复习_动力气象学课件

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1、REVIEW名词解释1、β平面近似及f平面近似；2、斜压大气与正压大气；3、位温与位涡；4、地转偏差与地转运动；5、静力平衡与层结稳定度；6、热成风与温度平流；7、微扰动法与滤波；8、Rossby数与Rossby参数；9、理查森数与浮力振荡；10、相速度与群速度；11、全位能与有效位能；12、频散波与上游效应；13、位能与位势；14、Ekman抽吸与二级环流；15、环流与涡度；16、粗糙度与Ekman螺旋；17、正压不稳定与斜压不稳定；18、演变过程和适应过程；19、惯性不稳定与不稳定增长率；20、β效应与净

2、浮力地球自转对大气运动的作用三圈环流、行星风带；地转平衡、对已形成气压场的维持；地转流和梯度流。地转参数随纬度的变化，与每日天气图上的西风带中的波动——Rossby波有关。稳定性作用——减少位能向动能的转换，增大斜压稳定性。在科氏力的作用下，散度场同时调整涡旋场与气压场，最后促使旋转风场与气压场相平衡，而散度场最终消失——地转适应。P34第1题P34第5题P35第10题P36第20题P36第21题P57第1题同一类型的大气运动的同一物理量具有大致相同的数量级，用它去度量该物理量，(其大小)差不多为1，则称该物

3、理量的数量级为其特征尺度，简称为尺度(以10的方次表示)。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大小，从而简化方程的一种方法。P57第2题水平气压梯度力是大气运动的原动力。然而由观测表明，不同水平尺度的运动系统，如气旋、反气旋、龙卷、飑线和飓风等气压的水平变动尺度可达到相同的量级，也就是说，这些具有气象意义的运动系统中水平气压梯度可相差几个量级，其它一些场变量的微商的量级也有类似的情况，说明大气运动的特征与水平尺度有密切关系。因此，常根据运动的水平尺度对大气运动进行分类

4、。第3题：中纬度大尺度运动具有准水平、准地转平衡、准静力平衡、准水平无辐散的特征，是缓慢变化的涡旋运动。4准地转平衡运动是缓慢变化ε<<1的大尺度运动Ro<<1，同时大气层结应是高度稳定的Ri>>1。同理可得：静力平衡近似的充分条件是λ=1，δ<<1。β平面近似当f处于系数地位不被微商时，取f=f0；当f处于对y求微商地位时，取β=df/dy=常数，称为β平面近似。在低纬赤道地区，f0≈0,因而又f≈βy，称为赤道β平面近似。忽略了曲率项，保留了球面效应引起的f随纬度的变化对大尺度运动的作用。Rossby数：

5、Ro=U/f0L，Ro=10-1，大尺度运动；Ro=100，中尺度运动；Ro=10，小尺度运动。Ro=(U2/L)/f0U=水平惯性力/Coriolis力。当Ro<<1时，水平惯性力相对于科氏力可忽略；当Ro≥1时，必须考虑水平惯性力（也就是非线性平流项）的作用。Ro=f-1/(L/U)=τi/τa.所以，Ro表示惯性特征时间与平流运动时间之比。当Ro<<1时，平流时间远大于惯性特征时间，平流过程是慢过程；当Ro≥1时，平流过程是快过程。Ro=(U/L)/f0=ζ0/f0.所以，Ro也是相对涡度与牵连涡度之比

6、。当Ro<<1时，相对涡度相对于牵连涡度可忽略；当Ro≥1时，必须考虑相对涡度的作用。P81第1题第2题P81第9题第10题参照P36第21题geostrophicmotion.INERTIALFLOWCYCLOSTROPHICFLOWgradientwindFornormalcyclonicflow(fR>0)VgislargerthanV,whileforanticyclonicflow(fR<0)VgissmallerthanV.P100第11题P101第21题P128第1题：Circulation见P

7、109第2题第3题力管：由等压面和等容面相交所构成的管子，其数目可表示大气斜压性的强弱。力管项：如果大气中无力管——正压大气，则dCa/dt=0，即为Kelvin环流守恒定理。类似于刚体力学中的角动量守恒。第5题第6题涡度和散度是由流场决定的物理量，涡度是流体旋转运动的度量，散度是流体膨胀运动的度量。所以，铅直涡度和水平散度都是水平流场的一种流体属性，它们从不同角度描写了水平流场的特征。有了这两个重要的物理概念，就可以对各种不同性质的水平流场加以区分。第7题第8题位势涡度：绝热、无摩擦的旋转流体在运动过程中存

8、在的一个动力学量与热力学量结合的守恒量，其本质为绝对涡度与涡旋有效厚度比值的一个度量。其主要特征是在绝热、无摩擦运动中，位涡度守恒。在60ºN有一气柱，起始时相对涡度ζ=0，从地面一直伸展到固定为11公里的对流层顶。假如这个气柱移到30ºN并爬越一个高度为5.5公里的高原，问此气柱当越过高原顶部时的相对涡度与绝对涡度为多少？解：假设大气为均质不可压流体且气柱作绝热、无摩擦运动，此时气柱的位涡度守恒。