天气学原理和方法

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1、天气学原理和方法目录第一章大气运动的基本特征3第一节影响大气运动的作用力3第二节控制大气运动的基本定律3第三节大尺度运动系统的控制方程4第四节“P”坐标系中的基本方程组5第五节风场和气压场的关系5第二章气团与锋8第一节气团与锋8第二节锋的概念与封面坡度9第三节至第五节9第三章气旋与反气旋11第一节气旋、反气旋的特征和分类11第二节涡度与涡度方程12第三节位势倾向方程和方程13第三节温带气旋与反气旋14第五节东亚气旋和反气旋15第四章大气环流17第一节大气平均流场特征与季节转换17第五章天气形势及天气要素的预报21第六章寒潮天气过程25第七章大型降水天气过程35第一节降水的形

2、成与诊断35第二节大范围降水的环流特征40第三节降水的天气尺度系统46第四节暴雨中尺度系统51第五节不同高度急流对暴雨生成的作用52第八章对流性天气过程53第一节雷暴的结构及雷暴天气成因53第二节中小尺度天气系统54第三节对流性天气预报的物理基础56第四节对流性天气的预报58雷达原理与业务应用59第九章低纬度和高原环流系统64第十章东亚季风环流81第十一章天气诊断分析87第一章大气运动的基本特征第一节影响大气运动的作用力1.大气运动受什么定律支配？质量守衡、动量守衡和能量守衡定律2.影响大气运动的真实力有哪几种？气压梯度力、地心引力、摩擦力。3.影响大气运动的视示力（外观力

3、）有哪几种？惯性离心力、地转偏向力。4.气压梯度力的方向？气压梯度力的大小与气压梯度和空气密度有什么关系？方向指向—▽P的方向，即由高压指向低压的方向；气压梯度力的大小与气压梯度成正比，与空气密度成反比。5.地心引力6.惯性离心力7.地转偏向力8.地转偏向力的几个重要特点？1）地转偏向力A与Ω相垂直，而Ω与赤道平面垂直，所以A在纬圈平面内2）地转偏向力A与V相垂直，因而地转偏向力对运动气块不作功，它只能改变气块的运动方向，而不能改变其速度大小。3）在北半球，地转偏向力A在V的右侧，南半球，地转偏向力A在V的左侧。4）地转偏向力的大小与相对速度的大小成比例。当V=0时，地转偏

4、向力消失。9.重力单位质量大气所收到的地心引力与惯性离心力的合力第二节控制大气运动的基本定律1.局地变化个别变化平流变化对流变化2.旋转坐标系大气运动方程3.连续方程表示大气质量守恒的数学表达式当气体不可压缩时，即流体在运动过程中其密度不变（），则4.热力学第一定律可描述为：系统的内能变化等于加入系统的热量与系统对环境做功之差5.热流量方程是比容，第二项表示压力对单位质量空气的作功率，代表了热能和机械能之间的转换，反映了大气动力过程与热力过程的相互联系，正是这种相互联系和转换过程使太阳热能可以驱动大气运动。第三节大尺度运动系统的控制方程6.尺度分析是针对某类运动估计基本方程

5、各项量级的一种简便方法。通过尺度分析，保留大项，略去小项，可以使方程得到简化。7.零级简化只保留方程中数量级最大的各项，其他各项都略去不计。8.一级简化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不计。9.气象学中的静力方程表达式？P271.水平运动方程零级简化2.水平运动方程一级简化3.大尺度系统的连续方程4.热力学能量方程的零级简化表明大尺度系统中温度局地变化是由温度平流和非绝热作用造成的第四节“P”坐标系中的基本方程组5.重力位势单位质量的物体从海平面上升到高度Z克服重力所作的功。位势的单位是焦耳/千克，量纲为m2/s2。=gz=

6、9.8z1位势米=9.8焦耳/千克6.为什么应用等压面图比用等高面图要方便？P31因为在等高面上计算水平气压梯度力时，只知道气压梯度还不够，还必须知道该处的空气密度才能计算，而在等压面上计算时，只要根据等位势线计算位势梯度即可，不必考虑密度的大小，所以用高空各层等压面上的位势梯度就可以比较各层上的水平气压梯度力的大小。而用等高面时，则各层的水平气压梯度力就不能作简单的比较。因此，应用等压面图比用等高面图要方便得多。7.P坐标系中大气运动基本方程组第五节风场和气压场的关系1.地转风水平方向上满足地转偏向力和气压梯度力平衡的风称为地转风。P371）严格地说,地转平衡只有在中纬度

7、自由大气的大尺度系统中，当气流呈水平直线运动时，且无摩擦时才能成立。在低纬处地转风与实际风差别较大，地转风原理不能应用。2）地转风速大小与水平气压梯度力成正比，等压线密集的地区(即气压梯度大)，则地转风大，因而实际风也大。等压面上地转风仅与位势梯度成正比，与密度无关。3）地转风与等压线平行，在北半球背风而立，高压在右,低压在左。低压中风呈逆时针旋转，高压中，风呈顺时针旋转。4）地转风速大小与纬度成反比，水平气压梯度力相同时，纬度越高地转风速愈小。分析天气图时，在相同纬度上，风速大的地方等高线应分析得密集一些，风速小