动力气象总复习题
动力气象学期末考试题基本概念复习题.docx

一、名词解释范围(共计20分)(1)冷暖平流:由温度的个别变化与局地变化的关系:dT dT rr——=——+匕或dt St 33移项后,有: dt dtdt设齐0W0,则有 ^T = -y.vr = -v — dt ds时,即使为微团本身的温度保持不变,也会引起温度场的局地变化。
)GT c 丁 当一>0,即沿着水平速度方向温度是升鬲的,风由冷区吹向暖区,这时-V —<0 & ds(即—<0),会引起局地温度降低,我们便说有冷平流。
dt当竺<0,即沿着水平速度方向温度是降低的,风由暖区吹向冷区,这时-V —>0 ds ds (U|j —>0),会引起局地温度升高,我们便说有暖平流。
dt总Z 温度平流是通过水平气流引起温度的重新分布而使局地温度发住变化的。
(2) 罗斯贝数:水平惯性力与水平科氏力之比,即:R {)= —,表示大气运动的准地转程 办厶度,也可用来判别人气运动的类型(人、屮、小尺度)和特性(线性或非线性)。
(3) 梯度风:水平科氏力、离心力和水平气压梯度力三力达成的平衡。
此时的空气运动称 为梯度风,即 --- F JV — ------- - o R p 8n(4) 地转风:对于中纬度天气尺度的扰动,水平科氏力与水平气压梯度力接近平衡。
这时 一 1 一 的空气作水平肓线运动,称为地转风,表达式为:V =——Vpxk. fp(5) 0平面近似:中高纬地区,对大尺度运动,y/a<l.则/ =九+0『,其中具体做法:/不被微分时,令f = f.= const, f 在平流项屮被微分时,令dt dt dt(s 方向即水平速度的方向。
空气微团做水平运动 f = 2Qsin (pQ = const, [i - 2 cos %a -const实质:利用%纬度处某点的切平而代替该点附近的地球球而(即取局地切平而近似),只考虑地球球面性最主要的彩响一科氏参数/随纬度的变化。
动力气象-复习题周顺武剖析

动力气象学习题集一、名词解释1.地转平衡:对于中纬度大尺度运动,水平气压梯度力和水平科氏力(地转偏向力)接近平衡,这时的空气作水平直线运动,称为地转平衡。
2.f平面近似:又称为f参数常数近似。
在中高纬地区,对于大尺度运动,y/a<<1,则f=f0=2Ωsinϕ0=const。
3.地转偏差:实际风与地转风之差。
4.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的大小,判别各个因子的相对重要性,然后舍去次要因子而保留主要因子,使得物理特征突出,从而达到简化方程的一种方法。
5.梯度风:水平科氏力、惯性离心力和水平气压梯度力三力达到平衡,此时空气微团运动称为梯度风。
6.地转风:对于中纬度天气尺度的扰动,水平科氏力与水平气压梯度力接近平衡,这时空气微团作直线运动,称为地转风。
7.正压大气:大气密度的空间分布仅依赖于气压(p)的大气,即:ρ=ρ(p),正压大气中地转风不随高度变化,没有热成风。
8.斜压大气:大气密度的空间分布依赖于气压(p)和温度(T)的大气,即:ρ=ρ(p, T)。
实际大气都是斜压大气,和正压大气不同,斜压大气中等压面、等比容面(或等密度面)和等温面是彼此相交的。
9.大气行星边界层:接近地球表面的厚度约为1-1.5km的一层大气称为大气行星边界层。
边界层大气直接受到下垫面的热力作用和动力作用,具有强烈的湍流运动特征和不同于自由大气的运动规律。
10.旋转减弱:在旋转大气中,由埃克曼层摩擦辐合强迫造成的二级环流大大加强了行星边界层与自由大气之间的动量交换,使得自由大气中的涡旋系统强度快速减弱,这种现象称为旋转减弱。
11.埃克曼抽吸:由于湍流摩擦作用,埃克曼层中风有指向低压一侧的分量,在低压上空产生辐合上升运动,同理在高压上空产生辐散下沉运动,这种上升下沉运动在边界层顶达到最强,这种现象称为称为埃克曼抽吸。
12.波包迹:在实际大气中,一个瞬变扰动可以看成是由许多不同振幅、不同频率的简谐波叠加而成的,这种合成波称为波群或波包。
成信工动力气象学期末试题及答案

系名____________班级____________姓名____________学号____________密封线内不答题成都信息工程学院考试试卷课程名称: 20 —20 学年第 学期动力气象学使用班级:大气20 级试题一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 得分一、名词题( 每小题3分,共30分)1、大气长波2、群速度3、上游效应4、地转偏差5、K-H不稳定6、赤道β平面近似7、Ekman数8、Richardson数9、有效动能(APE)10、浅水波二、判断题(判断下列题目是否正确,如果正确请在题号前打“√”,错误请打“×”。
