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动力气象学作业题
动力气象学作业题动力气象学一、单选题1、1939年___引进β平面近似，创建了著名的长波理论。
A、A.V.皮耶克尼斯B、B.恰尼C、C.菲利普斯D、D.罗斯贝答案:D2、大气是层结流体，大气的密度分布随高度变化，通常来说，___中容易产生积云对流。
A、A.不稳定层结B、B.稳定层结C、C.中性层结D、D.分层层结答案:A2、罗斯贝数是一无量纲参数，有一定的物理意义，它代表水平惯性力相对科氏力的量级，当它的大小接近0.1时，代表中纬度的___。
A、A.小尺度运动B、B.中尺度运动C、C.大尺度运动D、D.微尺度运动答案:C3、可用于判断对流或扰动发展的无量纲参数是___。
A、A.罗斯贝数B、B.基别尔数C、C.无量纲厚度参数D、D.理查森数答案:D3、在北半球，满足风压定律的高压是下列___项。
A、A.高压在运动方向右侧，高压伴随有反气旋式环流B、B.高压在运动方向左侧，高压伴随有反气旋式环流C、C.高压在运动方向右侧，高压伴随有气旋式环流D、D.高压在运动方向左侧，高压伴随有气旋式环流答案:A4、全位能是指内能和___之和。
A、A.动能B、B.潜热能C、C.位能D、D.显热能答案:C4、在___条件下，全球大气的内能、位能、动能的总和是守恒的。
A、A.绝热B、B.无摩擦C、C.绝热无摩擦D、D.定常答案:C5、取布西内斯克近似的优点是，滤去了大气中的___。
A、A.声波B、B.兰姆波C、C.重力外波D、D.重力惯性外波答案:A6、重力内波产生的条件之一是___.A、A.不稳定层结B、B.中性层结C、C.稳定层结D、D.对流层结答案:C1、大气相对运动方程是根据___定律得到。
A、A.牛顿第二定律B、B.质量守恒定律C、C.气体试验定律D、D.热力学能量守恒定律答案:A2、分析流体运动有两种方法，一种是___，一种是欧拉方法。
A、A.拉格朗日法B、B.小尺度方法C、C.尺度分析D、D.气团方法答案:A3、按照水平尺度划分，龙卷属于___。
动力气象学期末考试题基本概念复习题.docx
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:dT dT rr——=——+匕或dt St 33移项后，有： dt dtdt设齐0W0,则有 ^T = -y.vr = -v — dt ds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。
）GT c 丁 当一>0,即沿着水平速度方向温度是升鬲的，风由冷区吹向暖区，这时-V —<0 & ds（即—<0）,会引起局地温度降低，我们便说有冷平流。
dt当竺<0,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-V —>0 ds ds （U|j —>0）,会引起局地温度升高，我们便说有暖平流。
dt总Z 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住变化的。
（2） 罗斯贝数：水平惯性力与水平科氏力之比，即：R ｛）= —，表示大气运动的准地转程 办厶度，也可用来判别人气运动的类型（人、屮、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 --- F JV — ------- - o R p 8n（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 一 1 一 的空气作水平肓线运动，称为地转风，表达式为：V =——Vpxk. fp（5） 0平面近似：中高纬地区，对大尺度运动，y/a<l.则/ =九+0『，其中具体做法：/不被微分时，令f = f.= const, f 在平流项屮被微分时，令dt dt dt（s 方向即水平速度的方向。
空气微团做水平运动 f = 2Qsin (pQ = const, [i - 2 cos %a -const实质：利用％纬度处某点的切平而代替该点附近的地球球而（即取局地切平而近似）,只考虑地球球面性最主要的彩响一科氏参数/随纬度的变化。
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。
9. 什么是风场？风场是指大气中不同地点的风速和风向分布。
它是由大气压力差和地转偏向力等因素引起的，是描述大气运动和气象现象的重要参数。
