动力气象期末复习
《高等动力气象学》复习总结
《高等动力气象学》复习总结首先，复习《高等动力气象学》需要掌握的基础知识包括大气热力学、大气辐射、大气湍流等内容。
这些基础知识是对大气运动和演化的理解的基础。
在复习过程中，要重点回顾这些基础知识，理解其概念和运用方法。
可以通过做题、看教材、参考相关资料等途径进行复习。
其次，复习《高等动力气象学》的核心内容是对大气运动的理解和描述。
包括大气的水平运动和垂直运动，还有大气中的波动和涡流等。
在复习过程中，要注意区分这些不同类型的运动，理解其产生的机制和特点。
同时，要学会使用相关的数学方法和物理规律，进行运动的分析和计算。
在复习过程中，可以通过分析和解决实际问题的案例，来加深对运动的理解。
可以通过模拟实验、数据分析等方法，将课堂学到的知识与实际相结合，加深对知识的理解和记忆。
同时，要学会总结和归纳，将复杂的问题简化为基本的规律和模型，便于记忆和应用。
最后，复习《高等动力气象学》还需要关注大气环流和气象风险的研究。
要理解大尺度环流的形成和演化过程，以及与气象灾害的关系。
要掌握常用的气象风险评估和预报方法，以及相应的预警和应对措施。
这是将大气动力学理论与实践相结合的重要内容。
总之，复习《高等动力气象学》需要掌握基础知识，理解大气运动和演化过程中的各种机制和规律，学会应用相关的数学方法和物理规律进行分析和计算。
同时，要关注动力过程中的不稳定性和风险评估，以及大气环流和气象灾害的关系。
通过系统的复习和总结，可以加深对这门课程的理解和记忆，为今后的学习和研究打下坚实的基础。
动力气象总复习
动力气象总复习————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:总复习一，方程组1， 物理定律:控制大气运动的动力、热力过程是什么？运动学方程：牛顿第二定律；连续性方程:质量守恒；热力学方程、状态方程、能量方程:2， 各项意义：影响大气运动的因子加热不均匀→T 分布不均匀→P 不均匀→趋动大气运动。
3， z-坐标系。
二，尺度分析：1， 方法2， 特征量：s m s f f s m H m L s m U /10~W ,10~~~,10~,10~,10~,/10~-214546--τ 3,无量纲数：Ro 数:定义、应用。
４,大尺度大气运动的特点：什么是地转、准地转?5，正压大气、斜压大气、热成风:1） 定义2） 上下配置不同,热成风不等于03） 天气学意义作业:1、（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?（2）何为Ｒｏ数？请利用Ros ｓｂy 数,分别判断中高纬度大尺度大气运动、中小尺度和热带大尺度大气运动为何种性质的运动？2、正压大气和斜压大气概念3、地转风概念4、下面地面系统,高层有哪几种可能配置?D G５、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?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。
三，涡度方程:1,涡度是什么?kζζ= 涡度方程：各项意义(引起涡度、天气系统变化的因子)这些因子是什么,产生机制是什么，对天气系统的影响，何时重要、何时次要。
★了解天气系统的发生发展机制。
２,位涡方程;什么是位涡⇒由热力学和动力学过程组合而成的量；位涡守恒——绝热无摩擦。
应用:过山(大尺度）气流：没有热力过程，没有体现位涡特点。
0)(=+hf dt d ζ 引起⎩⎨⎧⇒－效应～散度项大气厚度βζh3，什么是β－平面近似?作业：1、正压大气中涡度方程0)(0=⇒=⋅∇+a a a dtd V dt d σζζζ 物理意义是什么？解释说明系统有辐合、辐散运动和整体做南北运动时涡度的变化。
动力气象-复习题20
动力气象学习题集一、名词解释1. 地转平衡：2. f 平面近似：3. 地转偏差：4. 尺度分析法：5. 梯度风：6. 地转风：7. 正压大气：8. 斜压大气：9. 大气行星边界层：10. 旋转减弱：11. 埃克曼抽吸：12. 波包迹：13. 环流：14. 环流定理：15. 埃克曼螺线：16. 梯度风高度：17. 非频散波：18. 微扰法（小扰动法）19. 声波：20. 重力外波：21. Boussinesq 近似：22. 正压不稳定：23. 斜压不稳定：二、判断题1. 中纬度地转运动准水平的原因之一是重力场的作用使大气质量向靠近地球固定边界一薄层中堆积，从而制约了铅直气压梯度，限制了大气运动的铅直尺度。
2. 等压面图上，闭合高值等高线区域，等压面是下凹的，在闭合低值等高线区域，等压面是上凸的。