每小题2分,共10分)1、北半球大气边界层中,风偏向低压一侧,风向随高度向右偏转。
2、潜热的释放并不影响湿静能。
3、对于频散波,群速度与相速度是一致的。
4、中性层结大气中,不存在重力内波。
5、实际大气中,有效位能绝大部分转换成为了动能。
三、填空题(在空白处填写入正确的内容。
每小题1分,共20分)1、非地转扰动的水平尺度远大于( )时,风场适应( )。
2、低纬对流层、平流层中向西传播的热带波动有( )和( )。
系名____________班级____________姓名____________学号____________密封线内不答题3、北半球大尺度运动一般是惯性稳定的,其( )几乎总为正值。
大气长波正压不稳定的必要条件是基本气流的( )在区间内应改变符号。
4、边界层顶的垂直速度与地转风( )成正比。
若采用包辛内斯克近似来滤波,可滤去( )。
5、K-H不稳定可用来研究( )尺度天气系统的发展问题。
与中高纬度不同的是,在热带地区( )可作为天气系统发展的重要能源。
6、平均纬向有效位能通过哈德莱环流圈直接转换为( )。
( )大气长波既有上游效应又有下游效应。
7、重力内波模型可用来研究( )尺度天气系统;( )层结可滤除重力内波。
8、正压大气中罗斯贝波是由( )守恒控制的一种大尺度涡旋性波动,( )是它得以传播的主要机制。
动力气象作业复习题

动力气象作业复习题(总10页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--尺度分析作业1、何为Ro 数大尺度大气运动的Ro 数为多大大尺度大气运动的主要特征是什么罗斯贝数的大小反映了科氏力的相对重要性 中纬度大尺度大气运动主要特征是准水平,准地转平衡,准静力平衡,准水平无辐散,准定常的涡旋运动。
2、正压大气和斜压大气概念密度的空间分布只依赖于气压,即ρ=ρ(p),这种大气状态称作正压大气。
正压大气中等压面、等密度面和等温面重合在一起。
密度的空间分布不仅依赖于气压而且依赖于温度,即ρ=ρ(p,T),这种状态称作斜压大气。
斜压大气中等压面与等密度面、等温面是交割的 3、地转风概念定义:空气块直线运动,在水平气压梯度力和水平地转偏向力平衡的作用下,风沿等压线或等位势线吹,北半球背风而立,气压高的在右。
4、下面地面系统,高层有哪几种可能配置图一:(1)正压状态下,高空为低压中心,由于动力作用引起的,(2)斜压状态下,高空为高压中心,由于热力作用引起的,图二:(1)正压状态下,高空为高压中心,由于动力作用引起的, (2)斜压状态下,高空为低压中心,由于热力作用引起的,5、何为斜压大气请说明在天气图上如何分别根据温度场和风场结构判断斜压大气性的强弱密度的空间分布不仅依赖于气压而且依赖于温度,即ρ=ρ(p,T),这种状态称作斜压大气。
斜压大气中等压面与等密度面、等温面是交割的。
等温线越密,等温面与等压面夹角越大,斜压性越强;风速越大,风向与等压面夹角越大,斜压性越强。
6、何为热成风?请详细说明热成风是由于大气的斜压性所引起,并由此说明大气大尺度动力系统与热力系统在天气图上的主要表现特征,并举出实例。
热成风定义为铅直方向上两等压面上地转风的矢量差。
热成风沿气层的等厚度线(等平均温度线)吹,背风而立,厚度(平均温度)高的在右。
热成风与大气的斜压性相联系,与热力作用相关。
动力气象-总复习共160页

26、要使整个人生都过得舒适、愉快,这是不可能的,因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情,化为上进的力量,才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
28、知之者不如好之者,好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人,倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
动力气象-总复习
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌,集体的声音, 集体的 动作, 集体的 表情, 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律, 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该:活泼而守纪律,天 真而不 幼稚, 勇敢而 鲁莽, 倔强而 有原则 ,热情 而不冲 动,乐 观而不 盲目。 ——马 克思
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谢谢!
