∂=-⋅∇-∂∂ 设，则有0,0dT w dt == （ s 方向即水平速度的方向。
空气微团做水平运动T T V T V t s∂∂=-⋅∇=-∂∂ 时，即使为微团本身的温度保持不变，也会引起温度场的局地变化。
） 当，即沿着水平速度方向温度是升高的，风由冷区吹向暖区，这时0T s∂>∂0T V s ∂-<∂（即），会引起局地温度降低，我们便说有冷平流。
0T t∂<∂ 当，即沿着水平速度方向温度是降低的，风由暖区吹向冷区，这时0T s ∂<∂0T V s ∂->∂（即），会引起局地温度升高，我们便说有暖平流。
0T t ∂>∂总之温度平流是通过水平气流引起温度的重新分布而使局地温度发生变化的。
（2）罗斯贝数：水平惯性力与水平科氏力之比，即：，表示大气运动的准地转程00U R f L=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）。
（3）梯度风：水平科氏力、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，即。
21V p fV R nρ∂+=-∂（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。
这时的空气作水平直线运动，称为地转风，表达式为： 。
1g V p k f ρ=-∇⨯ （5）平面近似：中高纬地区，对大尺度运动，，则，其中β/1y a <0f f y β=+002cos 2sin ,f const const aϕϕβ=Ω===具体做法：不被微分时，令。
在平流项中被微分时，令f 0f f const ==f 。
f const yβ∂==∂实质：利用纬度处某点的切平面代替该点附近的地球球面（即取局地切平面近似），0ϕ只考虑地球球面性最主要的影响—科氏参数随纬度的变化。
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，这时空气微团作直线运动，称为地转风，表达式为：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：i T V f R =-。
6. 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。
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。
动力气象学汇总
一、地球大气的动力学和热力学特征：答：特性一：受重力场作用，大气大尺度运动具有准水平的特征及静力平衡性质。
特性二：大气是重力场中的旋转流体，在中高纬度大气的大尺度运动具有地转近似平衡性质。
特性三：大气是层结流体，层结稳定度对大气的垂直运动具有重要作用。
特性四：大气中含有水汽，水汽所释放的潜热是大气运动发展的一种重要能量来源。
特性五：大气的下边界是不均匀的，对大气的运动也具有重要影响。
二、大气运动遵循哪些规律？答：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。
这些方程构成了研究大气运动具体规律的基本出发方程组。
三、何谓个别变化？何谓局地变化？何谓平流变化?何谓对流变化?及它们的数学表达式？答：1、个别变化2、局地变化3、平流变化4、对流变化四、大气运动受到那些力的作用？答：受到气压梯度力、地球引力（也称为地心引力）、摩擦力、惯性离心力和地转偏向(科里奥利）力等作用。
其中气压梯度力、地球引力、摩擦力是真实力，或称牛顿力。
而惯性离心力和地转偏向力是“视示力”，是虚拟的力。
五、科里奥利力有哪些重要特点：答：3、地转偏向力的大小与相对速度v大小程正比。
对于水平运动的地转偏向力，它随地理纬度减小而减小。
六、根据牛顿力学原理大气运动方程表达式：答：七、热力学能量方程的数学表达式及其物理意义答：八、何谓局地直角坐标系？（局地直角坐标系的取法及其特点？）答：所谓局地直角坐标系是指：这个直角坐标系的原点(或称0点)设在地球表面某一地点，则其三个坐标轴(x,y,z)中x轴指向这个地点水平面上的东方；y轴指向这个地点水平面上的北方；z轴指向这个地点的天顶方向，与球坐标相同。
动力气象学复习题
动力气象学复习题地球大气的动力学和热力学特征大气是重力场中的旋转流体、大气是层结流体、大气中含有水分、大气的下边界是不均匀的描写大气运动的方程组个别变化与局地变化个别空气微团的温度在运动中随时间的变化率，称为温度的个别变化。
大气运动空间中固定点上温度随时间的变化率，称为温度的局地变化。
绝对坐标系与相对坐标系作用于大气上的各种作用力及其特性真实力气压梯度力：方向与气压梯度相同，垂直于等压面；大小与气压梯度的大小成正比，与密度成反比。
地球引力：方向为高值等重力位势面指向低值等重力位势面的方向，大小由等重力位势面的疏密程度来决定。
摩擦力视示力科里奥利力：在北半球，科里奥利力指向速度的右方，南半球指向左方。
对空气微团不做功。
惯性离心力：运动方程、连续方程、状态方程、热力学方程、水汽方程质量守恒定律的数学表达式称为连续方程。
