0f f ≈const dy df
==βconst y f f ≠+=β00
0≈?0200≈Ω=?Sin f 1
0≈?Cos y a
y a
Cos y f f Ω=Ω=
+=2200?β?
?-=ΦΦΦs p p
s
p
dp p
RT
d ?+=Φ∴
s
p p
s p
Td R gz p ln )(0=??+??p
V p ω
dp
V d p
p p
T
p T
????-
=
ωωω
进一步还可以求出地面气压的变化倾向：
若上式积分到ps ，即令 利用下边界条件
16、写出p 坐标系中的大气运动方程组。 运动方程
静力方程 连续方程 热力学方程 其中
17、试写出p 坐标系中的地转平衡关系以及地转风的表达式。如何判断地转风的方向？
p 坐标系中的地转风关系更常用： 即 分量形式： 地转风风向平行于等压线，在北半球( f >0)，背风而立高压在 右，低压在左。在南半球，被风而立高压在左，低压在右。
18、白贝罗风压定律的内容是什么？
地转风风向平行于等压线，在北半球( f >0)，背风而立高压在右，低压在左。在南半球，被风而立高压在左，低压在右。
19、什么是梯度风？如何判断梯度风的大小和方向？
梯度风的定义:当水平气压梯度力、水平科氏力、惯性离心力三力平衡时形成的流场称作梯度风场。
注意：离心力总指向圆外、科氏力指向运动方向的右侧、气压梯度力由高压指 向低压
气旋式环流 VG<0，无意义 (RT>0) 正常气旋
???-=∴
p
p dp
V p 0
)(
ωs
p p =dp
V p s
p
p s s ???-==0
)(
ωω则： s
p p =s s s
s p V t
p ??+??=
ωs s p p s
p V dp V t p s
??-??-=??∴
? 0
V k f dt
V
d p ?-Φ-?=α-=?Φ
?p
0=??+??+??p
y v x u ωp
p c Q
S y T v x T u t T =
-??+??+??ωp
V t dt d ??+??+??=ω Φ-?
=?p g V k f k f V p g ?Φ?-=1
y f u g ?Φ?-=1x f v g ?Φ
?=1n
p fV R V h
T
h ??--=ρ12
>??n p 0
2
不可取
正常反气旋
反气旋环流 (RT<0)
无意义
非正常
20、什么是迹线？什么是流线？天气图中的等压线、等高线是迹线还是流线？ 迹线：某一流点在运动过程中各时刻所经过路径的轨迹。
.流线：某一时刻在空间流场中可以画出这样的一条空间曲线，曲线上面所有点的速度矢量都与该曲线相切，这条曲线就称作这个时刻的一条流线。例如，天气图中的等高线、等压线等。
21、什么是热成风？热成风的大小与方向如何？如何计算热成风？ 热成风的定义: 大气层内地转风的垂直切变称为该气层的热成风。
热成风的性质①热成风方向与平均等温度线(即等厚度线)平行，在北半球背风而立，高温在右，低温在左。 ②热成风的大小与平均温度梯度成正比，与科氏参数 f 成反比。
22、利用绝对环流定理说明海陆风、山谷风的形成机制。
海风一般在上午8~11时开始出现，午后13~14时达到最强，之后逐渐减弱。最大风速可达5~6m/s,伸入内陆最远约50km ，垂直厚度1~2km 。
白天，陆地上空气上升，海洋上空气下沉，高空风由陆地吹向海洋，地面风由海洋吹向陆地，形成海风。 夜间，陆地上空气下沉，海洋上空气上升，高空风由海洋吹向陆地，地面风由陆地吹向海洋，形成陆风。
陆风风速一般1~2m/s ，伸入海洋距离不到10km ，垂直厚度100~200m 。
0
R R f fR V T
T T G ??-+-=ρ422
2n
p R R f fR V T T T G ??---=ρ4
2
2
20>??n p
042
22
-=n
p
R R f fR
V T T T G ρn p R R f fR V T
T
T
G ??-
+
-
=ρ42222
1
12ln )()(p p k T f R
p V p V V p g g T ???-=-= )
(1)()(1212Φ-Φ??=Φ-Φ=p g g T k f
V V V
T
1-T 2
-T 3-T 4
-T 3
-p 2
-p 1
-p p
p
?-T
?-T
1
-T 2
-T 3
-T 3
-p 2
-p 1
-p p
p
?-T
?-
夜间的海陆温差不是很大，热力环流自然不会很强。
山谷风与海陆风的形成原理相同。 没有强的气压系统活动时，在山区，白天地面风从谷底吹向山坡，叫谷风；夜间从山坡吹向谷底，称为山风。（分别为白天，夜晚图）
23、自然坐标系中涡度的表达式如何？其各项含义是什么？
①切变涡度( )：与水平速度的不均匀分布有关。 当沿流线法线方向速度减小时，有气旋性涡度。
当沿流线法线方向速度增大时，有反气旋性涡度。 ②曲率涡度( )：与流线曲率有关。
当流线呈气旋性弯曲时，产生正涡度（气旋性涡度）。 当流线呈反气旋性弯曲时，产生负涡度（反气旋性涡度）。
24、什么是正压涡度方程？正压涡度方程成立的条件是什么？ 正压涡度方程 水平无辐散，空气微团的绝对涡度守恒
25、大气中包括哪些基本波动？ 大气长波有什么特点？
大气中的基本波动包括大气长波、声波、重力波、惯性波等四大类。
大气长波具有准水平、无辐散、涡旋性的特征，波动传播速度与风速相当(c ~ u)，比声波、重力波要慢许多，因此大气长波是涡旋性慢波
p
?-p
?-T
?-T
?-T
1
-T 2
-T 2
-p 1
-p p
暖
暖
冷
p
?-T
?-p
?-T
?-T
1
-T 2
-T 2-p 1
-p p
暖
冷
冷
n
V
R V R n n V n V R V A C s s A s A ??-
=??-??-==→→)(lim lim
00δδδζδδn
V
??-s
R V
0)(=+f dt
d h
ζ或
v dt
d h βζ
-=
大气长波的波动振幅较大，可以达到 。
26、假设基本气流是轴对称西风气流，如何利用微扰动法对大气运动方程组进行线性化处理？ 现假设基本气流是纬向轴对称环流(如西风气流)： 代入上述方程组，略去二阶小量，即可得到线性化方程组：
27、Rossby 波的形成机制是什么？其移动方向如何？ 正压水平无辐散＝>绝对涡度守恒： 科氏参数(牵连涡度)随纬度的变化(
) 导致 变化，从而产生Rossby 波 系统有南北运动( )
因此，绝对涡度守恒是Rossby 波产生的基础，
效应是Rossby 波产生并传播的主要机制。 所谓 效应，就是科氏参数 f 随纬度有变化，即 ，并且系统有南北运动时( )，引起
系统的牵连涡度发生变化，为保证绝对涡度守恒，系统的相对涡度也要发生相应的变化。这就产生了涡旋
性波动～Rossby 波，这种变化机制就称为 效应。 传播
hPa 110const
u u u u =+=且''v v ='
w w =)
,('z y p p p p p =+=)
,('z y ρρρρρ=+=)
,('z y θθθθθ=+=x
p fv x u u t u ??-=-??+??'
