大气动力学复习要点.doc

复习要点（知识点）： 动力气象学理论的基本假设主要包括什么？ 大气是连续流体 (2)大气是可压缩流体 (3)大气近似为理想气体 地球大气的动力学和热力学主要特征有哪些？ 大气是重力场中的旋转流体 (1)大气的垂直厚度比水平范围小的多，大气运动具有准水平性。大尺度系统中，铅直速度远远小于水平速度，铅直方向大气所受作用力（气压梯度力、重力）近似平衡。(2)大气随地球一起绕地轴旋转，致使大气必然受到科里奥利力（即科氏力）的作用－－地球的自转对大气的运动影响深远（所以，地球流体力学是旋转流体力学）。 大气是层结流体 大气密度随高度的增加而递减，但可以将大气近似看作许多密度不同的薄层叠加而成 大气中含有水汽 大气中含有水汽，它既改变了空气的密度分布，又改变了大气的热力性质、影响着大气能量的转换。 四、大气所处的下边界是不均匀的 大气的下边界就是地表，全球地表起伏不平、性质迥异，对天气、气候变化影响显著。 什么是个别变化？什么是局地变化？两者的关系如何？ 全导数 表示个别空气微团在不同地点、不同时刻的温度变化率，称为空气微团温度的个别变化。 局地导数 表示某一地点、不同时刻的温度变化率，称为温度的局地变化。 什么是冷平流？什么是暖平流？ 表示由于水平运动引起的温度的重新分布对温度局地变化( )的贡献，称为温度的平流变化率，简称温度平流。 即 本地气温将下降；风由冷区吹向暖区，冷平流 即 本地气温将上升；风由暖区吹向冷区，暖平流 惯性坐标系中空气微团受到哪些外力的作用？旋转坐标系中又受到哪些力的作用呢？ 气压梯度力：由于空间各处气压分布不均，周围空气介质对单位质量的空气微团所产生的压力称为气压梯度力。气压梯度力是驱动大气运动的直接动力。 重力：地球引力与地球旋转产生的离心力的合力。 （1）惯性离心力：单位质量空气微团所受的惯性离心力为： （2）重力：单位质量空气微团所受的重力为： 3、分子粘性力：周围空气作用在空气微团表面的内摩擦力 4、Coriolis－科氏力：由于地球的旋转以及大气相对地球发生运动而产生的“视示力”、非真实力 单位质量空气微团所受的科氏力为： 球坐标系中作用力的形式 令 令 (21) 科氏力 f 称为科氏参数 重力：重力指向地心，故 摩擦力 局地直角坐标系是如何定义的？局地直角坐标系中大气运动基本方程如何写？ 局地直角坐标系：原点取在观测点， 指向正东方(x轴与纬圈相切)， 指向正北( y轴与经线相切)， 指向天顶( z轴与地面垂直向上)。 局地直角坐标系中，， 不随时间变化： 其中： 7、什么是薄层近似？ 设地球半径a，空气微团距离海平面高度为z，则 且 位温的含义及其数学表达式是什么？如何证明干绝热过程中位温守恒？ 位温：把空气块干绝热膨胀或压缩到标准气压（常取1000hpa）时应有的温度称位温。 取对数再微分： 利用热力学方程： 干绝热过程中， 即位温守恒 什么是尺度分析法？对于大尺度运动，如何利用尺度分析法对大气运动方程组进行零级简化？ 尺度分析法： 在大气运动基本规律的支配下，根据不同天气系统具有的不同尺度之间的关系，估计方程中各项量级的大小，保留量级较大的项，忽略量级较小的项，从而进行方程简化的一种分析方法 零级近似就是保留方程中量级最大的项，舍去其它项。这样可以保留大气运动的最基本因子，反映出大气运动的基本特征 写出大尺度运动零级近似的简化方程组，并分析它所描述的运动特征。 水平运动方程 垂直运动方程： 连续方程： 大尺度运动的特点： （1）水平运动：垂直速度为零。 （2）准水平运动：主要是水平运动，垂直风速很小但很重要，不能完全忽略不计。 （3）地转运动：水平科氏力与水平气压梯度力相等，加速度为零。 （4）准地转运动：水平科氏力与水平气压梯度力近似相等，加速度有变化(不为零)，系统能发展。 根据大尺度运动一级近似简化方程组，分析说明它所描述的大气运动特征。 水平运动方程 垂直运动方程 连续方程 热力学方程 大尺度运动一级近似的特点： ①水平运动非定常