3. 小尺度运动不满足静力平衡条件，但仍然可以用p 坐标系运动方程组描述他们的运动规律。
4. 压高公式说明，气层厚度正比于平均温度，气压随高度按指数单调递减，且平均温度愈低，气压随高度递减愈慢，反之亦然。
5. 如果运动是绝热、无摩擦和定常运动，且周围无水汽交换，那么单位质量湿空气的显热能、位能、动能、潜热能之和守恒。
6. 有效位能是动能唯一的“源”，但不是唯一的“汇”。
7. 风随高度分布的对数定律是指在不稳定条件下，近地面层的风速分布特征。
8. 不规则湍涡运动会引起动量和其它物理量的输送，它的最小单位是分子。
9. 动力气象学是流体力学的一个分支。
10. 物理量的空间分布称为物理量场。
11. 气压梯度力反比于气压梯度。
12. 速度散度代表物质体积元的体积在运动中的相对膨胀率。
13. 笛卡尔坐标系中的三个基本方向在空间中是固定的，球坐标系中的三个基本方向随空间点是变化的。
14. 大气运动被分成大、中、小尺度是按照时间尺度划分的。
15. 当f处于系数地位不被微商时，取f=f o；当f处于对y求微商地位时，取df/dy=常数，此种处理方法称为B平面近似。
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
▪
谢谢！
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南京信息工程大学《动力气象学》复习重点（上）
南京信息工程大学《动力气象学》复习重点（上）《动力气象学》复习重点Char1 大气运动的基本方程组1、旋转参考系（1）运动方程 p dt V d ++?-?-=21ρ（2）连续方程 0=??+V dtd ρ ▽·V 为速度散度，代表气团体积的相对膨胀率。
体积增大时，（▽·V>0），密度减小；体积减小时，（▽·V<0），密度增大。
0=??+dtd ρρ ▽·(ρV ) 为质量散度，代表单位时间单位体积内流体质量的流入流出量。
流入时▽·(ρV ) <0，密度增大；流出时▽·(ρV ) >0，密度减小。
（3）热力学能量方程 Q dtd p dt d c v =+ 内能变化率+压缩功率=加热率 Q dtd dt d c p =-α α=1/ρ2、局地直角坐标系（z 坐标系）中的基本方程组111()0ln ,,x y z v p du p fv F dt x dv p fu F dt y dw p g F dt z d u v w dt x y z p RT dT d dT dP d c p Q c a Q Q dt dt dt dt dtρρρρρραθ??=-++=--+=--++++=?????=??+=-==?? 运动方程、连续方程、能量方程是预报方程，状态方程是诊断方程。
3、p 坐标系中的基本方程组-=?Φ?=-??+??+??=??+??+??-?Φ?-=+?Φ?-=p RT pc Q S y T v x T u tT py u x u fu y dtdv fv x dtdu p p ωω04、p 坐标系的优缺点优点：p 坐标系中的运动方程组不再出现密度ρ；连续方程形式简单，与不可压缩流体的连续方程形式相当；由于日常工作采用等压面分析法，用p 坐标系方程组可以方便的进行诊断分析。
缺点：地形起伏的地区p 坐标系很难给出正确的边界条件；对于小尺度运动不满足静力平衡，不能用p 坐标系。
南信大高等动力气象期末考试
南信大高等动力气象期末考试
一、解释下列名词的物理意义：
1.地转运动；
2.常值通量层；
3.Ekman螺线；
4.有效位能；
5.纬向波数目；
6.净浮力；
7.频散波；
8.上游效应。
二、什么是地转平衡运动？什么是准地转运动？两者有何联系与区别？准地转运动的条件是什么？
三、画出赤道Kelvine波的流场和压力场的示意图，并讨论其传播的特征。
四、回答下列问题：
1、请说出Rossby数的物理意义，对于典型的大尺度大气运动，Rossby数为多大？在此条件下，运动的主要特征是什么？
2、请叙述大气旋转减弱的物理机制
3、请叙述大型涡旋在实际大气能量循环中的重要作用。
4、请说出Rossby波的主要特征及其形成的物理机制。
五、已知关系式：Cj-1WPdy=0；其中：C为相速度的虚部；l 为4a-c5波动振幅；yi；y。
分别为南北向的边界；其他符号同惯常
意义；
（1）证明Rossby波正压不稳定的必要条件是：（B-4|=0；（y2>y，>，），并说出其物理意义。
（2）如果波动正压不稳定，其能量来自于什么？
（3）如果基本气流是均匀的，波动是否稳定？为什么？。