10. 什么是气象现象？气象现象是指大气中的各种现象，如降水、云层、气温和湿度等的变化。
它们是由大气运动和能量交换等因素引起的，对天气和气候的形成和演变具有重要影响。
动力气象-复习题20
动力气象学习题集一、名词解释1. 地转平衡：2. f 平面近似：3. 地转偏差：4. 尺度分析法：5. 梯度风：6. 地转风：7. 正压大气：8. 斜压大气：9. 大气行星边界层：10. 旋转减弱：11. 埃克曼抽吸：12. 波包迹：13. 环流：14. 环流定理：15. 埃克曼螺线：16. 梯度风高度：17. 非频散波：18. 微扰法（小扰动法）19. 声波：20. 重力外波：21. Boussinesq 近似：22. 正压不稳定：23. 斜压不稳定：二、判断题1. 中纬度地转运动准水平的原因之一是重力场的作用使大气质量向靠近地球固定边界一薄层中堆积，从而制约了铅直气压梯度，限制了大气运动的铅直尺度。
2. 等压面图上，闭合高值等高线区域，等压面是下凹的，在闭合低值等高线区域，等压面是上凸的。
3. 小尺度运动不满足静力平衡条件，但仍然可以用p 坐标系运动方程组描述他们的运动规律。
4. 压高公式说明，气层厚度正比于平均温度，气压随高度按指数单调递减，且平均温度愈低，气压随高度递减愈慢，反之亦然。
5. 如果运动是绝热、无摩擦和定常运动，且周围无水汽交换，那么单位质量湿空气的显热能、位能、动能、潜热能之和守恒。
6. 有效位能是动能唯一的“源”，但不是唯一的“汇”。
7. 风随高度分布的对数定律是指在不稳定条件下，近地面层的风速分布特征。
8. 不规则湍涡运动会引起动量和其它物理量的输送，它的最小单位是分子。
9. 动力气象学是流体力学的一个分支。
10. 物理量的空间分布称为物理量场。
11. 气压梯度力反比于气压梯度。
12. 速度散度代表物质体积元的体积在运动中的相对膨胀率。
13. 笛卡尔坐标系中的三个基本方向在空间中是固定的，球坐标系中的三个基本方向随空间点是变化的。
14. 大气运动被分成大、中、小尺度是按照时间尺度划分的。
15. 当f处于系数地位不被微商时，取f=f o；当f处于对y求微商地位时，取df/dy=常数，此种处理方法称为B平面近似。
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。
因，故速度散度与运动得参考系没有关系。
8、计算45°N跟随地球一起旋转得空气微团得牵引速度。
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、假设运动就是水平得，对于均质流体，证明水平运动方程可以改写为。
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》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 。
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 ∂∂-∇⋅-=∂∂ （2.4） 式中V 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。
(整理)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 zg ∂∂∂∂θ5．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。
【知识点】：10.3【参考分】：4【难易度】：B【答案】： (1) 000f c L = (2) 0L L >>9．正压适应过程的物理机制是（1），适应的速度主要依赖于（2）和（3）。
【知识点】：10.3【参考分】：6【难易度】：A【答案】：(1) 重力惯性外波对初始非地转扰动能量的频散(2) 重力惯性外波的群速（3）初始非地转扰动的水平尺度和强度10．第一、二类准地转运动出现的条件分别是（1）和（2）。
动力气象学期末考试题基本概念复习题.docx
动力气象学期末考试题基本概念复习题.docx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:dT dT rr——=——+匕或dt St 33移项后，有： dt dtdt设齐0W0,则有 ^T = -y.vr = -v — dt ds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。