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题库(动力气象概论)

动力气象学习题集难度分为:A-很难、B-较难、C-一般、D-容易一、填空1.科氏力是一种〔1〕,当空气微团沿赤道向东运动时,科氏力的方向指向〔2〕;在赤道向北运动时,科氏力〔2〕。
[知识点]:2.2[参考分]:4[难易度]:A[答案]:(1) 视示力(2) 天顶(3) 为零2.控制大气运动的基本物理定律有〔1〕、〔2〕、〔3〕和〔4〕。
[知识点]:2.2--2.4[参考分]:8[难易度]:D[答案]:〔1〕牛顿第二定律〔2〕质量守恒定律〔3〕热力学能量守恒定律〔4〕气体实验定律3.在旋转地球上,一个运动着的空气微团所受的基本作用力(1)、(2)、(3)和(4)。
[知识点]:2.2[参考分]:8[难易度]:D[答案]:(1) 气压梯度力(2) 科里奥利力(3) 惯性离心力(4) 摩擦力4.科氏力是一种(1),科氏力的方向始终与运动的方向(2)。
[知识点]:2.2[参考分]:4[难易度]:D[答案]:(1) 视示力(2) 垂直5.连续方程是〔1〕的数学表述。
它表明〔2〕和〔3〕是相互制约的。
[知识点]:2.3[参考分]:6[难易度]:A[答案]:(1) 质量守恒定律定律(2) 密度(3) 风场6.平流时间尺度(1),气压水平变动的地转尺度(2)。
[知识点]:3.2[参考分]:4[难易度]:C[答案]:(1) U L =τ(2) U Lf P h 0π=∆7.中纬度大尺度运动具有以下基本性质,即(1)、(2)、(3)、(4)和(5)。
[知识点]:3.3[参考分]:10[难易度]:D[答案]:(1) 准水平(2) 准定常(3) 准地转平衡(4) 准静力平衡(5) 准水平无辐散8.写出以下无量纲数的定义式,基别尔数(1),罗斯贝数(2)。
[知识点]:3.4.[参考分]:4[难易度]:C[答案]:(1) )τε01f ≡(2) ()L f UR 00≡9.任意高度z 的气压可表示为(1),其物理意义为(2)。
动力气象学期末考试题基本概念复习题(最新整理)

一、名词解释范围(共计20分)(1)冷暖平流:由温度的个别变化与局地变化的关系:或 33dT T V T dt t ∂=+⋅∇∂ dT T T V T w dt t t∂∂=+⋅∇+∂∂ 移项后,有:T dT T V T w t dt t∂∂=-⋅∇-∂∂ 设,则有0,0dT w dt == ( s 方向即水平速度的方向。
空气微团做水平运动T T V T V t s∂∂=-⋅∇=-∂∂ 时,即使为微团本身的温度保持不变,也会引起温度场的局地变化。
) 当,即沿着水平速度方向温度是升高的,风由冷区吹向暖区,这时0T s∂>∂0T V s ∂-<∂(即),会引起局地温度降低,我们便说有冷平流。
0T t∂<∂ 当,即沿着水平速度方向温度是降低的,风由暖区吹向冷区,这时0T s ∂<∂0T V s ∂->∂(即),会引起局地温度升高,我们便说有暖平流。
0T t ∂>∂总之温度平流是通过水平气流引起温度的重新分布而使局地温度发生变化的。
(2)罗斯贝数:水平惯性力与水平科氏力之比,即:,表示大气运动的准地转程00U R f L=度,也可用来判别大气运动的类型(大、中、小尺度)和特性(线性或非线性)。
(3)梯度风:水平科氏力、离心力和水平气压梯度力三力达成的平衡。
