动力气象学要点

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1、.名词解释1、β平面近似及f平面近似；所谓的β平面近似是对f参数作高一级的近似，其主要内容是：⑴当f处于系数地位不被微商时，取；⑵当f处于对y求微商时，取。采用β平面近似的好处是：用局地直角坐标系讨论大尺度运动将是方便的，而球面效应引起的f随纬度的变化对运动的作用被部分保留下来。在低纬度大气动力学研究中，取≌0，f≌βy,这称为赤道β平面近似。f平面近似：这是对地转参数f=2Ωsin采用的一种近似。在中纬度地区，若运动的经向水平尺度远小于地球半径时，可以取，即把f作为常数处理，这种近似称为近似。这种近似完全没有考虑f随纬度的变化。2、斜压大气与正压大气；斜压大气是指：当大气中密度的分布不仅

2、随气压而且还随温度而变时，即ρ≡ρ(P,T),这种大气称为斜压大气。所以斜压大气中等压面和等密度面（或等温面）是相交的，等压面上具有温度梯度，即地转风随高度发生变化。在中高纬度大气中，通常是斜压大气。大气中斜压结构对于天气系统的发生、发展有着重要意义。正压大气是指：当大气中密度分布仅仅随气压而变时，即ρ≡ρ(P),这种大气称为正压大气。所以正压大气中等压面也就是等密度面，由于p=ρRT,因此正压大气中等压面也就是等温度面，等压面上分析不出等温线。由此，也没有热成风，也就是地转风随高度不发生变化。3、地转偏差与地转运动；地转偏差是指实际风和地转风的矢量差，地转偏差和水平加速度方向垂直，在北半

3、球指向水平加速度的左侧。地转运动是指等压线为一族平行的直线时的平衡场，在地转运动中，水平气压梯度力和科里奥利相平衡。4、Rossby数与Rossby参数；，称为罗斯贝数，它是一个无量纲参数，...若Ro《1，表示水平惯性力相对于科氏力的量级要小得多，则水平气压梯度力与科氏力的量级相同（这被称为地转近似的充分条件及其物理意义）；若Ro～1，则水平惯性力、科氏力与水平气压梯度力的量级相同；若Ro》1,则水平惯性力远大于科氏力，水平气压梯度力与水平惯性力量级相同。Rossby参数：由于地球呈球体之关系，科氏参数向北之变量。以符号表示如下：β=d/dy(2Ωsinφ)=2Ωcosφ/a，式中Ω系地

4、球之角速度，φ为纬度，a为地球之平均半径，β即为罗斯贝参数。罗斯贝参数，通常多视为一常数。5、全位能与有效位能；于静力平衡大气中，铅直气柱所包含的位能与内能是成比例的，所以将气柱中的位能与内能合在一起定义为全位能更为方便。即有（7.39）全位能实际上是气柱的焓。全位能有时也称为位能。有效位能的定义：它是闭合系统中大气的全（部）位能与温度场按绝热过程重新调整后系统所具有的最小全位能的差。绝热调整后产生了稳定层结是：p、T和θ等值面是相互重合，这时位能不能再转换动能了，所以此时是最小的全位能。全位能:静力平衡大气的内能和位能之和。有效位能：大气处于某一状态时，可用于转换为动能的能量只是全位能的

5、一小部分，这部分能量称为有效位能，余下的称为非有效位能。6、行星边界层与自由大气。在接近地球表面的一层大气中，强烈的风垂直切变和下垫面非均匀增热，常会引起湍流的发展。这层大气污染称为行星边界层。摩擦层以上、空气运动不受地表摩擦影响的大气。其下限高度随季节不同而变，冬季约500米，夏季约2000米。在中、高纬度，自由大气中空气运动基本遵守地转风或梯度风法则，即科氏力和气压梯度力相平衡，气流几乎与等压线平行。1、大气运动方程有哪几个？大气运动方程组一般有六个方程组成（三个运动方程、连续方程、热力学能量方程、状态方程）；运动方程、连续方程、热力学能量方程是预报方程，状态方程是诊断方程。...运动

6、方程的三个分量方程连续方程热力学能量方程状态方程2、何谓热成风？如何判断冷暖平流？热成风：一般把地转风随高度的变化称为热成风。或定义为铅直方向上两等压面上地转风的矢量差。其符号为。它的数学表达式为：式中为较高一层的地转风，为较低一层的地转风。当两层等压面的地转风已知时，即可确定此两层间冷暖区的分布及温度梯度的大小。因为在实际的自由大气中实际风接近地转风，可得如下结论：⑴当地转风(或实际风)随高度增加而逆时针转时，则有冷平流。⑵当地转风(或实际风)随高度增加而顺时针转时，则有暖平流。3、声波、重力内波、惯性重力外波、Rossy波生成的必要条件？声波：由大气的可压缩性引起。重力内波：由大气的稳

7、定层结和重力的作用而形成。惯性重力外波：自由面的垂直扰动在重力及水平科氏力共同作用下形成的波动。罗斯贝波：是在准水平的大尺度移动中，由于β效应维持绝对涡度守恒而形成的。4、中纬度大尺度大气运动的主要特点？中纬度大尺度大气运动的主要特点有准水平、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。5、尺度分析、P坐标系的建立。所谓尺度分析方法，就是对不同类型运动，通过观测资料，给出各种尺度运动物理量的特征值，来估计出