《动力气象学》复习重点
1、旋转参考系
美国爱车宝
〔1〕运动方程
〔2〕连续方程▽·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。
工业设备▽·(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〕热力学能量方程内能变化率+压缩功率=加热率
α=1/ρ
用位温表示，则
2、局地直角坐标系〔z坐标系〕中的基本方程组
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
4、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。
5、冷暖平流
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〔即〕，会引起局地温度降低，有冷平流。 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〔即〕，会引起局地温度升高，有暖平流。
Char2 尺度分析
1、概念：依据表征某类运动系统的运动状态和热力状态的各物理量的特征值，估计大气
运动方程中各项量级大小的一种方法。根据尺度分析的结果，结合物理上的考虑，略去小
项，保留大项，以得到突出某类运动特征的简化方程。
2、运动方程的简化
〔1〕零级简化
水平方向：〔地转近似〕
地转运动：中纬度大尺度运动中水平气压梯度力与科氏力相平衡的运动。风沿等压线吹；背风而立，低压在左，高压在右〔南半球相反〕。
准地转运动：瞬时风场与气压场满足地转关系的运动
中纬度大尺度运动最基本的特征就是准地转运动。
垂直方向： 垂直方向上气压梯度力与重力相平衡〔静力平衡〕
〔2〕一级简化
3、连续方程的简化
零级：说明大气运动在是准水平无辐散的
一级：说明上下层速度辐合、辐散相互补偿，整层大气是水平无辐散的。这就是达因〔Dines〕补偿原理。
4、能量方程的简化〔绝热〕
说明大尺度运动中温度局地变化由温度平流和铅直运动决定
以上简化表明中纬度大尺度大气运动具有准定常、准水平、准地转、准静力平衡和准水平无辐散的特点。
5、罗斯贝数水平惯性力与水平科氏力的尺度之比
R<<1，水平惯性力很小，加速度很小，可忽略——满足准地转；
R>>1，科氏力相对水平惯性力可忽略不计——非地转。
6、基别尔数ε≡1/f0τ局地惯性力与水平科氏力的尺度之比
其大小反映运动变化过程的快慢程度，ε<<1时，运动是慢过程；ε>>1时，运动是快过程。
7、平面近似
f =f0+βy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〕，只考虑科氏参数随纬度的变化。在低纬赤道地区，f0≈0,
Char3自由大气中的平衡流场
1、自然坐标系
坐标原点固接于质点，坐标轴沿质点运动轨道的切向和法向的坐标系，叫做自然坐标系。
利用上式定性分析水平流场性质将是方便的，但因王人唯嘉t和n随运动变化，因而对上式进行时间积分是困难的。
2、地转风、梯度风和惯性风
地转风：在自由大气中，水平气压梯度力和科氏力相平衡的空气的水平运动。
梯度风：在自由大气中，水平气压梯度力、科氏力和惯性离心力相平衡的空气的水平运动。地转风是水平等速直线运动，梯度风是水平等速曲线运动。
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。
地转偏差： 实际风与地转风之差，北半球指向水平加速度左侧
3、正压大气和斜压大气
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。
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，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。
4、热成风
正压大气等压面与等温面重合，地转风不随高度变化。
热成风方向与等平均温度线〔等厚度线〕平行，在北半球，暖〔冷〕区在热成风方向的右〔左〕侧。热成风大小与平均温度梯度成正比，与纬度的正弦为反比。地转风向随高度逆
〔顺〕时针转动，与此相伴随的是冷〔暖〕平流。
力管项：-▽α×▽p〔济南为什么发放战备急救包▽T〕p=0时，力管项=0，大气具有正压流体的性质。
1、环流
流场中某一有向闭合物质曲线上的速度切向分量沿该闭合物质曲线的线积分，定义为速
度环流，或简称为环流。
逆时针方向就是曲线的正方向，环流大于零，称为气旋式环流；顺时针方向小于零，称为反气旋式环流。
2、绝对环流定理和相对环流定理
绝对环流定理： 对于比容、密度仅是气压的函数，力管项等于零，正压大气中绝度环流守恒，即绝对环流的加速度等于L回路所包围的力管。可以用来解释海陆风和山谷风的形成。
相对环流定理：相对环流的加速度等于力管项和惯性项之和。由于力管项和惯性项只决定于气压、密度、速度的瞬时分布，这意味着由大气的瞬时热力状态和运动状态即可确定物质环线上环流随时间的变化率，因此相对环流定理具有预报意义。
力管：斜压大气中等压面和等比容面试相交的，间隔一个单位的等压面和等比容面相交割成的管子。
由于力管的存在，在环线上气压梯度力分布不均匀，相当于有一力矩作用于空气团，产生了环流。促使密度较小的空气微团由高压流向低压，而密度较大的空气微团趋于由低压流向高压。
3、铅直涡度方程——速度的旋度
①散度项 水平辐散时，绝对涡度减小；辐合，绝对涡度增加。
②涡管扭曲项 当有水平涡度存在时，若铅直速度水平不均匀，就会引起涡度铅直分
量变化。
③力管项 由大气的斜压性造成的，等于水平面上单位元面积内的力管数。遗落的种子阅读答案
牛荫冠涡度方程的简化〔大尺度〕：
正压涡度方程： 运动水平无辐散，绝对涡度守恒。
4、绝对角动量守恒
〔ζ+f 〕σ=Const，所以气柱或者系统在运动过程中相对涡度的变化取决于f和σ的变化。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议