中尺度气象学习题集

中尺度气象学习题集

一、填空题

1．中尺度气象学主要包括以下学科：（1）、（2）、（3）和（4）。

【答案】：

（1）中尺度气象学包括中尺度天气学

（2）中尺度动力学与数值模拟

（3）中尺度天气的短期和甚短期预报

（4）中尺度大气物理学。

2．在Orlanski对中尺度运动进行的分类中，依照水平尺度由小到大分别为（1）、（2）、（3），对应的水平尺度为（4）、（5）、（6）。

【答案】：

（1）γ中尺度

（2）β中尺度

（3）α中尺度

（4）2～20km

（5）20～200km

（6）200～2000km

3．中尺度运动的基本特征有（1）、（2）、（3）、（4）。

【答案】：

（1）空间尺度小，生命期短

（2）气象要素梯度大

（3）非地转平衡和非静力平衡及强的垂直运动

（4）小概率和频谱宽、大振幅事件

4．滞弹性近似与包辛斯克近似的比较，滞弹性近似的连续性方程形式为(1)无辐散，而包辛斯克近似的连续性方程形式为(2)无辐散；滞弹性近似中密度的变化不仅考虑热膨胀效应，而且也考虑（3）效应；对于适用围，滞弹性近似可应用于（4）对流运动，而包辛斯克近似只能应用于（5）对流运动。

【答案】：

（1）质量

（2）速度

（3）压缩

（4）深

（5）浅

5．对称不稳定，从物理上看，就是在垂直方向上为(1)和水平方向上为(2)的环境中，空气作倾斜上升运动时仍然可能发生的一种不稳定。其不稳定判据等(3)面斜率小于等(4)面斜率。

【答案】：

（1）对流稳定

（2）惯性稳定

（3）绝对动量

（4）位温

6．在CISK过程中，大尺度流场通过(1)的抽吸作用，对积云对流提供了必须的水汽辐合和上升运动，积云对流释放的(2)又为驱动大尺度扰动提供了能量，于是小尺度积云对流与大尺度流场演变相互作用互为因果共同发展。如(3)提供了CISK过程中启动积云对流的上升运动，则称之为波型第二类条件不稳定（Wave—CISK）。

【答案】：

（1）摩擦边界层

（2）凝结潜热

（3）大气中的波尤其是重力波

7．中纬度地区常见的中尺度对流系统有三类：(1)（普通单体雷暴和局地强风暴），(2)（如飑线）及近于圆形团状结构的(3)（MCC）。

【答案】：

（1）局地对流系统

（2）二维线状（带状）对流系统

（3）中尺度对流复合体

8．局地强风暴被认为是大气中最重要的中尺度环流，其环境场最重要的特征是强(1)和强(2)。

【答案】：

（1）位势不稳定

（2）垂直风切变

9.中尺度天气现象分为二类，一类是(1)，如(2)、(3)等；另一类是(4)，如(5)、(6)、(7)、(8)等。

【答案】：

(1)稳定性天气

(2) 局地低云

(3)浓雾

(4)对流性天气

(5)雷暴

(6)大风

(7)下击暴流

(8)冰雹

10．中尺度天气系统，就其产生的基本原因可分为(1)和(2)两类，其中地形性环流有(3)，和(4)等，强对流天气系统有(5)，(6)，(7)和(8)等。

【答案】：

（1）非均匀性质下垫面强迫

（2）大气的部过程

（3）背风波

（4）海陆风环流

（5）雷暴单体

（6）飑线

（7）中尺度对流复合体

（8）龙卷

11．在有基本气流条件下，重力波发展的条件是(1),它们表示了这样的物理意义，即(2)和(3)是有利于重力波发展的。

【答案】：

（1）Ri<1/4

（2）弱的静力稳定度

（3）强的垂直风切变

12．中尺度大气运动遵循以下物理原理：(1)、(2)、(3)、（4）以及其它气体和气溶胶物资守恒。

【答案】：

（1）质量守恒

（2）能量守恒

（3）动量守恒

（4）水物质守恒(了解)

13．经典的对流发展的三要素是：(1)、(2)和(3)。

【答案】：

（1）水汽

（2）不稳定

（3）抬升机制

14．只有与(1)力联系的项中保留了密度扰动，而在(2)力项中，则略去了密度扰动的影响，这样的近似称为对流近似。

【答案】：

（1）重

（2）气压梯度

15．弹性流体方程组包含的四种重力波解，分别是一对（1）重力波，一对（2）重力波；而弹性近似之后的中尺度运动方程组则滤去了（3）重力波，而保留了（3）重力波。

【答案】：

（1）高频

（2）低频

（3）高频

（4）低频

二、简答题

16．简述对流近似的含义。

【答案】

只有与重力联系的项中保留了密度扰动，而在气压梯度力项中，则略去了密度扰动的影响，这样的近似称为对流近似。

17．简述中尺度运动的基本特征。

【答案】：

（1）空间尺度小，生命期短

（2）气象要素梯度大

（3）非地转平衡和非静力平衡及强的垂直运动

（4）小概率和频谱宽、大振幅事件（了解）

18．写出Orlanski对中尺度运动的分类标准。

【答案】：

Orlanski把中尺度运动分为γ中尺度、β中尺度和、中尺度，对应的水平尺度分别为：2～20km、 20～200km 、200～2000km

19．简述大气标高和扰动垂直尺度的区别。

【答案】：

大气标高描述的是基本热力学变量的垂直尺度，用表示，它表征的是基本热力学变量垂直方向变化达到本身量级的尺度，而常用H表示扰动的特征垂直尺度，它表征的是扰动在垂直方向的伸展围，一般情况下，显然H≤，对于浅对流运动来说，H<<。

20．中尺度气象学主要的研究对象是什么？

【答案】：

中尺度天气学研究两类中尺度天气现象：一类是雷暴、暴雨、冰雹、大风、下击暴流等对流性天气；另一类是局地低云、浓雾等稳定性天气。

19．包辛斯克近似的主要容是什么。

【答案】：

（1）在连续性方程中不考虑密度的个别变化，是完全非弹性，因此是速度无辐散的；（2）与重力相联系的方程中要部分考虑密度的影响，状态方程或热流量方程中也要考虑密度变化的影响；

（3）所需考虑的密度变化主要由受热不均匀即温度变化引起的，不考虑压力效应对密度变化的影响。

21．滞弹性近似的主要容是什么。

【答案】：

（1）连续性方程中虽然不考虑密度的个别变化，但保留了平均密度的垂直变化，因而是滞弹性的，或称之为质量无辐散；