南京信息工程大學動力氣象復習題

1、1一、名詞解釋1.位溫：氣壓為p，溫度為T的干氣塊，干絕熱膨脹或壓縮到1000hPa時所具有的溫度。?=T(1000p)RCp，如果干絕熱，位溫守恒（???t=0）。2.尺度分析法：依據(jù)表征某類大氣運動系統(tǒng)各變量的特征值來估計大氣運動方程中各項量級的大小，判別各個因子的相對重要性，然后舍去次要因子而保留主要因子，使得物理特征突出，從而達到簡化方程的一種方法。3.梯度風：水平科氏力、慣性離心力和水平氣壓梯度力三力達到平衡，此時空氣微團運動

2、稱為梯度風，表達式為：。21TVpfVrn??????4.地轉(zhuǎn)風：對于中緯度天氣尺度的擾動，水平科氏力與水平氣壓梯度力接近平衡，這時空氣微團作直線運動，稱為地轉(zhuǎn)風，表達式為：。1gVpkf?????????地轉(zhuǎn)風：在自由大氣中，因氣壓場是平直的，空氣僅受水平氣壓梯度力和水平地轉(zhuǎn)偏向力的作用，當二力相等的空氣運動稱之為地轉(zhuǎn)風。5.慣性風：當氣壓水平分布均勻時，科氏力、慣性離心力相平衡時的空氣流動。表達式為：。iTVfR??6.斜壓大氣：大

3、氣密度的空間分布依賴于氣壓(p)和溫度(T)的大氣，即：?=?(pT)。實際大氣都是斜壓大氣，和正壓大氣不同，斜壓大氣中等壓面、等比容面（或等密度面）和等溫面是彼此相交的。7.環(huán)流：流體中任取一閉合曲線L，曲線上每一點的速度大小和方向是不一樣的，如果對各點的流體速度在曲線L方向上的分量作線積分，則此積分定義為速度環(huán)流，簡稱環(huán)流。8.埃克曼螺線：行星邊界層內(nèi)的風場是水平氣壓梯度力、科氏力和粘性摩擦力三著之間的平衡結(jié)果。若以u為橫坐標，v為

4、縱坐標，給出各個高度上風矢量，并投影在同一個平面內(nèi)，則風矢量的端點跡線為一螺旋。稱為?？寺菥€。9.梯度風高度：當zH=??，?=(2kf)12時，行星邊界層風向第一次與地轉(zhuǎn)風重合，但是風速比地轉(zhuǎn)風稍大，在此高度之上風速在地轉(zhuǎn)風速率附近擺動，則此高度可視為行星邊界層頂，也表示?？寺穸?。??122KfDe?????梯度風高度：當zH=??時，邊界層的風與地轉(zhuǎn)風平行，但比地轉(zhuǎn)風稍大，通常把這一高度視為行星邊界層的頂部，也稱為?？寺穸?。1

5、0.Ekman泵：在大氣邊界層中，大尺度大氣運動主要是氣壓梯度力、科氏力和摩擦力三力的平衡。在這三力的平衡下，大氣質(zhì)點的運動不再象自由大氣那樣沿著等壓線流動，其流線與等壓線成一交角并從高壓流向低壓。這樣，在低壓的地方，大氣質(zhì)量有輻合，其上空的大氣就會上升，并將邊界層大氣擠到自由大氣中；而在高壓的地方，大氣質(zhì)量有輻散，其上空的大氣就下沉，進而就將自由大氣的質(zhì)量吸入邊界層。這種由于摩擦效應(yīng)產(chǎn)生的邊界層頂?shù)纳仙蛳鲁吝\動，俗稱為Ekman泵。

6、11.微擾法（小擾動法）：大氣運動方程組是非線性的，直接求解非常困難。因此，通常采用微擾法（小擾動法）將方程組線性化，討論簡單的波動（線性波）問題。3gddCCCkdkdk????由上式可以看出，群速與相速大小的差值與k和有關(guān)，表示相速隨波長的變化率。dCdkdCdk非頻散波：頻率（ω）或波速（C）與波數(shù)（k）或者波長（L）無關(guān)，則Cg=C，波能與波動一起移動，稱波動沒有發(fā)生頻散或為非頻散波，如聲波、重力外波；反之，若頻率與波數(shù)有關(guān)，則

7、Cg≠C，稱為頻數(shù)波，如重力波、慣性－重力波、長波。6.給出渦度的定義及其表達式？渦度與環(huán)流的關(guān)系？答：速度場的旋度為渦度，即為：，渦度與速度環(huán)流C的關(guān)系為：，可33V???33()nCVd????????=見，沿閉合回線L的速度環(huán)流是和渦度緊密相互聯(lián)系的。對上式取面積?趨于0的極限后，，所以，渦度在法方向的分量就等于單位面積上的環(huán)流，因此可以認為渦度是對流30lim()nCV??????????體轉(zhuǎn)動的微觀度量。渦度是點的坐標和時間的

8、函數(shù)，它在直角坐標系中的投影為：33()()()()ijkwvuwvuVijkxyzyzzxxyuvwwvuwvuijkyzzxxy????????????????????????????????????????????????????????????????鉛直方向的渦度為：vuxy???????7.敘述基別爾數(shù)（?）、羅斯貝數(shù)（R0）的表達式及其物理意義?；鶆e爾數(shù)為局地慣性力與水平科氏力的尺度之比，即：，其大小反映運動變化過001~

9、=uUtfvfUf??????程的快慢程度。即?的量級表示運動地轉(zhuǎn)平衡近似程度。?≡1f0?，當，?u?t相對于fv可以略去。1?=R0為羅斯貝（Rossby）數(shù)，表示水平慣性力與科氏力的尺度之比，即：，0020~VuULURfvfUfL????表示大氣運動的準地轉(zhuǎn)程度，當，水平慣性力相對于科氏力可以略去；反之當，科氏力相01R=01R=對于水平慣性力可以略去。大尺度運動中，，科氏力是不能忽略的；小尺度運動中，，科01R=01R=氏力可