南京信息工程大學(xué)動(dòng)力氣象復(fù)習(xí)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(shí)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(yùn)動(dòng)系統(tǒng)各變量的特征值來估計(jì)大氣運(yùn)動(dòng)方程中各項(xiàng)量級的大小，判別各個(gè)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(dá)到簡化方程的一種方法。3.梯度風(fēng)：水平科氏力、慣性離心力和水平氣壓梯度力三力達(dá)到平衡，此時(shí)空氣微團(tuán)運(yùn)動(dòng)

2、稱為梯度風(fēng)，表達(dá)式為：。21TVpfVrn??????4.地轉(zhuǎn)風(fēng)：對于中緯度天氣尺度的擾動(dòng)，水平科氏力與水平氣壓梯度力接近平衡，這時(shí)空氣微團(tuán)作直線運(yùn)動(dòng)，稱為地轉(zhuǎn)風(fēng)，表達(dá)式為：。1gVpkf?????????地轉(zhuǎn)風(fēng)：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(dāng)二力相等的空氣運(yùn)動(dòng)稱之為地轉(zhuǎn)風(fēng)。5.慣性風(fēng)：當(dāng)氣壓水平分布均勻時(shí)，科氏力、慣性離心力相平衡時(shí)的空氣流動(dòng)。表達(dá)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(shí)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(diǎn)的速度大小和方向是不一樣的，如果對各點(diǎn)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.?？寺菥€：行星邊界層內(nèi)的風(fēng)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(biāo)，v為

4、縱坐標(biāo)，給出各個(gè)高度上風(fēng)矢量，并投影在同一個(gè)平面內(nèi)，則風(fēng)矢量的端點(diǎn)跡線為一螺旋。稱為?？寺菥€。9.梯度風(fēng)高度：當(dāng)zH=??，?=(2kf)12時(shí)，行星邊界層風(fēng)向第一次與地轉(zhuǎn)風(fēng)重合，但是風(fēng)速比地轉(zhuǎn)風(fēng)稍大，在此高度之上風(fēng)速在地轉(zhuǎn)風(fēng)速率附近擺動(dòng)，則此高度可視為行星邊界層頂，也表示?？寺穸取??122KfDe?????梯度風(fēng)高度：當(dāng)zH=??時(shí)，邊界層的風(fēng)與地轉(zhuǎn)風(fēng)平行，但比地轉(zhuǎn)風(fēng)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(yùn)動(dòng)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(diǎn)的運(yùn)動(dòng)不再象自由大氣那樣沿著等壓線流動(dòng)，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(huì)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(jìn)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\(yùn)動(dòng)，俗稱為Ekman泵。

6、11.微擾法（小擾動(dòng)法）：大氣運(yùn)動(dòng)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(dòng)法）將方程組線性化，討論簡單的波動(dòng)（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(dòng)一起移動(dòng)，稱波動(dòng)沒有發(fā)生頻散或?yàn)榉穷l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(dá)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(rèn)為渦度是對流30lim()nCV??????????體轉(zhuǎn)動(dòng)的微觀度量。渦度是點(diǎn)的坐標(biāo)和時(shí)間的

8、函數(shù)，它在直角坐標(biāo)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(dá)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(yùn)動(dòng)變化過001~

9、=uUtfvfUf??????程的快慢程度。即?的量級表示運(yùn)動(dòng)地轉(zhuǎn)平衡近似程度。?≡1f0?，當(dāng)，?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(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)地轉(zhuǎn)程度，當(dāng)，水平慣性力相對于科氏力可以略去；反之當(dāng)，科氏力相01R=01R=對于水平慣性力可以略去。大尺度運(yùn)動(dòng)中，，科氏力是不能忽略的；小尺度運(yùn)動(dòng)中，，科01R=01R=氏力可