动力气象复习题
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。
动力气象学期末考试题基本概念复习题.docx

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<="" bdsfid="130" p="">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。
动力气象期末复习

一、 波动的基本概念:振幅:指物理量距平均状态最大的偏差。
位相:由位置和时间构成的确定波的状态的物理量。
θ=kx-t ω 初位相:是初始时刻的位相。
α 周期:是波前进一个波长所需的时间,或空间固定位置上完成一次全振动所需的时间。
T频率:是单位时间内波动前进距离中完整波的数目。
T1=ν圆频率:是单位时间内位相变化的值。
⎪⎭⎫ ⎝⎛=T πωω2 波数:在2π距离内含波长为L 的波的数目 k, l, m , k=Lx π2,l=y2L πm=z 2L π 波长:相邻两个位相相同点的距离。
L 相速:波动等位相面的传播速度。
=K2ω,cpx=k ω,cpy=lωcpz=m ω群速度:波能量的传播速度(波包的传播速度)g=i κω∂∂+j l ∂∂ω+k m ∂∂ω;=k ∂∂ω;C =l ∂∂ω;C =m ∂∂ω 谐波的复数表示:f(x,y,z,t)=F e)(wt mz ly kx i -++频散性:若波速c 与波速k(或波长L 与圆频率ω)无关,这种波称为非频散波,相反,若相速c 与波数k(或波长L 与圆频率ω)有关,则称为频散波。
滤波:通过略去方程组中,具有某波动产生或传播物理机制的项,来除去某波动,就称为滤波。
通常是采用示踪参数法来进行。
示踪系(参)数:是在求解方程组时,在方程的一些项中,人为设置一个参数,该参数取值只能为1或0,表明该项起不起作用。
该参数在求解过程中不断传递,直到最后的解中。
这样就可以很方便的了解该项对解的物理作用。
波动的稳定性:当解中的c 或ω为复数,波的振幅随时间增长,则这种波就是不稳定的,当解中的ω和c 为实数时,则振幅不随时间变化,这种波就是稳定的。
二、 微扰动方法,基本方程组的线性化1、任一物理量可分解为:f=f +/f ,扰动量相对于基本量是小量;2、基本状态满足原方程3、扰动量的二次乘积项是高阶小量,可忽略,线性化后的方程是分析波动的基础。
三、 动力分析中对波动问题处理的基本方法: 1、建立物理模型并简化方程组2、对方程组线性化(微扰动方法等)3、设形式解(振幅一般设为常量)4、得到一个有关振幅的线性代数方程组。
动力气象学复习思考题与习题解题汇编

dT dp (2)用气压、气温表述 c p dt dt Q
(3)用气压、密度表述
d ln p d ln
1
Q
, 为 Poisson 指数
dt
dt cvT
(4)用位温表述
d ln
1
Q
dt c pT
20.如何理解大气中短时期的热力过程可视为绝热过程?
答:在空气运动的短期变化过程中,可以认为空气微团与外界无热量交换,这就是绝热过程。 21.试阐述速度散度的物理意义?速度散度与运动的参考系有没有关系?
位置矢量
r
ix
jy
kz
3
动力气象学复习思考题与习题
水平速度 V i x jv (2)柱坐标系 (r、、z)
i
j
k
x y z
V
u
v
x y
k
( V )
v
u
x y
2 h
2 x 2
2 y 2
位置矢量
r
ir
kz
水平速度 V i u jv
i
j
1
k
r r z
V
答:重力位势:重力位势 表示移动单位质量空气微团从海平面(Z=0)到 Z 高度,克服重
力所做的功。 重力位能:重力位能可简称为位能。重力场中距海平面 z 高度上单位质量空气微团所具有的 位能为
gz 引进重力位势后, g 等重力位势面(等 面)相垂直,方向为高值等重力位势面指向低等重
力位势面,其大小由等重力位势面的疏密程度来确定。所以,重力位势的空间分布完全刻画 除了重力场的特征。
科里奥利力垂直于V ,在北半球指向运动的右侧,在赤道处沿半径向外,在极地其垂直于地
轴向外。 5.惯性离心力是怎样产生的?如果没有地球旋转,此力存在不存在?