1'''ρu f y p fu x v u t v ρ
ρρ''1'''-??-=+??+??g z p x w u t w ρ
ρρ'
'1''-??-=??+??0'
''(''''=??+??+??+??+??+??+??z
w y v x u z w y v x u t ρρρρρ0ln 'ln ')'()'(=??+??+??+??z
w y v x u t θθθθθθρ
ρκθθ''1'-=p p 0
)(=+f dt
d ζv y
v x u t βζ
ζζ-=??+??+??v
dt
d βζ-=0≠β
≠v ζ
βββ0≠=βdy
df
0≠v 2k
u k
c β
ω-==Cos df ?Ω2
无基流时( )，Rossby 波向西传播
有西风基流时，要比较 的量级大小，才能确定Rossby 波向西抑或向东传播
都是确定的
c 取决于 k 即 L ：对于短波，东进；长波西退。由波静止时的 得临界波数ks 或
临界波长Ls ：
Rossby 波西退 静止 Rossby 波东进
28、采用标准波形法研究波动特征的基本思路是什么？
1.先将描述所研究波动的相关的非线性方程组线性化，获得线性化的扰动方程组
2.设定扰动方程的波动形式解，如
，并代入线性化获得的方程，得到代数方程组 3.利用边界条件，整理上述代数方程组，可得频率方程 4.根据频率方程计算相速度、群速度等波参数，分析波动特征
29、什么是频散波？什么是非频散波？Rossby 波属于哪一类？ 频散波与非频散波（以一维波为例） <1>当c 与k 无关，即波动的波速与波长（波数）无关时，cg=c ，波动的能量随波动位相的传播而同步传
播，这种波动称作非频散波。如重力外波。
<2>当c 与k 相关，即波动的波速与波长（波数）有关时，如cg>c ，则波动的能量将不随波动的传播而同步传播，这种波动称作频散波。如大气长波\Rossby 波。
30、什么是上游效应？什么是下游效应？大气长波有可能出现哪一项效应？
当 或 时，上游扰动的能量将先于扰动本身到达下游，使下游产生新的扰
动或加强下游原有的扰动。这种现象叫做上游效应。
当 或 时，下游扰动的能量会向上游传播，使波动所在地的上游产生新的波动或加强上游原有的扰动，这种现象叫做下游效应。 大气长波有可能出现上游效应
31、重力内波、惯性重力内波、重力外波、惯性重力外波的产生机制各是什么？各具有哪些波动特点？ 重力外波产生的物理机制: 这种流体自由表面的扰动， 是由于个别流体柱受扰后在 重力作用下不断上下振动， 在水平辐合辐散的作用下不 断交替变化而在水平方向传 播形成 0=u 2,k
u β
u β∴
20k u c β
-==u
k s β
=
β
π
u
L s 2=0<>c L L s 0==c L L s 0>)
(t kx i Ae F ω-=ck =ω
dk
dc
k c dk d c g +==
∴
ω0,0<>c c g 0>>c c g 0<<
c c g 0,0>重力外波的特性
考虑均匀不可压流体自由表面的重力外波，暂不考虑科氏力的作用，扰动限制在铅直平面内：
描写重力外波的扰动方程组为：
①
②
③
注：1. 重力g的作用隐含在基本态静力方程中去了
2. 第③式即不可压缩的体现
3. 第③式中含有，意味着水平散度这是重力外波的传播机制
4. 第②式中λ为示踪系数，λ= 0代表扰动量满足静力平衡；λ=1代表扰动量不满足静力平衡
5.给定边界条件并线性化：
下边界：刚体水平边界。水平即无地形；刚体不可穿透，即z=0处w’=0（边界上法向速度为0）上边界：自由面。设自由面高度H0，其对应气压为常数。则z= H0处，
基本态
设波动的形式解，并代入方程组①②③及边界条件中：
④
讨论：
当λ= 0即扰动量满足静力平衡时，④式满足边界条件的解为：
'
'
=
=
=
=
=v
f
constρ
ρ
ρ
x
p
x
u
u
t
u
?
?
-
=
?
?
+
?
?'
1
'
'
ρ
z
p
x
w
u
t
w
?
?
-
=
?
?
+
?
?'
1
)
'
'
(
ρ
λ
'
'
=
?
?
+
?
?
z
w
x
u
x
u
?
?'0
'
'
≠
?
?
+
?
?
y
v
x
u
=
?
?
+
?
?
+
?
?
+
?
?
=
z
p
w
y
p
v
x
p
u
t
p
dt
dp
)
,
(
0z
y
p
p
w
v
const
u=
=
=
=
)'
(
)'
(
)'
(
)'
(
)'
(
)'
(
=
?
+
?
+
+
?
+
?
+
?
+
?
+
+
?
+
?
z
p
p
w
w
y
p
p
v
x
p
p
u
u
t
p
p0
'
'
'
=
-
?
?
+
?
?
gw
x
p
u
t
p
ρ
)
(
)
(
)
(
)
(
'
'
'
t
kx
i
e
z
P
z
W
z
U
p
w
u
ω
ρ
-
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
=
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
kP
U
k
u-
=
-)
(ω
dz
dP
W
k
u
i-
=
-)
(ω
λ
=
+
dz
dW
U
iλ
0=
=W
z
)
(
=
-
-
=gW
P
k
u
i
H
zω
2
2
2
=
-W
k
dz
W
d
λ
)
(2
2
=
-
-
=gW
k
u
k
dz
dW
H
z
ω
0=
=W
z
)
(
2
2
=
-
-
=
gBH
u
k
B
A
ω
则频率方程为 此乃静力平衡下的重力外波相速度。
静力平衡下重力外波是非频散波，且是快波。 当λ= 1即扰动量不满足静力平衡时，④式满足边界条件的解为： 对于短波，
深水重力波
对于长波，
浅水重力波
浅水重力波的相速与静力平衡条件下重力外波的相速相同，且都是非频散波。
惯性重力外波:直接从原始方程组出发，讨论具有自由表面的、均质不可压缩流体，在旋转地球的作用下，当满足静力平衡条件时，产生的惯性重力外波
经变形处理(推导略)，可得描述均质不可压缩流体的浅水波方程组： 经微扰动法线性化处理，并利用消元法，即可得波动方程(已假 设扰动与y 无关)： 设波动形式解( )，得到频率方程为：
对应定常解，无扰动，故只能取：
快波
重力内波形成的物理机制:
重力内波是在稳定的大气层结状态下( )，空气受扰动后，偏离平衡位置，在重力作用下产生的波
动。
gH u k
c ±==ω0
0RT u gH u c ±=±=0
RT c n =
称为牛顿声速
c gH u k c g =±=??=
0ω
)(0kH th k
g
k
k u ±=ω)(0kH th k
g
u k
c ±
==
ω
∴
1
100
>>>><H H L 1
)(0≈kH th ∴k g
u c ±=1
100
<<<<>>kH L
H H L 0
0)(kH kH th ≈0gH
u c ±=0)(=??+??+??+??+??y
v
x u h y h v x h u t h x h
g fv y u v x u u t u ??-=-??+??+??y
h g fu y v v x v u t v ??-=+??+??+??0
'][2
02
20
2
2
=+??