此时的空气运动称为梯度风,即。
21V p fV R nρ∂+=-∂(4)地转风:对于中纬度天气尺度的扰动,水平科氏力与水平气压梯度力接近平衡。
这时的空气作水平直线运动,称为地转风,表达式为: 。
1g V p k f ρ=-∇⨯ (5)平面近似:中高纬地区,对大尺度运动,,则,其中β/1y a <0f f y β=+002cos 2sin ,f const const aϕϕβ=Ω===具体做法:不被微分时,令。
在平流项中被微分时,令f 0f f const ==f 。
f const yβ∂==∂实质:利用纬度处某点的切平面代替该点附近的地球球面(即取局地切平面近似),0ϕ只考虑地球球面性最主要的影响—科氏参数随纬度的变化。
(整理)题库(动力气象)

动力气象学习题集难度分为:A-很难、B-较难、C-一般、D-容易一、填空1.在大气行星边界层中,近地面层又称为(1),上部摩擦层又称为(2)。
【知识点】:8.1【参考分】:4【难易度】:D【答案】:(1) 常值通量层(2) 埃克曼层2.在埃克曼层中,风速随高度增加(1),风向随高度增加(2)。
【知识点】:8.2【参考分】:4【难易度】:C【答案】:(1) 增大(2) 顺转3.定常情况下,埃克曼层中的三力平衡是指(1)、(2)、和(3)之间的平衡。
【知识点】:8.3【参考分】:6【难易度】:D【答案】:(1) 水平气压梯度力(2) 科里奥利力(3) 湍流粘性应力4.理查孙数是湍流运动发展的重要判据,其定义式为i R =(1)。
【知识点】:8.5【参考分】:2【难易度】:B【答案】: (1) 2ln z V zg ∂∂∂∂θ5.旋转层结大气中可能出现的四种基本波动是(1)、(2)、(3)和(4)。
【知识点】:9.1【参考分】:8【难易度】:D【答案】:(1) 声波(2) 重力波(3) 惯性波(4) 罗斯贝波6.声波是由大气的(1)造成的,重力内波生成的必要条件是大气层结(2)。
【知识点】:9.3【参考分】:4【难易度】:C【答案】:(1) 可压缩性(2) 是稳定的7.大气中两种存在两种最基本的动力学过程,即(1)过程和(2)过程。
【知识点】:10.2【参考分】:4【难易度】:C【答案】:(1) 地转适应(2) 准地转演变8.Rossby 变形半径的表达式为(1),当初始非地转扰动的水平尺度为(2)时,风场向气压场适应。
【知识点】:10.3【参考分】:4【难易度】:B【答案】: (1) 000f c L = (2) 0L L >>9.正压适应过程的物理机制是(1),适应的速度主要依赖于(2)和(3)。
【知识点】:10.3【参考分】:6【难易度】:A【答案】:(1) 重力惯性外波对初始非地转扰动能量的频散(2) 重力惯性外波的群速(3)初始非地转扰动的水平尺度和强度10.第一、二类准地转运动出现的条件分别是(1)和(2)。
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动力气象总复习题一、名词解释1. 位温:气压为p ,温度为T 的干气块,干绝热膨胀或压缩到1000hPa 时所具有的温度。
θ=T (1000/p )R/Cp ,如果干绝热,位温守恒(∂θ/∂t=0)。
2. 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的大小,判别各个因子的相对重要性,然后舍去次要因子而保留主要因子,使得物理特征突出,从而达到简化方程的一种方法。