动力气象复习题

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。
=T(1000/p)R/Cp ,如果干绝热,位温守恒(/ 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,此时空气微团运动称为梯度风,表达式为:V 2fV1p。
r Tn4. 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V g1衡,这时空气微团作直线运动,称为地转风,表达式为:p k 。
f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: V if R 。
T6. 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1动。
表达式为:Vc(R Tp) 2n7. 正压大气:大气密度的空间分布仅依赖于气压 (p)的大气,即: = (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:= (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.环流: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。
10.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。
1. f 平面近似:又称为 f 参数常数近似。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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1V k =- 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. 环流: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。
10. 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。
1. f 平面近似:又称为f 参数常数近似。
在中高纬地区,对于中小尺度运动,y /a <<1,则f =f 0=2Ωsin ϕ0=const2. β平面近似:在中高纬地区,对于大尺度运动,y /a <1,则f =f 0+βy ,其中f 0=2Ωsin ϕ0=const ,β=2Ωcos ϕ0/a =const3. 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,此平衡下的风称为地转风。
地转风1V k =-∇4. 0,大气的作用力是平衡的,此平衡称为“静力平衡”。
5. 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,此平衡的下的风称为6. 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 ),如:均质大气、V ∂地转风不随高度变化,即没有热成风。
7. 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。
8. 热成风:地转风随高度的改变量或铅直方向上两等压面上地转风的矢量差。
21T g g V V V ≡-9.尺度分析法:依据表征某类大气运动系统各变量的特征值,来估计大气运动中各项量级大小,从而简化方程的一种方法。
10.地转偏差:实际风与地转风之差。
二、判断题1.空气运动的曲率半径很大时,可以忽略惯性离心力的影响。
(√)2.热成风大小与平均温度梯度为反比。
(×)3.如果空气不运动就不会产生惯性离心力。
(×)4.声波是非频散波,也是对天气有影响的波。
(×)5.实际大气中,低压区中的梯度风比高压区中的风速大。
(√)6.水平气压梯度力是促使空气运动的原始动力。
(√)7.随高度的增加,只要温度场不变,热成风的大小和方向就不变。
(√)8.随着高度的增加,地转风的风速是逐渐增大的。
(√)9.梯度风不是地转风,所以不遵守地转风的风压定律。
(×)10.在北半球,热成风的方向是北风(×)11.在同一气压场中,高压区的梯度风风速比地转风小。
(×)三、填空题1、引起绝对铅直涡度变化的原因有幅散项、扭转项和力管项。
2、北半球地转风随高度逆时针旋转,与此伴随的平流为冷平流。
3、绝对位涡守恒的条件是绝热、无摩擦。
4、在静力平衡条件下,地转风随高度改变的充要条件是大气的斜压性(或者:等压面上存在温度梯度,等压面和等温面相交,力管项不为0)。
8、建立P坐标系的物理基础为静力平衡,采用P坐标系的优点是减少了方程中的密度影响,并可滤除垂直向声波。
10、随高度的增加,只要温度场不变,热成风的大小和方向就不变;11、在北半球对流层中,因而无论低层吹什么风,热成风随高度的增加都逐渐转为西风。
12、对于中纬度地区大尺度实际风的水平散度等于地转偏差的散度13、对于中纬度地区大尺度运动具有准定常、准水平、准地转和准无辐散;四、 简答题1. 叙述基别尔数(ε)、罗斯贝数(R 0)的表达式及其物理意义。