）GT c 丁当一>0,即沿着水平速度方向温度是升鬲的，风由冷区吹向暖区，这时-V —<0 & ds（即—<0）,会引起局地温度降低，我们便说有冷平流。
dt当竺<0,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-V —>0 ds ds （U|j —>0）,会引起局地温度升高，我们便说有暖平流。
dt总Z 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住变化的。
（2）罗斯贝数：水平惯性力与水平科氏力之比，即：R ｛）= —，表示大气运动的准地转程办厶度，也可用来判别人气运动的类型（人、屮、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 --- F JV — ------- - o R p 8n（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。
这时一 1 一的空气作水平肓线运动，称为地转风，表达式为：V =——Vpxk. fp（5）0平面近似：中高纬地区，对大尺度运动，y/a<="" bdsfid="130" p="">具体做法：/不被微分时，令f = f.= const, f 在平流项屮被微分时，令dt dt dt（s 方向即水平速度的方向。
空气微团做水平运动 f = 2Qsin (pQ = const, [i - 2 cos %a -const实质：利用％纬度处某点的切平而代替该点附近的地球球而（即取局地切平而近似）,只考虑地球球面性最主要的彩响一科氏参数/随纬度的变化。
动力气象复习题
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。
=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，此时空气微团运动称为梯度风，表达式为：V 2fV1p。
r Tn4. 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V g1衡，这时空气微团作直线运动，称为地转风，表达式为：p k 。
f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 if R 。
T6. 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：Vc(R Tp) 2n7. 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。
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：= (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.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。
10.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。
1. f 平面近似：又称为 f 参数常数近似。
动力气象复习资料(名词解释和简答).doc
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Plllo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3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）（1）冷暖平（2）罗斯贝（3）梯度风，（4）地转风， （5） 0平面近似， （6） （7）旋转减（8 ）惯性不（9）斜压不稳(10) CISK, （11）正压不稳(13) 尺（14）基别尔（15）里查森（16）热成（17）地转偏(18) 速度环（19）涡（20）有效位（21）摄动法，（22）惯性(23) 中尺度对称不稳定，条件不稳定，（25）气压梯度(26)重力, （27）平衡流(28) Q 矢量，（29）位势倾（30）质量守恒数学三、 理解物理过程要求1. 地转偏差及其作2. 有效位能及其性3. 尺度，尺度分析法，尺度分析法的不确4. 5. p 坐标建立的条件是什么？ p 坐标的优缺点6. 简述大气长波的形成机7. 什么是微扰动8. 斜压不稳定波的结构有哪些9. 简述科里奥利力随纬度的变10. 11. 薄层近12. 局地直角坐标系？与一般直角坐标系的13. 热力学变量尺度及其特14. 什么是。