3. 梯度风:水平科氏力、惯性离心力和水平气压梯度力三力达到平衡,此时空气微团运动4. 地转风:对于中纬度天气尺度的扰动,水平科氏力与水平气压梯度力接近平衡,这时空地转风:在自由大气中,因气压场是平直的,空气仅受水平气压梯度力和水平地转偏向力的作用,当二力相等的空气运动称之为地转风。
5. 惯性风:当气压水平分布均匀时,科氏力、惯性离心力相平衡时的空气流动。
表达式为:i T V f R =-。
6. 旋衡风:在小尺度运动中,惯性离心力和水平气压梯度力相平衡时的空气流动。
表达式7. 正压大气:大气密度的空间分布仅依赖于气压(p )的大气,即:ρ=ρ(p ),正压大气中地转风不随高度变化,没有热成风。
8. 斜压大气:大气密度的空间分布依赖于气压(p )和温度(T )的大气,即:ρ=ρ(p , T )。
实际大气都是斜压大气,和正压大气不同,斜压大气中等压面、等比容面(或等密度面)和等温面是彼此相交的。
9. 湿静能:湿空气的内能(c v T )、位能(gz )、压力能(p /ρ)及潜热能(Lq )之和,其表达式为:E s= c v T +gz + p /ρ+Lq 。
也称为静力能。
10. 埃克曼螺线:行星边界层内的风场是水平气压梯度力、科氏力和粘性摩擦力三着之间的平衡结果。
若以u 为横坐标,v 为纵坐标,给出各个高度上风矢量,并投影在同一个平面内,则风矢量的端点迹线为一螺旋。
称为埃克曼螺线。
11. 梯度风高度:当z H =π/γ,γ=(2k /f )1/2时,行星边界层风向第一次与地转风重合,但是风速比地转风稍大,在此高度之上风速在地转风速率附近摆动,则此高度可视为行星边界层顶,也表示埃克曼厚度。
()122K f De πγπ≡=梯度风高度:当z H =π/γ 时,边界层的风与地转风平行,但比地转风稍大,通常把这一高度视为行星边界层的顶部,也称为埃克曼厚度: ()122K f De πγπ≡=12. Ekman 泵:在大气边界层中,大尺度大气运动主要是气压梯度力、科氏力和摩擦力三力的平衡。
在这三力的平衡下,大气质点的运动不再象自由大气那样沿着等压线流动,其流线与等压线成一交角并从高压流向低压。
这样,在低压的地方,大气质量有辐合,其上空的大气就会上升,并将边界层大气挤到自由大气中;而在高压的地方,大气质量有辐散,其上空的大气就下沉,进而就将自由大气的质量吸入边界层。
这种由于摩擦效应产生的边界层顶的上升或下沉运动,俗称为Ekman 泵。
13. 非频散波:频率(ω)或波速(C )与波数(k )或者波长(L )无关,则C g=C ,波能与波动一起移动,称波动没有发生频散或为非频散波,如声波、重力外波;反之,若频率与波数有关,则C g≠C ,称为频数波, 如重力波、惯性-重力波、长波。
14. 微扰法(小扰动法):大气运动方程组是非线性的,直接求解非常困难。
因此,通常采用微扰法(小扰动法)将方程组线性化,讨论简单的波动(线性波)问题。
15. 上下游效应:是指大范围的上、下游系统环流变化的联系。
上游某地区的长波系统发生变化某种显著的变化之后,接着以相当快的速度(通常比系统本身的移速甚至比平均西风风速都要快的速度)影响下游系统发生变化,这就是上游效应。
上游效应:C g >C >0,上游扰动的能量先于扰动本身到达下游,在下游产生新的扰动,或加强下游原有扰动的影响。