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。
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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。
T
1
=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=y 2L 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。
cp =
K
2
ω
,cpx=k ω,cpy=l
ω
cpz=m ω
群速度：波能量的传播速度（波包的传播速度）
C 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。
⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛*********⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛***=⎥⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎢⎣⎡000 5、要求系数矩阵对应的行列式值为0，得到频率方程 6、求得并简化频率方程，可求出相速和群速。
7、分析有关波动的物理性质。
四、 声波和兰姆波
1、声波是由大气可压缩性引起的一种波动C=k
ω
=u ±()
2/1T kR
五、 重力外波、重力惯性外波
1、重力外波：是由于重力作用而产生在大气上、下界面的一种波动
c=u Ho g ±
2、重力惯性外波：是考虑地球旋转作用下的重力外波C=2
2o g k fo H +
±
六、 重力内波、重力惯性内波
1. 重力内波：是由于重力作用而产生在稳定大气中的一种波动
Cpx=()
2
/12
22
/1z ln g m k +⎪
⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂±θ 2、布西内斯克近似 （1）、在垂直运动方程与热力学方程中考虑了密度扰动的影响； （2）、而在水平运动方程、连续方程忽略了密度的扰动； （3）、要求运动是浅薄的。
见方程（9、124） 3、重力惯性内波
是考虑地球旋转作用下，由于重力作用在稳定大气中产生的一种波动
ω=±
()
[]
()
2
/122
2
2
/122
0222
k m
l k
m f l N ++++
七、罗斯贝波（大气长波）
是由于地球旋转和地球球面性引起的一种波动，是一种单向传播的波动Cpx=u -2
2l k +β
,或是β效应引起的一种波动。
八、 噪声与滤波
前面介绍的几种波动对天气的影响是不相同的。
早期把对大尺度天气系统影响不大，又引起计算上麻烦的波称为气象噪声，并采用了滤波。
目前滤波方法，主要是用在大气动力学中，分析波动的物理特征。
而在数值预报产品中，目前已保留这些“气象噪声”，以使预报更加准确，而采用保证计算稳定性的办法，克服它们(噪声)带来的困难。
九、波动的稳定性问题
当解中的c 和ω为复数时，则这种波就是不稳定的。
于是波动解中ω或c 表达式
出现复数的条件可以作为波动不稳定的判据。
第七章大气能量学小结
一、 大气中主要基本能量形式及其组合能量形式： 1. 主要基本能量形式：
内能：I *
=z T C Z Z V d 2
1
⎰ρ
（重力）位能：*Φ=⎰2
1
z z gzdz ρ
动能：k *
=dz V z z 22
1
21
ρ⎰
潜热能：H *
=⎰2
1
Z Z qdz L ρ
2. 主要组合能量形式：
全位能：是内能和位能之和：P=I+=ΦC V T+gz
显热（感热）能：是单位质量空气具有的焓h=CpT=CvT+RT=CvT+/P ρ(压力位能)
干静力能：是显热能与位能之和：Ed=h+φ=CpT+gz
湿静力能：是显热能、位能、潜热能之和Es=h+φ+H=CpT+gz+Lq 总能量：是显热能，位能，潜热能与动能之和
Et=h+φ+H+K=CpT+gz+Lq+22
1
V
二、 大气能量的平衡方程 动
能
平
衡
方
程
①
⎰⎰⎰+--=∂∂τ
ρρp dA V dA KV t K A n A n *
▽.V d τ-⎰τ
τρgwd +⎰τ
ρd τ
位能平衡方程②A V A
n d t *
⎰-=∂∂ρφφ+⎰ττρgwd
内能平衡方程③t I ∂∂*
=-⎰⎰-τρp dA IV A n ▽.τd +τρτ
d Q ⎰∙注意上述方程各项物
理意义
能量转换与能量守恒小结。