-??
??h f x
gH t t )
(0't kx i e h h ω-=0
)2(2002=--f k gH ωω0
=ω2
020f k gH +±=ω∴2200k f gH k
c +
±==
ω
2
2
000
k f gH gH k
c g +±
=??=ω
c
c g ≠
d γγ<
对AB 间的流体而言：扰动向上，由大气连续性知：下层周围流体辐合补充，上层流体辐散散开； 对周围流体而言：上层辐合，下层辐散→下沉运动，再由同样的方式影响周围流体；形成波动。
可见： 稳定层结中，垂直方向受到扰动，就会在与位移相反的净浮力作用下，形成浮力振荡，通过水平的辐合辐散传播→重力内波。
注：在实际大气中，这样的上升运动→水汽凝结→中尺度暴雨（云呈带状），尺度在百公里范围左右。 重力内波的特性
不考虑地球旋转作用，假设扰动仅限于铅直平面内；扰动与y 无关，v ’＝0， ，基本态的密
度 ；则描写重力内波的数学模型为：
：若 则 ，即水平无辐散时，不存在重力内波。N=0 则 ，即
中性层结大气中也没有重力内波。
取 (稳定层结)，对于 ，重力内波的相速度与群速度分别为：
讨论：1.只有在非静力平衡、稳定层结的条件下，才能形成重力内波 2.重力内波既可沿水平方向传播，也可沿垂直方向传播
3.相速度与群速度水平方向分量均为正，垂直分量符号相反，说明：当重力内波的位相向东向低空传播时，扰动动能会向东向高空传播
4.重力内波的相速矢量与群速矢量是相互垂直的( )，即重力内波波动的传播方向与波动能量(如动能)的传播方向相垂直。 惯性重力内波
考虑地球旋转作用(但 )，且 则线性化的扰动运动方程组为：
0=??
y
const ==0ρρ0'
10=??+x
p dt du ρ0'
'10=-??+g z p dt dw θ
θρ0=??+??z
w
x u λ
0'=+dz
d w dt d θ
θ0
)(22222=-+k N m k λλω∴
2
2m k Nk +±
=λλω22m
k Nk
+±=λλω0=λ0=ω0=ω
'
'10=-??+g z p dt dw θ
θρ0,1>=N λ0>ω)()(23222k m i k m k Nk K K c
++==ω)()(2322k k i m m k Nm k m
i k c g
-+=??+??=ωω0=?g
c
c
const f f ==0const ==0ρρ
其中示踪系数 表示扰动满足静力平衡，若取 则表示扰动是非静力平衡的。方程组中5个变
量( )5个方程，采用消元法可得：
设其波动形式解
讨论：1.当 即不考虑地球旋转时， 此即纯重力内波的圆频率。 2.当N=0即大气层结为中性状态时， 此时方程组中不含有重力内波，只有惯性内波。该频率就是惯性内波的圆频率。 3.惯性内波是在非静力平衡( )条件下，在科氏力的作用下产生的波动。取 ，对
于 ，纯惯性内波的相速度和群速度分别为：
其中三维波速矢
惯性内波的特性:1.非静力平衡大气中，中性层结条件下，才可能产生惯性内波
2.惯性内波的相速度垂直于群速度，
3.相速度与群速度的铅直分量方向相同，而水平分量方向相反
惯性重力内波的特性：1.惯性重力内波的相速度垂直于群速度 2. 始终成立，当 ，即 时，相速度和群速度的水平分量
0)'
(''0
0=??+-??ρp x v f t u 0)'(''0
0=??++??ρp y u f t v 0'
)'('0=-??+??g p z t w θ
θρλ
0'''=??+??+??z
w y v x u 0')'(2
=+??w g
N t θθ0=λ
1
=λθ
θρ',',',','0p w v u 0'
])
(
)[(22202
22
2
2
2=????+
??+?+??t w z
f t
N t
λ)
('t mz ly kx i We w ω-++=∴
2
222
202222
)()(m l k m f l k N ++++=
λω00=f 2222222
)()
(m l k l k N +
++=
λω2
220)(m l k m f ++±
=λω1
=λ1=λ0>ω)()(23
22202k m j l i k m l k m f K K c
++++==ω)
()
(222
322
2
0k m
l k j l i k m l k m
f k m
j l i k c g
++--++=
??+??+??=ωωωk
m j l i k K
++=0
=?g c c
=?g c c
01>G 02>G 02
02>-f N
3.当 ，即 时，相速度和群速度的水平分量方向相反，铅直分量方向相同，惯性重力波主要表现为惯性内波的性质。
惯性重力内波、惯性重力外波都是非地转性质的波动，水平辐合辐散作用是形成这些波动传播的主要机制。
32、已知频率方程，如何计算波速度、群速度？
考试题型：填空题、选择题、简答题、综合题（包括证明、推导分析说明、简单的计算）。
0202<
-f N
河流动力学英语
水力学、河流动力学、流体力学专业词汇 Fundamental Glossary in Hydraulics Hydrostatics 水静力学Hydrodynamics 水动力学 Physical properties of water 水的物理性质Density 密度 Specific gravity 比重Kinematic viscosity 运动粘性 Absolute viscosity 动力粘性Elastic modulus 弹性模量 Surface tension 表面张力Temperature 温度 Isotropic (y) 各向同性Anisotropic (y) 各向异性 Uniform (ity) 均匀(性) Heterogeneous (ity) 不均匀(性) Main force 主要作用力Gravity 重力 Inertia force 惯性力pressure 压力(强) Drag 阻力Mass force 质量力 Surface force 表面力Constitutive relationship 本构关系 Stress 应力Strain 应变 Deformation 变形Displacement 位移 Normal 法向Tangent 切向 Shear 剪力Acceleration 加速度 Angular deformation 角变形 Local acceleration 当地加速度convective acceleration 迁移加速度compressibility 压缩性 continuity连续性 Scalar 纯量vector 矢量tensor 张量 magnitude 模(大小) direction 方向 Divergence 散度curl 旋度gradient 梯度 Source 源sink 汇 Frequency 频率amplitude 