16. 波包:由许多不同振幅、不同频率的简谐波叠加而成的波列振幅的包络线,即载波的包络线。
17. 滤波:根据波动形为的物理机制而采用一定的假设条件,以消除气象意义不大的波动(称为“噪音”)而保留有气象意义波动的方法。
18. 声波:由空气的可压缩性产生的振动在空气中的传播。
声波是快波,天气学意义不重要。
19. 重力外波:是指处于大气上下边界的空气,受到垂直扰动后,偏离平衡位置以后,在重力作用下产生的波动,发生在边界面上,离扰动边界越远,波动越不显著。
快波,天气学意义不重要。
20. 重力内波:是指在大气内部,由于层结作用和大气内部的不连续面上,受到重力扰动,偏离平衡位置,在重力下产生的波动。
重力内波与中,小尺度天气系统关系密切。
21. 频率方程:波速c (或频率ω=kc )一般是基本气流u r,波数k (或波长L )及其他参数(如g, H, f, β)的函数,即c =c (u , k , g , h , f , β,…),称为波速方程或频率方程(频率与波数之间的关系式)。
22. 包辛尼斯克近似:在大气运动方程组中,对不同方程中与密度有关的项采取不同处理的作法,即(1)在水平运动方程中的气压梯度力项,其密度扰动可以忽略,用其平均值代替;(2)在垂直运动方程中,与浮力相关的密度扰动要加以考虑,不能忽略;(3)在连续性方程中,大气密度扰动的个别变化项可以忽略;(4)热力学方程中,由密度扰动引起的能量变化与由于温度扰动变化引起的能量变化或者由于气压扰动变化引起的能量变化具有相同量级,不能忽略。
23. 布伦特-维赛拉(Brunt-Väisälä)频率,也称浮力频率(N ),气块由于浮力作用而产生垂直振荡的圆频率,N ≡N 2>0表示层结稳定。
24. 波动稳定度:定常的基本气流u 上有小扰动产生,若扰动继续保持为小扰动或随时间衰减,则称波动是中性的或波动是稳定的;若扰动随时间增强,则称波动不稳定。
25. 惯性不稳定:南北移动的空气质点离开平衡位置而穿越正压、地转平衡的基本纬向气流,若基本气流对空气质点的位移起加速作用,则称为惯性不稳定。
惯性不稳定的判据为:在惯性不稳定运动中,扰动发展的能量主要来自于基本气流的动能。
在北半球(f >0),惯性不稳定性的判据为:0g u f y∂-<∂。
二、简答题1.什么是速度环流和环流定理?答:流体中任取一闭合曲线L ,曲线上每一点的速度大小和方向是不一样的,如果对各点的流体速度在曲线L 方向上的分量作线积分,则此积分定义为速度环流,简称环流。
环流定理:沿任意闭合回线的速度环流随时间的变化率,等于沿同一回线的加速度环流。
简单地说,环流的加速度等于加速度的环流。
2.什么叫二级环流?什么是旋转减弱?答:二级环流:也称为次级环流,是由行星边界层的湍流摩擦效应产生的穿越行星大气边界层和自由大气环流的垂直环流圈,它是叠加在一级环流或称主要环流(自由大气中不计湍流摩擦的准地转涡旋环流)之上并受这一主环流系统物理约束的环流。
旋转减弱:自由大气在埃克曼泵的作用下,若无外部能量的供给,其涡度会随时间发生衰减,这种衰减就称为旋转减弱。
3.解释g d τρωτ-⎰含义。
答:g d τρωτ-⎰表示空气微团在上升(下降)过程中其位能不断增加(减小),动能相应减小(增加)。
故固定体积τ内有上升运动(下沉)时,位能增加(减小),则将有动能减少(增加)。
它表示固定体积τ内铅直运动引起的动能和位能之间的转换。
4.什么是力管及其力管效应?答:由等压面和等比容面相交的所构成的管子,即力管。