兰州大学《动力气象学》15秋在线作业3满分答案
兰州大学《动力气象学》15秋在线作业3满分答案一、单选题（共 10 道试题，共 40 分。
）1. 表示波群传播速度的波参数是___。
A. 波数B. 周期C. 相速度D. 群速正确答案：D2. 罗斯贝数是一无量纲参数，定义为水平惯性力尺度和___尺度的比值。
A. 水平科氏力B. 水平气压梯度力C. 水平摩擦力D. 重力正确答案：A3. 在北纬60度以北到极地形成的热力环流，是___。
A. 哈得来环流B. 费雷尔环流C. 反哈得来环流D. 反费雷尔环流正确答案：C4. 地转平衡态遭到破坏后，经过调整，重新建立起新的地转平衡态，这种过程称为___。
A. 准地转演变过程B. 演变过程C. 地转适应过程D. 准地转过程正确答案：C5. 实际风和地转风的矢量差定义为___。
A. 地转风B. 梯度风C. 热成风D. 地转偏差正确答案：D6. 地转风随高度的变化可以判定此层的平流关系，当地转风随高度逆转的时候，代表此层有___。
A. 无平流B. 冷平流C. 暖平流D. 平流减小正确答案：B7. 表征某类运动系统的运动状态和热力状态个物理量的特征值，估计大气运动方程中各项量级大小的一种方法是___。
A. 小扰动法B. 尺度分析C. 无量纲化D. 无量纲参数法正确答案：B8. 按照水平尺度划分，飑线属于___。
A. 天气尺度B. 行星尺度C. 中尺度D. 小尺度正确答案：C9. 表示在2π长度中波的数目的波动参数是___。
A. 波数B. 周期C. 相速度D. 群速度正确答案：A10. ___是建立p坐标系的物理基础。
A. 地转平衡B. 静力平衡C. 热力平衡D. 能量平衡正确答案：B二、多选题（共 5 道试题，共 20 分。
）1. 地转偏差会对以下哪些因子有影响___。
A. 动能B. 水平散度C. 气压场D. 风场正确答案：ABCD2. 兰姆波铅直结构的主要特征包括___。
A. 扰动气压随高度按指数减小B. 扰动气压随高度按指数增加C. 扰动速度随高度迅速减小D. 扰动速度随高度几乎不改变正确答案：AD3. 行星边界层运动方程主要是哪几项相平衡，___。
《新编动力气象学》习题答案
=
2p f
u02
+
v02
cos(
ft
+
tan -1
u0 v0
)
8
15
(1) u = u0 cos ft + v0 sin ft, v = v0 cos ft - u0 sin ft (2) V = u2 + v2 (3) (x - a)2 + ( y - b)2 = u02 + v02
f (4) r = u02 + v02 = 68568(m)
10
(1) u = -2x, v = 2 y , w = 2zt 1+t 1+t
(2) 不是 (3)ìíîzx=y1=1
ìx = e-2t (4)ïí y = (1+ t)2
ïîz = e2t (1+ t)-2
11
3
(1) 不存在势函数，存在流函数y＝ 1 y2 - y + tx 2
ì ïx ï
ur
ur ur
(2) Ñ ´V a = Ñ ´V + 2W
10 d ( rv ) = 0 dt rd
11
(1) w0 = 0.2(m × s-1) , 爬坡 (2) ¶p = 0.0501(N × m-2 × s-1) = 5.5(hPa / 3hr)
¶t (3) w = -0.731´10-2 (m × s-1),下坡
¶t
+
u
¶v ¶x
+
v
¶v ¶y
=
-
1 r
¶p ¶y
ï ï-(u î
¶w ¶x
+
v
¶w ) ¶y
(完整版)动力气象试题解答
一、名词解释1. 科里奥利力科里奥利力是一种视示力，它只是在物体相对于地球有运动时才出现。
单位质量空气微团所受的科里奥利力为32V ⨯Ω-。
32V ⨯Ω-始终与Ω 和3V 相垂直，而Ω 与赤道平面垂直，所以32V ⨯Ω-必通过运动微团所在的纬圈平面内。
在北半球，科里奥利力指向速度的右方，科里奥利力对空气微团不作功，它不能改变空气微团的运动速度大小，只能改变其运动方向。
2．尺度分析法尺度分析法是一种对物理方程进行分析和简化的有效方法。
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。
根据尺度分析的结果，结合物理上考虑，略去方程中量级较小的项，便可得到简化方程，并可分析运动系统的某些基本性质。
3．罗斯贝数罗斯贝数的定义式为()L f U R 00≡，它代表水平惯性力与水平科里奥利力的尺度之比。