振幅phase 相位resonance共振 Mass conservation 质量守恒momentum conservation 动量守恒 energy conservation 能量守恒 Initial condition 初始条件boundary condition边界条件 Ordinal differential equation 常微分方程 partial differential equation 偏微分方程 Convection, advection 对流diffusion 扩散dispersion 弥散 decay 衰减degradation降解 Flow pattern流态flow type 流型 Laminar flow 层流turbulent flow 紊流 Supercritical flow 急流subcritical flow 缓流critical flow临界流 Rapidly varied flow急变流gradually varied flow渐变流 Uniform flow 均匀流non-uniform flow 非均匀流 Mainstream flow 主流wake flow 尾流 Steady flow 恒定流unsteady flow 非恒定流 One-dimensional flow 一维流two-dimensional flow二维流 three-dimensional flow 三维流 Single-phase flow 单相流double-phase flow 两相流 multi-phase flow 多相流
大气物理学
大气物理学在线考试复习资料 一、单选题（） 1.冬季沿海地区经常形成的逆温是（ D ） A辐射逆温 B下沉逆温 C地形逆温 D平流逆温 4.台风属于（ B ）系统。 A大尺度 B中尺度 C小尺度 D微尺度 5.夏季的台风属于（ B ） A暖高压B暖低压C冷高压D冷低压 7.白贝罗的风压定律是关于在北半球，背风而立，高压在（ D ）A上 B下 C左 D右 8.根据测量结果，碘化银成冰阈温大致为，浸润冻结为（ B ）A-20～-19℃ B-9～-8℃ C-16～-13℃ D-5～-3℃ 1.大雨滴对可见光的散射属于（C ） A 瑞利散射 B 米散射 C 几何光学散射 D 大粒子散射 2.云滴对可见光的散射属于（ B） A瑞利散射 B 米散射 C 几何光学散射 D 大粒子散射
3.夏季对我国东部沿海地区影响很大的副热带高压属于（ A）A暖高压 B冷高压 C暖低压 D冷低压 4.无机冰核以（D ）代表。 A二氧化碳 B 氮气 C 丙烷 D 碘化银 5.在晴朗无云的夜间，容易形成的逆温是（A ） A 辐射逆温 B 下沉逆温 C 地形逆温 D 平流逆温 6.气体分子对可见光的散射属于（A ） A 瑞利散射 B米散射 C几何光学散射 D 大粒子散射 7.温带气旋属于（C ）系统。 A 大尺度
B 中尺度 C 小尺度 D 微尺度 8.单位时间内通过某一平面的辐射能称为（ D） A 辐亮度 B 辐射率 C 辐射通量密度 D 辐射通量 9.地转平衡条件下的水平风称为（A ） A 地转风 B 热成风 C 梯度风 D 旋衡风 10.雨滴的形成增长主要是（ C） A湍流碰并 B 布朗碰并 C 重力碰并 D 气压梯度力碰并 10.根据测量结果，碘化银成冰阈温大致为，接触冻结为（B）（4分）A -20～-19℃B -9～-8℃C
四 大气环流及其对气候的影响(1)
四大气环流及其对气候的影响（1） 一、选择题 读北半球大气环流示意图，回答1～2题。 1．受①②气压带、风带交替控制形成的气候类型是( ) A．地中海气候 B．热带草原气候 C．亚热带季风气候 D．热带沙漠气候2．当气压带⑤被切断时，下列说法正确的是 ( ) A．正值北半球夏季，北京盛行东南风 B．南亚盛行东北风 C．北印度洋的季风洋流呈顺时针流动 D．我国东南沿海常受台风影响下图为某月沿0°经线海平面平均气压分布图。读图，回答3～4题。 3．上述“某月”是( ) A．1月 B．4月 C．7月 D．10月 4．该月份甲地盛行( ) A．东南风 B．东北风 C．西南风 D．西北风 读我国东部某地某月的气温分布情况图，回答5～6题。 5．造成等温线在D处发生弯曲的主要因素是( ) A．地形影响 B．大气环流 C．太阳辐射 D．人为活动 6．从气温分布情况判断，F处(图中阴影部分)可能为( ) ①山峰②高原③湖泊④城市 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 下图示意某月份海平面平均气压沿两条纬线的变化状况。读图，回答7～8题。 7．该月份可能是( ) A．1月 B．4月 C．7月 D．10月 8．图示区域50°N纬线的东西气压差大于30°N的，其主要影响因素是( ) A．太阳辐射 B．海陆分布C．大气环流 D．地势起伏 气压系统分两类，一类始终与三圈环流形成的气压带保持一致，终年存在，称为永久性气压系统；另一类由海陆热力差异形成，主要限于低空且具有季节性，称为半永久性气压系统。读北半球某月气压中心分布图，回答9～10题。
9．图中气压中心气压状况出现的时间和P地的风向分别为( ) A．1月东南风 B．7月西北风C．7月东南风 D．1月西北风 10．图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个气压中心，属于永久性气压系统的是( ) A．Ⅰ、Ⅲ B．Ⅱ、Ⅳ C．Ⅰ、Ⅳ D．Ⅱ、Ⅲ 读某半岛及周边区域示意图，回答11～12题。 11．关于甲、乙两地降水的差异及原因的叙述，正确的是( ) A．甲地多于乙地，甲地距海洋近 B．甲地少于乙地，乙地多地形雨 C．甲地多于乙地，甲地受副高控制 D．甲地少于乙地，乙地受西风控制时间长12．该半岛1月和7月盛行风向有明显的变化，根本原因是( ) A．地形差异 B．海陆位置差异 C．植被差异 D．地球的公转 二、综合题 13．下图为世界部分地区气候类型分布图。读图，回答下列问题。 (1)在图的左侧用箭头画出风带的风向。 (2)图中反映的是北半球________(季节)气压带风带位置，其中甲气压带的名称是____________。 (3)图中①气候的特点是______________。②气候的成因是________________，该气候在地中海沿岸面积最大，主要原因有____________等。③地发展种植业的优势条件是________；④处为________气候； ⑤地在图示季节盛行风向为______________。 (4)澳大利亚大陆降水从北、东、南三面向中西部减少，其中澳大利亚北部________(1、7)月份多雨，其原因是________________________________________________________________________。 14．下图为某季节沿60°N纬线海平面气压变化柱状图(单位：百帕)。读图，回答下列问题。