力管的表达式为:Ldp α-⎰Ñ。
力管可以产生新的环流或使原有的环流加强或者减弱的动力作用,这就是力管效应。
在某平面上单位面积内力管数目愈多,表示大气的斜压性愈强。
在等压面上的等温线愈密集(温度梯度越大),反映着铅直面内单位面积所含的力管数愈多,斜压性愈强,反之,在等压面上的等温线越稀疏,斜压性就愈弱。
5.群速度与相速度有何区别?何时二者一致?答:相速度为载波移到的速度,即群波中具有相同位相点的移到速度。
相速C 的表达式为c Kω=。
而群速是指波包移动的速度,即群波中具有相同振幅点的移动速度,表示波列(波群)能量传播的速度。
群速的表达式为:g d c dkω=。
可见,当波速c 与波长k 无关时,()g d d ck dcc c k c dk dk dkω===+= g d dCC C k dk dkω==- 由上式可以看出,群速与相速大小的差值与k 和dC dk 有关,dCdk表示相速随波长的变化率。
6.大气波动中哪些是非频散波?哪些频散波?非频散波:频率(ω)或波速(C ) 与波数(k )或者波长(L )无关,则C g=C ,波能与波动一起移动,称波动没有发生频散或为非频散波,如声波、重力外波;反之,若频率与波数有关,则C g≠C ,称为频数波,如重力波、惯性-重力波、长波。
7.根据罗斯贝长波的相速度公式:2c u kβ=-,推导出其群速度,讨论群速与相速的关系?答:23322222g g g dc c c k dk c u k dc dk kc c k c u k k kc u cβββββ⎧=+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩∴=⇒=+=+=+∴>>Q8.什么是正压不稳定和正压不稳定的必要条件?答:正压不稳定是指在正压大气中,由于平均纬向气流的水平切变引起的大气长波扰动发展的动力机制,称为正压不稳定。
长波正压不稳定发展的能量来自于基本气流的动能。
正压不稳定第一必要条件是:基本气流绝对涡度沿y 方向的梯度(22d u dyβ-,)在-d <y <d 区域的某些地方必须为零或22d u dyβ-存在改变符号的地方。
正压不稳定的(第二)必要条件是在±d 间内u 与22a d d u dy dyζβ=-为正相关!第一必要条件是主要的,第二必要条件是补充条件。
当这两种条件同时满足时,扰动一般是正压不稳定的。
9.什么是罗斯贝波,它是怎样产生的?答:罗斯贝波是在准水平的大尺度运动中,由于β效应维持绝对涡度守恒而形成的波动。
它的传播速度与声波和重力波相比要慢很多,故为涡旋性慢波,同时由于它的水平尺度与地球半径相当,又称为行星波(大气长波)。
罗斯贝波是水平横波,单向波,慢波,对大尺度天气变化过程有重要意义。
10. 给出涡度的定义及其表达式?涡度与环流的关系?答:速度场的旋度为涡度,即为:33V ∇⨯r,涡度与速度环流C 的关系为:33()n C V d σσ=∇⨯⎰⎰r g ,可见,沿闭合回线L 的速度环流是和涡度紧密相互联系的。
对上式取面积σ趋于0的极限后,度是对流体转动的微观度量。
涡度是点的坐标和时间的函数,它在直角坐标系中的投影为:铅直方向的涡度为:v ux yζ∂∂=-∂∂11. 相比于局地直角坐标系中的z 坐标,p 坐标有哪些优点?P 坐标系就是用气压P 取代局地直角坐标系中的垂直坐标z 所得到的一种坐标系。