连续方程：干空气的状态方程：pRT，其中R为干空气比气体常数引入虚温Tv，湿空气状态方程为：pRTv热力学方程：水汽方程：初始条件及边界条件下边界条件：z=0时，00上边界条件：尺度分析和基本方程组的简化尺度的概念各物理场变量“具有代表意义的量值”称之为物理场变量的特征值，某一物理场变量的“尺度”正是指它的特征值。
大气运动的尺度分类大尺度、中尺度、小尺度尺度分析方法尺度分析法是依据表征某类运动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项量级大小的一种方法。
中高纬度中尺度及大尺度大气运动各自的特性中纬度大尺度运动是准水平、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。
重要的特征参数R0数、Ri数等定义：N2D2Ri，是一个与大气层结稳定度和风的铅直切变有关的动力学参数。
U2平面近似P坐标，铅值坐标变换静力平衡对于静止大气，重力和铅直气压梯度力相平衡，即dpg。
实际大气也满足静力平dz衡条件，静止大气的气压场结构是实际大气极好的近似。
P坐标将z坐标系的铅直坐标变量z被物理场变量p替换，称由某、y、p 作为独立坐标变量的坐标系称为p坐标系。
动力气象总复习
{A, A} CP T (V T )dM ，其中符号同惯常意义。
[T ] M
热量的经向输送，使得暖区失去热量，冷区得到热量 A 在纬圈上形成温度分布不均匀 A
——温度槽落后于高度槽
7、试论述大型涡旋在实际大气能量循环中的重要作用。 答： 首先，通过大型涡旋引起的热量经向输送，使得平均有效位能向扰动有效位能转 换； 然后，又通过大型涡旋中的垂直运动，使得扰动有效位能向扰动运动动能转换；
相应的，自由大气中的气旋区要产生辐散，反气旋区要产生辐合，这样就在垂直面内 形成闭合环流。
如果将水平面上的气旋、反气旋，称为一级环流，则称这个由一级环流诱发的、 在垂直面上的闭合环流，为二级环流 大气旋转减弱：二级环流的作用：使边界层与自由大气发生物理量交换。
边界层中角动量小的空气，输送到自由大气； 自由大气中角动量大的空气，输送到边界层。
结果：由自由大气向边界层输送角动量。自由大气角动量减少，大气旋转减弱，边界层角动 量增加，以补偿耗散
自由大气中：反气气旋旋区区辐辐散合气反旋气减旋弱减弱 旋转减弱 边界层中：反气气旋旋区区辐辐合散气反旋气加旋强加强 用来补偿耗散
旋转减弱：自由大气在埃克曼泵的作用下，若无外部能量的供给，其涡度会随时间发生衰减， 这种衰减就称为旋转减弱 五，波动学——主流理论。 槽脊，长波，短波～波动中的术语。 1，波动概念： 1） 振荡机制——回复机制（负反馈机制） 2） 传播机制——质点与质点间的相互联系。 特点：空间、时间上周期变化。 波参数：有哪些？定义？关系？ 求波解？ 单波：讨论波动传播问题，不能讨论波的发展。 群速度——波群 ——群速度 2，微扰动的线性化方法： 基本思想、假设？ 如何做？ 3，基本方程中有哪些波？各种波的机制、性质？滤波条件？ 重力内波——浮力振荡（体现产生机制） β－效应（体现 Rossby 波产生机制） 重力外波——用自由面 h 体现的连续方程——h 变化，引起辐合辐散——传播机制。 上游效应 4，会解：重力外波，大气长波
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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。
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4、位涡守恒条件是什么?并应用位涡守恒原理解释过山（大尺度)气流涡度变化。
四,边界层：研究耗散问题~湍流边界层1,大气分层:1） 根据什么分？~地面对大气的影响～湍流粘性力大小2） 如何分？3） 各层特点(动力学特点）是什么？2,处理湍流——对平均运动的影响:湍流通量～湍流粘性应力湍流引起动量输送、热量输送。
——脉动量二次乘积项的解释、处理—参数化—混合长理论——什么是混合长？什么是混合长理论？——参数化结果:脉动量二次乘积项,最后用平均量表示。
ｅ.g ．zu z u l z u K w u T z zx ∂∂∂∂=∂∂=''-=2ρρρ ３，湍流发展判据——Ｒi 数１)层结：稳定层结(净浮力与位移相反,作负功,抑制湍流发展）、中性层结、不稳定层结。
2)平均运动：总是有利于湍流发展。
４,常值通量层？摩擦速度,摩擦速度方程？粗糙度？求风廓线?中性层结——对数律；非中性层结——指数律。
5，上部摩擦层：1）三力平衡:湍流连续力很重要，与压力梯度力、科氏力同量级——风压关系:穿越等压线,指向低压一侧２)风随高度的分布——E ｋman 螺线?梯度风高度:风向第一次与地转风向一致；应用中……湍流粘性力的……6,自由大气旋转减弱:Ekm ａn 抽吸——二级环流——旋转减弱：共同的物理机制。
“前提”:边界层中，在三力平衡下，风要指向低压一侧，在气旋区产生辐合上升，反气旋辐散下沉,在边界层顶产生垂直运动，称为Ekm ａn 抽吸。