水力学及河流动力学研究展望
水力学及河流动力学研究展望 河流动力学的发展具有悠久的历史，但采用现代科学体系进行系统的研究则是20世纪才开始的。河流动力学是以流体力学、地学、海洋和环境科学等为基础的交叉学科，其趋势仍是采用各学科之长，在理论探索、科学实验和数学模拟等方面深入发展。 1研究发展趋势 展望河流动力学的研究，它应包含两个方面的内容，一是在传统理论张现代化量测技术的基础上，对已有的研究成果进行系统的总结、归纳和提高，对一些假定和近似处理给出更严密的论证，对一些经典的试验成果重新进行检验。二是开拓新的研究领域和研究方向，特别要注重与其它学科和最新的科学技术融会贯通。在上世纪的30年代至50年代，以Shields 曲线、Rouse悬沙公式、Meyer-Peter及Einstein推移质公式为代表，基本奠定了泥沙运动力学的理论体系，半个世纪以来，主要是进行补充和完善的工作，除在工程应用方面取得巨大的进展外，在理论体系上没有重大的突破。通过数十年来的理论积蓄和量测技术的时代跨越，有望在近些年内在理论体系上取得突破性进展，在试验科学上获得重大的成果。 1.1.1基础理论研究 河流动力学基础理论研究包括泥沙运动力学基本理论和河流过程原理及调整规律的研究。早在30年代，Rouse应用扩散理论导出了悬移质泥沙浓度分布公式，即扩散方程，它是进行输沙计算的基本方程。在现代两相流理论中，扩散模型只是宏观连续介质理论的一种简单模型。更一般的模型是双流体模型，两相流中关于固液两相流的基本方程、作用力分析及其应力本构关系的理论，极大地促进了泥沙运动力学理论的发展。但泥沙运动理论与固液两相流理论又有所区别，其内容更丰富，更独具创新性。悬移质、推移质、水流挟沙力、动床阻力等等都是一般两相流理论中没有的概念。这些概念是泥沙运动力学理论体系的基础，使得泥沙运动力学理论纰固液两相流理论更生动、更便于在生产实际中应用。悬移质和推移质输沙理论、非平衡输沙理论、水流挟沙力、床面形态和动床阻力等都是泥沙运动力学基础理论研究的重要内容，而且在80年代以前已经发展得比较成熟，之后除了引入固液两相流的双流体模型外，并没有重大的进展，许多理论研究是低水平重复。因此，该领域的理论研究应集中在两个方面： 1）对现有的理论成果或成果或公式进行认真总结，去伪存真，归纳提高。如钱宁（1980）关于推移质公式比较的研究堪称范例，几家著名的推移质输沙率公式尽管基于不同的理论，
1大气环流及其对气候的影响
1大气环流及其对气候的影响
四大气环流及其对气候的影响（1） 一、选择题 读北半球大气环流示意图，回答1～2题。 1．受①②气压带、风带交替控制形成的气候类型是( ) A．地中海气候 B．热带草原气候 C．亚热带季风气候 D．热带沙漠气候 2．当气压带⑤被切断时，下列说法正确的是 ( ) A．正值北半球夏季，北京盛行东南风 B．南亚盛行东北风 C．北印度洋的季风洋流呈顺时针流动 D．我国东南沿海常受台风影响 下图为某月沿0°经线海平面平均气压分布图。读图，回答3～4题。 3．上述“某月”是( ) A．1月 B．4月 C．7月 D．10月 4．该月份甲地盛行( ) A．东南风 B．东北风 C．西南风 D．西北风读我国东部某地某月的气温分布情况图，回答5～6题。 2
3 5．造成等温线在D 处发生弯曲的主要因素是( ) A ．地形影响 B ．大气环流 C ．太阳辐射 D ．人为活动 6．从气温分布情况判断，F 处(图中阴影部分)可能为( ) ①山峰 ②高原 ③湖泊 ④城市 A ．①② B ．②③ C ．①④ D ．③④ 下图示意某月份海平面平均气压沿两条纬线的变化状况。读图，回答7～8题。 7．该月份可能是( ) A ．1月 B ．4月 C ．7月 D ．10月 8．图示区域50°N 纬线的东西气压差大于30°N 的，其主要影响因素是( ) A ．太阳辐射 B ．海陆分布 C ．大气环流 D ．地势起伏 气压系统分两类，一类始终与三圈环流形成的气压带保持一致，终年存在，称为永久性气压系统；另一类由海陆热力差异形成，主要限于低空且具有季节性，称为半永久性气压系统。读北半球某月气压中心分布图，回答9～10题。
河流动力学重点
前言 1.河流动力学就是以力学及统计等方法研究河流在水流、泥沙和河床边界三者共同作用下的变化规律的学科！主要内容包括泥沙运动和河床演变！ 2.河流动力学的研究方法有理论研究、试验研究、原型观测、数学模型。 第一章 1.P16等容粒径公式。 2.粒径大小分类、漂石、卵石、砾石、沙砾、粉粒、黏粒， 3.有效密度的表示方法(PS-P)/P 4.从自然界取得的原状泥沙，经过100到105度的温度烘干后，其质量与原泥沙整体体积的比值称为泥沙的干密度。相应重量的比值称为干容重。 5.泥沙干密度主要受泥沙粒径、淤积厚度、淤积历时等因素的影响，注意图p21，P22的图 6.在静水中的泥沙，由于颗粒之间的摩擦作用，可以堆积成一定角度的稳定倾斜而不塌落，倾斜面与水平面的夹角称为泥沙的水下停止角！ 第二章 1泥沙沉降速度是指单颗泥沙在足够大的静止请水中等速下沉时的速度，简称沉速。由于泥沙颗粒越粗，沉速越大，因此又被称为水力粗度! 2雷诺数小于0.5为停滞性状态，大于1000属于紊动状态，介于之间属于过渡状态。 3影响泥沙沉降速度因素有，颗粒形状，边壁条件，含沙浓度，紊动，絮凝等 4泥沙颗粒越细。其比表面积越大，当泥沙粒径小于0.01毫米，颗粒表面的物理化学作用可使颗粒之间产生微观结构，随着这种颗粒泥沙的增加，相邻的若干带有吸附水膜的细颗粒便彼此连接在一起形成絮团，这种现象称为絮凝现象。 第三章 注意资料计算题 游荡型河段演变规律： 形态特性，平面形态看，河身比较顺直，往往宽窄相间，类视藕节状，河段内河床宽浅，洲摊密布，岔道交织。 水流特性：因河床宽浅，平均水深很小。水文特性表现为暴涨暴落，年内流量变化大。 输沙特性：含沙量大，而且同流量下含沙量变化很大，流量与含沙量关系不明显。同意流量，因上站含沙量的不同，其输沙率相差很大，出现多来多排，少来少排现象。 演变规律：冲淤变化，汛期主槽冲刷，滩地淤积。非汛期，主槽淤积，滩地坍塌。从长时间看，表现为主槽淤积抬高，而滩地持续抬高。平面变化上，主流摆动不定，主槽位置也摆动，摆幅相当大导致河势变化剧烈！ 第四章床面形态与水流阻力 1、沙波作为河床表面推移质泥沙运动的主要外在表现形式，直接关系到河床的变形，决定河床的阻力。随水流强度的不断变化，沙波有其产生、发展和消亡的过程。 2、沙波的五个发展阶段：沙纹→沙垄→过渡、动平整→沙浪→急滩与深潭 ①沙纹：水流流过平整的河床床面，在水流达到一定强度后，部分沙粒开始运动，此后不久，少量沙粒聚集在床面的某些部位，形成小丘，徐徐向前移动加长，最后连接成为形状及其规则的沙纹。沙纹尺度较小，主要是近壁层流层的不稳定性所产生，与平均水深关系不大。随着水流强度的增大，沙纹在平面上逐渐从顺直过渡到弯曲、再过渡到对称和不对称的沙鳞。 ②沙垄：随着流速的增加，沙纹发展成沙垄，其尺寸与水深有密切关系。在平面外形上，在水流强度逐渐加大的过程中，沙垄将自顺直发展到弯曲，成悬链和新月形。