罗斯贝数的大小主要决定于运动的水平尺度。
对于中纬大尺度运动，10<<R ，科里奥利力不能忽略不计，对于小尺度运动，10>>R ，科里奥利力可忽略不计。
4. Richardson 数理查德孙（Richardson ）数的定义式为222U D N Ri ≡，它代表垂直惯性力与水平科里奥利力的尺度之比。
由于()()Ri U D N z V N z V zg ≡∂∂=∂∂∂∂222222~ln θ，理查德孙数又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。
层结愈不稳定，风的铅直切变愈强，则愈有利于湍流和对流运动的发展，所以Ri 可用于判断对流或扰动发展的条件。
5．地转风等压线为一族平行的直线（∞→||T R ）时的平衡流场称为地转风场，或称为地转运动。
在地转运动中，水平气压梯度力与科里奥利力相平衡。
地转风的方向与等压线相平行，在北半球（f ＞0），高压在速度方向右侧，低压在速度方向左侧；地转风大小与水平气压梯度成正比，与密率和纬度的正弦成反比。
动力气象学 引论(1.3)--习题答案
各项的量级：
∂w
W
～
～100 m /
s2
∂t τ
u
∂w
+ v ∂w
UW
～
δp
在 p 坐标中，有
=
−ρ g ，故上式可写为：
δz
dd m =d − 1 d d ( xdy p) dt g dt
= − 1 [d x yd d (d pd ) + yd d p dd ( x) d +d x p d ( y)]
g
dt
dt
dt
= − 1 [dxddy ω + dydpdud + dx dp v] g
垂直运动方程中，典型的龙卷的平流加速度与重力、气压梯度力量级相同，因此，静力 平衡不成立。
)2
=
V02 f2
7. 由质量守恒推导 P 坐标系的连续方程。
解：设一空气微团质量为 δ m ，体积为δV = δ xδ yδ z ，则= δ m ρ= δV ρδ xδ yδ z ，由质
量守恒定律= 可得： 1 d (d m) = 1 d (ρdxddy z) 0 ，
d m dt
ρdV dt
即 1 d ρ + 1 dd x + 1d d y +d 1 d z = 0 ρ dt d x dt dy d dt z dt
−Ω2 R = − cosjΩ2Rk + sinjΩ2Rj
故
= d a Vd a
动力气象学习题集1.docx
(1)间隔一个单位的等压面和等比容面相交割成的管子
(2)大气的斜压性
16.
环流和涡度都是描述流体涡旋运动的物理量，前者是对流体涡旋运动的(1)度量，后者是 对流体涡旋运动的(2)度量。
【知识点】：6. 1—6.3
【参考分】：4
【难易度】：I)
【答案】：
(1)宏观
(2)微观
17.
相对涡度在自然坐标系中的表达式是(1)。
【知识点】7.4
【参考分】2
【难易度】D
【答案】：V
三、名词解释
35.
薄层近似
【知识点】：2.5
【参考分】5
【难易度】：B
【知识点】：6.3
【参考分】：2
【难易度】:B
【答案】：
(1)匚=18.
大气中的四种基本能量形式是(1)、⑵、(3)和⑷。
【知识点】：7.1
【参考分】：8
【难易度】：D
【答案】：
(1)内能
(2)位能
(3)动能
(4)潜热能
二、判断题
19.
局地直角坐标系中兀、y、z轴的方向在空间中是固定不变的。()
【知识点】2.6
【知识点】：5.3
【参考分】：4
【难易度】：D
【答案】：
(2)①
J0
12-
700百帕地转风为东风4rn-5_，,500百帕地转风为西风8加・厂| ,则700-500百帕之间 的热成风为⑴风(2)m • s"o
【知识点】：5.3
【参考分】：4
【难易度】：0
【答案】：
⑴西
(2) 1213.
地转风向随高度增加逆吋针转动，与此相伴随的温度平流为(1),地转风向随高度增加顺 时针转动，与此相伴随的温度平流为(2)。
成都信息工程学院动力气象作业答案
1.1附件1： ace 与GBT19011-2008标准主要差异性分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1・坯,并且在卜边界Q0处，詈-8,试求风随高度的分布。
丹 ei解：咯对①式枳分U = /^dz = l ?nz -^23 •己知由丁•湍流摩擦引起的边界层顶部的垂直速度为w （hB ）=（鸟1（1） 试推出正压大气中，山于湍流醪擦引起的二级环流对天气尺度涡旋的旋转减弱时间T 。