相应的,自由大气中……。
这样，就在垂直面内产生了一个闭合环流,称为二级环流。
由于二级环流的作用，把动量小的从边界层输送到自由大气,把动量大的从自由大气输送到边界层中,这样就把角动量从自由大气从边界层输送,引起自由大气旋转减弱。
作业:1、 大气如何分层？依据是什么?各层有何特点?2、 Ｔzx ＝w u ''-ρ物理含义?3、 混合长概念4、 稳定层结和不稳定层结；净浮力5、 湍流运动发展判据理查森数6、 常值通量层概念;中性层结和非中性层结下近地面层风随高度变化满足何定律？7、 上部摩擦层动力学特点?风随高度变化满足何定律？E ｋｍan 螺线概念。
试证明上部摩擦层中，运动将穿越等压线指向低压一侧。
8、 已知上部摩擦层中某层上的实际风与地转风如图所示，请分析该层上湍流粘性力的方向?9、 梯度风高度定义：风向第一次与地转风向一致的高度10、Ｅk ｍan 抽吸与二级环流 11、 请叙述大气旋转减弱的物理机制g VV12、已知：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⇒-=⇒∂∂。
气块温度干绝热递减率环境温度垂直递减率；＝－dz dT z T d γγ。
试从物理上说明,当d γγ>时,大气层结是不稳定的。
五,能量学1， 能量形态2， 无限高气柱的位能－内能的关系。
——全位能？——有效位能？3， 质点的动能方程如何推导?⋅V ”运动方程”引起动能变化的机制:压力梯度力的作用。
4,闭合系统:什么是?特点:没有通过运动形式引起的物流交换；所有通量都等于0。
（全位能A 与动能K ：Ａ<--＞K)闭合系统能量守恒——绝热无摩擦转化条件:必要条件是垂直运动;暖空气输送，冷空气下沉,全位能向动能转化。
作业：１、大气中有哪几种能量形式?内能与位能的关系2、全位能和有效位能概念；纬向平均运动3、闭合系统中动能与全位能发生转换的必要条件是什么?何时动能向全位能转换?何时全位能向动能转换？4、},{K A '',},{/K K ;},{/A A 物理意义５、根据实际大气北半球中高纬度大气环流和天气系统的结构(斜槽结构），利用下式说明扰动运动动能将向平均运动动能转换。
{}dM yu v u K K M ⎰∂∂''=',,其中符号同惯常意义。
６、根据实际大气北半球中高纬度气压场和温度场的配置，利用下式说明扰动有效位能将向扰动动能转换。
{}dM K A M⎰''-=''ωα,，其中符号同惯常意义。
7、已知闭合系统动能方程和全位能方程，{}dM K A M ⎰''-=''ωα,，由此讨论闭合系统全位能与内能转换的物理机制。
８、请叙述大型涡旋在实际大气能量循环中的重要作用。
六,波动学——主流理论。
槽脊，长波，短波～波动中的术语。
1，波动概念:1） 振荡机制——回复机制(负反馈机制）2） 传播机制——质点与质点间的相互联系。
特点:空间、时间上周期变化。
波参数:有哪些？定义?关系？求波解？单波:讨论波动传播问题,不能讨论波的发展。
群速度——波群——群速度2，微扰动的线性化方法：基本思想、假设?如何做?3,基本方程中有哪些波？各种波的机制、性质？滤波条件？重力内波——浮力振荡(体现产生机制）β－效应(体现Rossby 波产生机制)重力外波——用自由面h 体现的连续方程——h 变化,引起辐合辐散——传播机制。
上游效应4，会解：重力外波，大气长波物理（气象）模型、数学模型、线性化、设波解、本征值、求波速c 、讨论气象意义 4， 滤波概念：掌握思想。
作业:1、频散波和非频散波;相速度和群速度;上游效应和下游效应2、已知自由表面高度为ｈ的均质不可压缩大气满足方程:0)(=⋅∇+∂∂h V th , 请推导之并说出该方程的物理意义。
3、已知自由表面高度为h 的均质不可压大气满足下式:⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=∂∂+∂∂=-∂∂-∂∂-=∂∂+∂∂0011zw x u g zp x p x u u t u ρρ 其中符号同惯常意义。
1. 请说出重力外波传播的物理机制。
2. 导出重力外波的波速公式,并讨论之。
4、已知方程:⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=∂∂+∂∂∂∂-∂∂==+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂00y v x u y u x v v y v x u t ξβξ 其中:各符号同惯常意义。
（１）由上式导出Ｒｏssby 波的波速和群速公式，并讨论之。
（2）请说出R ｏｓsb ｙ波的主要特征及其形成的物理机制。
5、何谓ß－效应？很据Ｒos ｓby 波的传播机制,说明下图所示的涡旋系统将会向西移动。
6、已知某波动位于北纬45度,其纬向波长为５０00km,试求出纬向波数。
（地球半径63７0k ｍ）7、地球旋转对大气运动有何影响?七、大气运动稳定性理论1、惯性不稳定定义和判据2、正压不稳定定义和判据3、斜压不稳定定义4、均匀气流是稳定的吗?为什么？。