动力气象学.doc

《动力气象学》考前辅导2014-2015学年第一学期12月考前辅导辅导教师梁捷宁教材吕美仲主编《动力气象学》,气象出版社。题型共四道大题,包括旋转、填空、简答、推导题。知识点归纳总结第一章绪论一、地球大气的运动学和热力学特性有哪些?大气是重力场中的旋转流体:大气运动一定是准水平的;静力平衡是大气运动的重要性质之一。科里奥利力的作用:大尺度运动中科里奥利力作用很重要;中纬度大尺度运动中,科里奥利力与水平气压梯度力基本上相平衡——地转平衡;地球旋转角速度随纬度的变化,与每日天气图上的西风带中的波动有关;起稳定性作用——位能、动能的转换——锋面。大气是层结流体:大气的密度随高度是改变的——层结稳定度;不稳定层结大气中积云对流;稳定层结大气中重力内波。大气中含有水份:相变潜热——低纬度扰动和台风的发展。大气的下边界是不均匀的:湍流性;海陆分布和大气环流。二、大尺度大气动力学与一般流体力学的主要区别是什么?大气是在自传的地球上且密度随高度递减的特殊流体运动,大气动力学就是研究它的运动规律的学科,是流体力学的分支。第二章描写大气运动的基本方程组一、描写大气运动的基本方程有哪些?牛顿第二定律——运动方程气压梯度力正比于气压梯度而不是气压本身。质量守恒定律——连续方程能量守恒定律——能量平衡方程水气质量守恒方程——水汽守恒方程二、拉格朗日方法和欧拉方法欧拉方法是以流体空间中某一个固定体积元为研究对象,研究不同流体微团通过某一固定点时的运动状态和物理属性的变化。拉格朗日方法是以流体中某一物质体积元为研究对象,研究它的空间位置和物理属性随时间的变化。三、温度平流的物理意义当空气微团水平运动,会引起微团本身的温度保持不变,也会引起温度场的局地变化。沿水平速度方向温度是升高的,风由冷区吹向暖区,会引起局地温度降低,便说是冷平流;沿水平速度方向温度是降低的,风由暖区吹向冷区,会引起局地温度升高,便说是暖平流。四、速度散度的物理意义它代表物质体积元的体积在运动中的相对膨胀率。当物质体积元在运动中体积增大时,因质量守恒其密度要减小;运动中体积减小时,其密度要增大。五、速度散渡和质量散度有什么差别?速度散度代表物质体积元的体积在运动中的相对膨胀率。当物质体积元在运动中体积增大时,因质量守恒其密度要减小;运动中体积减小时,其密度要增大。质量散度就是在连续方程中的质量的变化,有质量流入时,固定体积元密度要增大,有质量流出时,固定体积元密度要减小。速度散度变化的信息包含在了它的里面。第三章尺度分析与基本方程组的简化一、什么是尺度分析?目的是什么?解答:亦称“尺度理论”,指采用物理量的尺度进行分析的方法。在选定的单位制中,某物理量的特征大小以数量级表示时,该数量级就称为此物理量的尺度。对某一特定尺度运动,进行尺度分析,就是要抓主要因子,忽略次要,这样才能把握主要性质,便于数学处理。使得结论简单,物理意义清楚。二、无量纲参数罗斯贝数是描述运动的水平尺度的参数。基别尔数是描述运动过程是慢过程还是快过程的无量纲参数。三、如何对方程进行无量纲化对方程中的,依据各特征尺度引入无量纲变量,带入大气基本方程组,得到无量纲形式的方程,由于无量纲变量和其导数的量级为1,通过比较无量纲方程中各项前面的系数的量级,就可决定原方程中各项的相对大小,这为简化方程提供了依据。四、根据尺度分析的结果,说明中纬度大尺度运