高等大气动力学

高等大气动力学

中国科学院大气物理研究所

2006年博士研究生入学试题

《高等大气动力学》(满分100)

一、简要回答下列问题(每小题6分, 共30分)

1. 大气基本动力过程有几类～为什么它们可以分开进行讨论,

2. 请列举2个大气运动中的守恒量～并说明它们的物理意义。

3. 大气基本气流对准定常行星波的传播有何影响,

4. 从能量的角度谈谈热带大气运动与中高纬大气运动的物理特征的区别。

5. 试述非地转不稳定的分类及判断。

二、在β平面近似下～有一正压大气运动～它满足下面扰动位涡度方程:

,,,q,,

，U(y)q'，v',0,, ,t,x,y,,

,,2,,qdU,,,q,,,','其中， q,,,,,,2,,y,22y,y,,dy,

Δ是拉普拉斯算子～κ和μ是无量纲参数。

1. 若此运动满足通道模式边界条件～试证明:

U,U,E',1,,'2r，qdxdy,0,, ,,,tq,t2,,y

'U 其中E是此扰动的能量～为某一参考气流 (15分) r

2. 举例说明上式在讨论扰动演变中的应用。(10分)

3. 假设基本态缓变～用WKBJ方法求出扰动的频散关系式与波作用守恒方程。,15

分,

4. 利用上面求出的关系式求此扰动的局地瞬时波数的演变方程～并讨论扰动

发

展时波长的演变。,10分,

三、论述题

试述E-P通量的定义、物理意义及其在研究波-流相互作用中的应用。,20分,