大气环流及其对气候的影响
四大气环流及其对气候的影响（1）一、选择题 读北半球大气环流示意图，回答1～2题。 1．受①②气压带、风带交替控制形成的气候类型是( ) A．地中海气候 B．热带草原气候C．亚热带季风气候 D．热带沙漠气候2．当气压带⑤被切断时，下列说法正确的是 ( ) A．正值北半球夏季，北京盛行东南风B．南亚盛行东北风 C．北印度洋的季风洋流呈顺时针流动D．我国东南沿海常受台风影响 下图为某月沿0°经线海平面平均气压分布图。读图，回答3～4题。 3．上述“某月”是( ) A．1月 B．4月 C．7月 D．10月 4．该月份甲地盛行( ) A．东南风 B．东北风 C．西南风 D．西北风 读我国东部某地某月的气温分布情况图，回答5～6题。 5．造成等温线在D处发生弯曲的主要因素是( ) A．地形影响 B．大气环流C．太阳辐射 D．人为活动 6．从气温分布情况判断，F处(图中阴影部分)可能为( ) ①山峰②高原③湖泊④城市 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 下图示意某月份海平面平均气压沿两条纬线的变化状况。读图，回答7～8题。 7．该月份可能是( ) A．1月 B．4月 C．7月 D．10月 8．图示区域50°N纬线的东西气压差大于30°N的，其主要影响因素是( ) A．太阳辐射 B．海陆分布C．大气环流 D．地势起伏 1 / 7
2 / 7 气压系统分两类，一类始终与三圈环流形成的气压带保持一致，终年存在，称为永久性气压系统；另一类由海陆热力差异形成，主要限于低空且具有季节性，称为半永久性气压系统。读北半球某月气压中心分布图，回答9～10题。 9．图中气压中心气压状况出现的时间和P 地的风向分别为( ) A ．1月 东南风 B ．7月 西北风C ．7月 东南风 D ．1月 西北风 10．图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个气压中心，属于永久性气压系统的是( ) A ．Ⅰ、Ⅲ B ．Ⅱ、ⅣC ．Ⅰ、Ⅳ D ．Ⅱ、Ⅲ 读某半岛及周边区域示意图，回答11～12题。 11．关于甲、乙两地降水的差异及原因的叙述，正确的是( ) A ．甲地多于乙地，甲地距海洋近 B ．甲地少于乙地，乙地多地形雨 C ．甲地多于乙地，甲地受副高控制 D ．甲地少于乙地，乙地受西风控制时间长 12．该半岛1月和7月盛行风向有明显的变化，根本原因是( ) A ．地形差异 B ．海陆位置差异 C ．植被差异 D ．地球的公转 二、综合题 13．下图为世界部分地区气候类型分布图。读图，回答下列问题。 (1)在图的左侧用箭头画出风带的风向。 (2)图中反映的是北半球________(季节)气压带风带位置，其中甲气压带的名称是____________。 (3)图中①气候的特点是______________。②气候的成因是________________，该气候在地中海沿岸面积最大，主要原因有____________等。③地发展种植业的优势条件是________；④处为________气候；⑤地在图示季节盛行风向为______________。 (4)澳大利亚大陆降水从北、东、南三面向中西部减少，其中澳大利亚北部________(1、7)月份多雨，其原因是________________________________________________________________________。 14．下图为某季节沿60°N 纬线海平面气压变化柱状图(单位：百帕)。读图，回答下列问题。
河流动力学复习整理
（0）河流动力学概念:研究冲积河流在自然状态下以及受人工建筑物影响以后河道水流、泥沙运动规律和河床演变规律及其应用的学科。 主要研究内容: 水流结构：研究水流内部运动特征及运动要素的空间分布; 泥沙运动：研究泥沙冲刷、搬运和堆积的机理; 河床演变：研究河流的河床形态、演变规律以及人为干扰引起的再造床过程; 河床变形预测：研究预测水流、泥沙运动及河床冲淤演变的方法. 研究方法: 理论分析, 室内试验,现场观测，数值计算 （1）河道水流的基本特性：河道水流的二相特性；河道水流的三维性；河道水流的不恒定性；河道水流的不均匀性 河道水流的水流结构：主流，副流，环流 二维明渠流速的分布规律：1.直线层，也成粘滞底层，切应力只有粘滞切力，流速按直线分布2.过渡层，粘滞切力与紊动切力同时存在，流动是层流和紊流的过渡区，该层没有统一的流速分布公式，近似按直线层或对数层公式计算3.对数层，切应力主要是紊动切应力，流速按对数分布4外层区.在对数层以上到水面的区间，切力主要是紊动力，流速分布常以缺速公式表示，故也称缺速区。流速分布要受上部边界影响，与边壁糙率也有一定关系。 河道水流阻力分解图：见ppt1 76页 明渠二维流的阻力损失表达方式：见ppt1 77页 （3）按运动状态分，泥沙的运动形式有：（床沙），推移质、悬移质 泥沙交换现象： 推移质泥沙运动特点：间歇性、置换性、速度小、跳跃性、数量少、消耗时均能量 悬移质泥沙运动特点：速度大、悬浮性、置换性、数量多、消耗紊动能 冲泄质：河流挟带的泥沙中粒径较细的部分，且在河床中数量很少或基本不存在的泥沙。 床沙质：河流挟带的泥沙中粒径较粗的部分，且在河床中大量存在的泥沙。 两者主要区别：1.前者是非造床质泥沙，后者是造床质。2.前者粒径较小，后者粒径较大3.前者在水流中的含量不仅取决于水流条件，还与河段上游流域供沙条件有关。 推移质~悬移质与床沙质~冲泄质命名的区别：前者按运动方式分；后者按造床作用、颗粒大小和泥沙来源分。 异重流：两种或两种以上的流体相互接触，而流体间有一定的但是较小的重度（密度）差异，如果其中一种流体沿着交界面的方向流动，在流动过程中不与其它流体发生全局性的掺混现象的运动。 异重流主要特征：（1）异重流的重度差很小，重力作用小，惯性作用大（2）具有翻越障碍以及爬高的能力 （5）泥沙悬浮机理：含沙量具有上稀下浓的沿垂线梯度。 泥沙悬浮扩散理论：基于泥沙颗粒在紊流中随机运动来求解泥沙浓度垂向分布的理论 重力理论：挟带悬移质的水流在运动过程中要消耗能量。所消耗能量分为两部分，一部分用于克服边界的阻力；另一部分用于维持悬移质的悬浮。重力理论的观点认为，悬移质的比重一般比水大得多，要使它在水里不下沉，水流必须对它做功以维持悬浮，即水流必须为此而消耗能量。 推求悬移质含沙量沿垂线分布规律有哪些方法：1.Rouse 公式2. 张瑞瑾公式3重力理论——维利卡诺夫公。. Rouse 方程及其中悬浮指标Z 的意义和如何计算：z a a h a y y h S S ??? ? ??-?-=，*=kU z ω，实际代表了重力作用与紊动扩散作用的相互关系