基别尔数为局地惯性力与水平科氏力的尺度之比,即:001 ~=u U t fv f U f τετ∂∂≡,其大小反映运动变化过程的快慢程度。
即ε的量级表示运动地转平衡近似程度。
ε≡1/f 0τ,当1ε,∂u/∂t 相对于fv 可以略去。
R 0为罗斯贝(Rossby )数,表示水平惯性力与科氏力的尺度之比,即:002/0~V u U L U R fv f U f L ⋅∇≡=,表示大气运动的准地转程度,当01R ,水平惯性力相对于科氏力可以略去;反之当01R ,科氏力相对于水平惯性力可以略去。
大尺度运动中,01R ,科氏力是不能忽略的;小尺度运动中,01R ,科氏力可以忽略不计。
五、计算题 1. 南京上空700hPa 处地转风(Vg1)的风向与x 轴为30º角,500hPa 地转风(Vg2)的风向与x 轴为-30º角,风速均为20m/s (如图),求700-500hPa 气压层之间平均温度梯度(热成风V T )的大小与风向。
700hPa 地转风地转风V g1与x 轴为30º角,500hPa 地转风V g2与x 轴为-30º角,则700-500hPa 之间的热成风(V T )分量表示为:21212121cos(30)cos(30)sin(30)sin(30)g g g g g g g g g g u u u V V v v v V V ⎧=-=--⎪⎨=-=--⎪⎩ 把V g1= V g2=20m/s 代入上式,得到:u T =0,v T =-20m/s 。
V T =20m/s ,其与x 轴的夹角为:90T Tv arctg u θ==- 也可以直接通过图解。
因为把V g1=V g2,并且V g1与V g2的夹角为60º角,所以V g1、V g2和V T 构成一个多边三角形,于是V T =20m/s ,图中90θ=-。
沿经圈由57.5ºN 到52.5ºN 气压升高1%,如果温度等于7℃,求地转风。
把状态方程代入地转风公式,再取差分近似,则:1112sin 2sin g g p RT p RT p RT p u u f y fp y p y p a ρϕϕϕ∂∂∂∂=-⇒=-≈-=-∂∂Ω∆Ω∆ 取R =287m 2⋅s -2⋅K -1,T =280K ,Ω=7.29⨯10-5rad s -1,∆p /p =0.01,a=6.37⨯106m ϕ=(47.5º+42.5º)/2=45º,∆ϕ=42.5º-47.5º=-5º=5/180*3.1415926=0.087rad5612sin 2872800.0127.2910sin(45/180 3.1415926) 6.3710(5/180 3.1415926)14/g RT p u p a m sϕϕ--∂=-Ω∆⨯=-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯-⨯≈2. 在30ºN 处有一气块向北移动,假定绝对涡度守恒。
如果初始时刻的相对涡度为5⨯10-5s -1,求其达到45ºN 的相对涡度是多少?(提示:Ω=7.29⨯10-5 s -1)。
解答:设初始时刻t 1和终止时刻t 2的地转涡度、相对涡度分别为f 1, ζ1和f 2, ζ2。
即()0d f dtζ+=⇒f 1+ζ1=f 2+ζ2 ∴ f 2=ζ1+f 1-f 2=ζ1+2Ω (sin ϕ1-sin ϕ2)把各物理量的数值代入上式,则有f 2=5⨯10-5+2⨯7.29⨯10-5(sin30º-sin45º)=5⨯10-5+2⨯7.29⨯10-5 (0.5-0.707)≈2.0⨯10-5 (s -1)3. 700-600hPa 之间的平均温度向南每100km 增加2℃,如果700hPa 在45︒N 处的地转风为15m/s 的西南风,求600hPa 的地转风速度和风向?(f ≈10-4/s )1010100101001100ln()(),0cos ln()()sing g T g g T g gT m T T m g g T gg g g u u u V V V v v v p T R u v f p yp T R u u u V f p y v v V θθ=+⎧⎪=+⇒⎨=+⎪⎩∂=-=∂∂⎧=+=-⎪∂⇒⎨⎪==⎩ 005110105410101sin 15(/),45210(/)700,600,2871510.6(/)2287700ln()2108.8(/)11060019.4(/)1510.6(/)222.1(og g m m g T g g T g g g V V m s T T m y yp p R J K kg u m s u m s u u u m s v v m s V m θθ-----==∂∆==-⨯∂∆===⋅⋅=⨯≈=-⨯⨯-⨯≈⨯=+≈==⨯≈=≈℃11/)10.6()()28.619.4g og s v arctg arctg u α==≈ 湍流摩擦作用一方面通过二级环流直接输送到自由大气,另一方面通过二级环流使自由大气与边界层进行质量和动量等物理量的垂直交换。
则自由大气中质量大的空气通过被吸入边界层,而边界层中动量小的空气被抽入自由大气。
这种由湍流摩擦诱导二级环流生成的过程称为埃克曼抽吸,其实质上是穿越边界层顶的二级环流的垂直分支。
埃克曼抽吸强度(速度)与自由大气的地转风涡度成正比。
[1]。