的公式■ （2） 若湍流系数k=8m2/s, f=10・y,涡旋顶部w=O 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：6•在某地测定平均风速随高度的分布，得到如卜结果，假定风速分布对数规律，试计算z 。
，u 及T 。
（去卡曼常数为0.40）»高度（m ） 7 2 0.30 0.04Id当 z=H 时 w(H) = 0 对①积分Tf 为常数 H=10km= H JL 10000 X店召=5 x 105 (s)d« + f)/dt=-« +设J.d@+f)/dt 二窈 ............... ① 「J ；孰=此瓠=f ^v （h B ）dw(2) Vk=8m 2/s f=104s 1平均风速（m/s ） 3.923.302.401.41解：引入对数坐标系令U = X]nz = Y 得出右表: 则通过0 = 2山任）••/（）=占=2・55 x W 3（m ）15•在定常.均匀的气流中，铅直方向处T •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，试求风圧场之间的关系，并作图说明。
解：•••定常均匀的流场满足挣力平衡 即：-^Vp-fkxv + E^=O第二章大气能量学1 •推岀Ekman 层中动能消耗公式。
大尺度运动中，空气微团做准水平运动，所以用p 坐标。
U.x = R （y-yo ） u.y = yx + yo带入前两组值半=2・03=>・& 9724Z7 2 0.30 0.04 x （0）3.92 3.30 2.40 1.41 y （ln z ）1.9460.693・ 1.204-3.219解：Ekman 层中G 与A 不平衡，存在F ,U •心"19（M ）dp dp k 灵+勾 P （k 2+ f 2） dp巩） 京阪p （k 2+f 2）牛=_▽①一人P +万①将⑥代入⑤中， S Jii g vpcU ⑦令"R = const •利用Ekman 层中的风俗分布表达式:U = — (1 一严 cos ⑵⑧对①两边同点乘得dk lit摩擦耗散项：-D = uF x ^vF ③Ekman 层中，湍流粘性力耗散动能所以.F x =du du . du--------=pk.—— dz dz ' dz tdu dv f dv ——=pk.—— dz '比代入④式所以,w dz dz对丁•单位截面枳气柱，从地面到边界层顶的动能耗散为duJo dz 4dz.在Ekman 层中，设兀风速与x 轴平行，三力平衡p dx dz.=-心 =他dk ~di+ uF x + vF vp CZ④P 比dz斗心)M •⑤di dzrv = v e ' sin t7.将⑧代入⑦中，△ ° = -fit / e~r ： sin I7.dz所以=动能消耗将⑧代入，得2 •简述发展槽任实际大气能虽转换中的作用。
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实际风与地转风的矢量差定义为地转偏差。地转偏差用V '表示，则V 'VVg。地转
偏差和水平加速度方向相垂直， 在北半球指向水平加速度的左侧， 地转偏差的大小和水平加速度成正比， 和纬度的正弦成反比。 地转偏差虽然很小， 但对大气运动的演变却起着极为重要的作用。
9.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，
地转运动中， 水平气压梯度力与科里奥利力相平衡。
地转风的方向与等压线相平行，
在北半
球（f＞0），高压在速度方向右侧，低压在速度方向左侧；地转风大小与水平气压梯度成
正比，与密率和纬度的正弦成反比。
地转风关系的重要性在于揭示了大尺度运动中风场和水
平气压场之间的基本关系。
6.梯度风
最一般的平衡流场称为梯度风场。在梯度风运动中，水平气压梯度力、科里奥利力、惯
罗斯贝数的定义式为R0U
f0L，它代表水平惯性力与水平科里奥利力的尺度之
比。罗斯贝数的大小主要决定于运动的水平尺度。对于中纬大尺度运动，
R
1，科里奥
0
利力不能忽略不计，对于小尺度运动，
R01，科里奥利力可忽略不计。
4.Richardson数
理查德孙（Richardson）数的定义式为RiN2D2U2，它代表垂直惯性力与水平科
2．尺度分析法
尺度分析法是一种对物理方程进行分析和简化的有效方法。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。根据尺度分析的结果， 结合物理上考虑， 略去方程中量级较小的项， 便可得到简化方程，并可分析运动系统的某些基本性质。