水力学河流动力学词汇
Fundamental Glossary in Hydraulics 水力学及河流动力学词汇 Hydrostatics水静力学Hydrodynamics水动力学Physical properties of water水的物理性质 Density密度 specific gravity比重Kinematic viscosity 运动粘性absolute viscosity 动力粘性Elastic modulus 弹性模量surface tension 表面张力Temperature 温度 isotropic (y) 各向同性Anisotropic (y) 各向异性uniform (ity) 均匀(性) Heterogeneous (ity)不均匀(性) Main force 主要作用力Gravity 重力 inertia force 惯性力 pressure 压力(强) drag 阻力 Mass force 质量力 surface force 表面力Constitutive relationship 本构关系 Stress 应力 strain 应变 deformation 变形displacement 位移 normal 法向 tangent 切向 shear 剪力 acceleration 加速度 Angular deformation 角变形Local acceleration 当地加速度convective acceleration 迁移加速度 compressibility 压缩性continuity连续性 Scalar 纯量 vector 矢量 tensor 张量 magnitude 模(大小) direction 方向 Divergence 散度 curl 旋度 gradient 梯度 Source 源 sink 汇 Frequency 频率 amplitude 振幅 phase 相位 resonance共振 Mass conservation 质量守恒 momentum conservation动量守恒 energy conservation 能量守恒 Initial condition 初始条件 boundary condition边界条件 Ordinal differential equation 常 微分方程 partial differential equation 偏微 分方程 Convection, advection 对流 diffusion 扩散 dispersion 弥散 decay 衰减 degradation降解 Flow pattern流态 flow type 流型 Laminar flow 层流 turbulent flow 紊流 Supercritical flow 急流 subcritical flow 缓流 critical flow临界流 Rapidly varied flow急变流 gradually varied flow渐变流 Uniform flow 均匀流 non-uniform flow 非均匀流 Mainstream flow 主流 wake flow 尾流 Steady flow 恒定流 unsteady flow 非恒定流 One-dimensional flow 一维流 two-dimensional flow二维流 three-dimensional flow 三维流 Single-phase flow 单相流 double-phase flow 两相流 multi-phase flow 多相流 Irrotational flow 无旋流 potential flow 势流 rotational flow 有旋流 Open channel flow 明渠流 free surface flow 自由表面 流(明渠流) Pipe flow 管流 pressure flow 有压流 Jet 射流 plume 卷流(羽流) cross flow 横流 Stagnation point驻点 separation point分离点 Coherent structure相干结构 bursting猝发 turbulent intensity紊动强度 Boundary layer 边界层 viscous sub-layer粘性底层 displacement thickness排挤 厚度 mixing length混掺长度 Flow field, current field 流 场 flow net 流网 Submerged discharge 淹没出 流 unsubmerged discharge非淹 没出流 Renolds number雷诺数 Froude number 佛汝德数 Prandtl number普朗特数 Courant number柯朗数 Peclet 彼克雷特数 dimensionless number无量纲 数 Streamline 流线 path line迹线 V ortex line 涡线
大气物理学主要知识点
主要知识点 ?理想气体状态方程 ?绝热过程与位温 ?饱和水汽压、冰面饱和水汽压 ?饱和绝热与假绝热 ?抬升凝结高度、自由对流高度、浮力能量、对流凝结高度 ?均质核化、异质核化 ?曲率效应、溶质效应 ?临界过饱和度/临界半径 ?Kohler曲线、霾的形成 ?云滴碰并增长、末速度 ?冰云核化、贝吉隆Bergeron过程 ?气溶胶、凝结核、云凝结核 ?气溶胶分类、源、汇、寿命、分布 ?气溶胶吸湿参数 ?气溶胶对云和降水的影响 ?气溶胶直接效应、间接效应 ?短波辐射、长波辐射、温室效应与温室气体 ?大气吸收谱与大气窗区 ?云对地球辐射的影响 ?Chapman机制、催化损耗循环、南极臭氧损耗机制、北极何时出现臭氧洞 ?边界层、地表能量平衡、地表水平衡 ?静力稳定度、动力不稳定 ?边界层日变化 ?海陆风、山谷风、城市热岛效应 ?Rayleigh散射、米散射 ?对流层顶定义、对流层顶分布特征 ?热带对流层顶层 第二讲 大气科学研究手段 ?探测设备研制——研制少、技术落后、水平低 ?野外观测——试验少、国外仪器、手段单调（促进国外改进设备） ?遥感反演（卫星、飞机、地基、移动）——国外观测、反演理论与方法少、验证工作多?资料同化（同化方案、资料库）——国外模式、理论研究多、无国产品 ?诊断分析——国外资料、国外卫星资料、国外模式资料、工作众多（促进国外完善资料）?数值模拟（模式研制、运行者）——国外模式、研制改进少、运行者众多（促进国外完善模式） 关于探测的一些注意事项 1.视事未必是事实 2.精确测量未必就是测量精确 大气物理学范畴 ?大气物理学寻求从物理原理来解释大气中发生的各种时间与空间尺度的现象。大气物理学可以广泛地认为包括所有大气现象。流体力学、热力学、电磁学 ?大气科学领域传统上把大气物理学与大尺度动力学（中尺度、天气尺度、行星尺度）