3．罗斯贝数
性离心力相平衡。地转风是| RT|时梯度风的一个特例。
7．热成风
热成风定义为铅直方向上两等压面上地转风的矢量差。热成风方向与等平均温度线（即等厚
度线） 平行，在北半球暖区在热成风方向右侧，冷区在热成风方向左侧；热成风大小与平均温度梯度成正比， 与纬度的正弦成反比。 热成风关系的重要性就在于具体地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。
11．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。
12.位势涡度
位势涡度简称位涡，位涡是一个同时描写大气热力状态和运动状态的综合物理量，在某种意
义上可以理解为涡旋强度与其有效厚度之比的度量。在绝热无摩擦条件下，位涡具有守恒性
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。
10．二级环流
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， 这种由水平辐合辐散和垂直运动形成的铅直环流迭加在准地转水平环流之上， 称之为二级环流。 行星边界层的湍流摩擦通过二级环流可以直接影响自由大气中的运动，使准地转涡旋强度减弱。
质。
13．有效位能
大气现有状态下的全位能与经过绝热调整后达到层结稳定、 等压面等温面重合且呈水平分布状态（这一状态称为参考状态） 时尚存的全位能之差，定义为有效位能。大气的斜压性越强，层结越不稳定时，有效位能越充沛。
14.正压大气
密度的空间分布只依赖于气压的大气状态称作正压大气。正压大气中等压面、等密度、
来自有效位能的释放，斜压不稳定是中纬度天气尺度扰动发生发展的主要物理机制。
16.对称不稳定
所谓对称不稳定，是指在具有风速切变的基本气流中，即使在铅直方向和水平方向分别
是对流稳定和惯性稳定的，但是当空气作倾斜上升运动时，在浮力和旋转的共同作用下，仍
然可能出现的一种不稳定现象。由于在早期的研究中，认为这是一种由对称环状涡旋中的经
向扰动所引起的不稳定现象，故称为对称不稳定。后来，Emanuel等进一步论证了对称不稳
定的中尺度特征， 以及它在导致中尺度扰动不稳定增长中的重要作用，因此又称为中尺度对
称不稳定。
17.惯性不稳定
在基本流场为西风且有水平切变的情况下，气块因受到南北扰动离开原来位置后，在科
里奥利力作用下产生的不稳定称为惯性不稳定。 出现惯性不稳定性的判据为基本流场的绝对涡度为负值。
等温面重合在一起。在静力平衡条件下，正压大气中各等压面相互平行，因而某一等压面在
空间的倾斜状态可以代表所有等压面的倾斜状态。
15.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的大气状态称作斜压大气。斜压大气
中等压面与等温面、 等密度面是交割的。 实际大气经常处于斜压状态。 大气的斜压性对地球大气的运动具有重要影响。
g ln
z
N2
2~
N2D
2
里奥利力的尺度之比。由于
Vபைடு நூலகம்
z
2
V z
U
2
Ri，理查德孙数又是一个
与大气层结稳定度和风的铅直切变有关的动力学参数。层结愈不稳定，风的铅直切变愈强，
则愈有利于湍流和对流运动的发展，所以
Ri可用于判断对流或扰动发展的条件。
5．地转风
等压线为一族平行的直线（| RT|
）时的平衡流场称为地转风场，或称为地转运动。在
18.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。
19.开尔文环流定理
16.正压不稳定
发生在具有水平切变基本纬向气流中的长波不稳定称为正压不稳定，正压不稳定的必要
条件是基本纬向气流的绝对涡度在区间内存在极值，扰动发展的能量来自基本纬向气流的平
均动能。
15.斜压不稳定)
发生在具有垂直切变基本纬向气流中的长波不稳定称为斜压不稳定，长波的斜压不稳定
与垂直风切变和波长有关，最不稳定波长约为40005000km。扰动发展的能量主要来自
一、名词解释
1.科里奥利力
科里奥利力是一种视示力，它只是在物体相对于地球有运动时才出现。单位质量空气微
团所受的科里奥利力为2V3。2V3始终与和V3相垂直，而与赤道平面垂直，
所以2V3必通过运动微团所在的纬圈平面内。在北半球， 科里奥利力指向速度的右方，
科里奥利力对空气微团不作功，它不能改变空气微团的运动速度大小，只能改变其运动方向。