大气环流对气候的影响教案
第二章第一节大气的热状况与大气受热过程 【教学目标】 了解空气的流向对地球气候的影响，掌握大气环流对气候影响的规律。 理解单个的气压带或风带控制下地区的气候特征，以及气压带和风带交替控制下的气候特征。通过对不同的气候类型进行分析，让学生掌握单一的各气压带或风带控制下地区的气候特征。【教学重难点】 教学重点：各气压带或风带控制下形成的气候类型以及特征。 教学难点：单一的气压带或风带控制下的气候特征以及气压带和风带交替控制下的气候特征。【课前准备】 课件制作、收集资料、设置导学案 【教学方法】 讲述法、多媒体辅助教学法、讨论法 【教学过程】 一、复习导入 同学们还记得我们之前所学的三圈环流吗？下面，我们一起来回忆一下三圈环流的形成。 赤道：赤道附近是地球接受太阳辐射量最多的地区，其气温 高，空气上升形成低气压带。 极地：空气受冷下沉，形成高气压带。 ３０°附近：受重力的影响高空空气下沉，形成高气压带。 ６０°附近：两只气流相互挤压上升，形成低气压。 下面同学们再来分析一下各风带的空气流向。 （信风带——高纬向低纬，中纬西风带——低纬向高纬，极 地东风带——高纬向低纬） 二、讲授新课 今天，我们要学习的就是大气环流对气候的影响，首先，我们先回忆一下气候的要素。 气温 降水 气候风向 风速 今天，我们重点讨论气候的降水与气温。 同学们阅读教材，思考带起环流是怎样影响气候的，完成导学案。 （一）大气运动对气候的影响 学生讨论：大气运动的垂直方向有哪些，分别会形成怎样的气候特征？ 大气运动的水平方向有哪些，分别会形成怎样的气候特征？（提示：维度变化方向） 1、气流方向对气候的影响 （1）垂直方向上的气流变化 气流上升：湿润，降水多 气流下沉：干燥，降水少 （2）水平方向上的气流变化
河海大学水力学及河流动力学硕士生复试题
2005年《水力学及河流动力学》硕士研究生复试题 姓名成绩 一、填空题 1.在闸门局部开启时，随上游和下游水位的变化，过闸水流可能形成的流态有： ，，，。 2.过闸水流与下游水流的衔接形态根据 可分为，，。 3.根据下泄水流主流的相对位置，消能可分为、、 三种主要消能方式。 4.渗透破坏主要有、、、 。 5.避免渗透破坏的方法有：、、 、。 6.溢洪道布置形式有：、、 、。 7.拱形溢流坝下泄水流的主要特点是：， 。 8.高速水流常形成一些特殊的水力现象，例如： 。9.明渠水流流经河底障碍物时，若水流处于状态，则水面发生 ；若水流处于状态，则水面发生。 10.描述水流运动的三大基本方程是：， ，。 11. 建立推移质输沙率公式的指标可用：，， ，，。 12.按泥沙运动状态，可将泥沙分：，，。 13.冲积河流的河型有：，，，。 14.影响河床演变的主要因素是：，， ，。 15.影响泥沙沉降速度的因素主要有：，， ，，。 16.水流挟沙能力是： 。 影响水流挟沙能力的因素有和两类。 17.沙波按其产生和发展过程可分为：，，， ，等五个阶段。
18.用河宽、水深、流速与流量表示的横断面河相关系的表达式为 ， ， 。 19.水流动力轴线是 。 20.细颗粒泥沙具有双电层结构，其形成的束缚水由 和 组成。 二、问答题 1.简述明渠渐变流与急变流的水力特性。 2.底流消能率主要决定哪一个参数，若单宽流量增大，将对消能率产生何影响？请证明你的观点。 3.简述高水头、大流量条件下的泄洪消能布置方式。 4.分析水流掺气对生态环境的影响 5.何为河流的自动调整作用？若在河道上筑坝蓄水，坝下游河段将如何进行调整？ 6.阐述弯曲型河道的演变规律。 7.比较泥沙的起动切力与起动流速的优缺点。 8.挟沙力公式m gR U k S )( 3 *ω =右边的物理意义？要率定系数k 和指数m ， 需要收集哪些资料？运用该式时应注意什么问题？ 9.现要在天然河道中布置取水工程，应收集那些资料，进行那些问题的分析？ 10.图中有两球，已知21d d =，水深21H H >，流速21U U =，试问随着水流平均流速的增大，哪一颗球容易起动？为什么？ H 2 d1 d2
大气物理学与大气环境(学科代码070602)
大气物理学与大气环境 （学科代码：070602） 一、培养目标 本学科培养德、智、体全面发展的，具有坚实的大气物理、大气环境、天气和气候动力理论基础和系统的专业知识，了解大气科学发展前沿和动态，具备从事大 气物理和大气环境、天气和气候动力研究或大学教育的高层次人才。 二、研究方向 1．天气动力学、数值模式及模拟分析、2．气候动力学及气候变化和预测、3．热带天气学、海—气相互作用和季风、4．中小尺度天气学和暴雨研究、5． 云雾物理学及气溶胶、6．卫星遥感学及其应用、7．大气光学探测及应用、8．大气边界层物理学及下垫面过程、9．污染气象学、10．雷电物理学和雷电探 测、11．中层大气物理和化学 三、学制及学分 按照研究生院有关规定。 四、课程设置 英语、政治等公共必修课和必修环节按研究生院统一要求。
学科基础课和专业课如下所列 基础课： AE15201★高等大气动力学★（4） AE15202★高等天气学★（4） AE15203★高等大气物理学★（4） AE15204★大气遥感方法★（4） EN05211 大气化学（2） 专业课： AE15210 大气统计方法（3） AE15211 空气污染气象学（3） AE15212 全球气候变化（2） AE15213 大气科学中的数值模拟方法（4）ME25202 计算流体力学（4） AE06101 大气科学进展（2） AE16201 气溶胶、云和降水卫星遥感（3）AE16202 中层大气研究（3） AE16203 大气电学研究（3） AE16204 大气下垫面过程与边界层气象学（2） 备注：带★号课程为博士生资格考试科目。 五、科研能力要求 按照研究生院有关规定。 六、学位论文要求 按照研究生院有关规定。
河流动力学复习要点
《河流动力学》复习要点 注意： 1.除下文中明确要求掌握的定义、公式和推导过程外，其他公式不需死记硬背。 2.对于类似于“雷诺数”这样的概念，除需掌握其定义式外，还需掌握其物理含义。 第1章：绪论 要求掌握的定义和原理：河流动力学研究内容；研究方法；与港口航道工程的关系。 第2章：水流的紊动 要求掌握的定义和原理：层流；紊流；雷诺数；紊动应力；粗糙高度K s；应对近壁流层厚度δ、对数流速分布公式(式2-20)、指数流速分布公式(式2-28)、图2-16 较为熟悉（另见P.44）。 （本章以基于理解的了解为主，大部分不需死记硬背） 第3章：泥沙特性 要求掌握的定义和原理：粒径的三种不同定义；粒径频率与级配曲线（含义）的关系；粒径分布特征值的不同定义与计算方法；分选系数（含义）；孔隙率；细颗 粒絮凝现象的表面电化学解释（双电层及絮凝的形成）；密度和容重的不同单位及 适用范围；干容重与水下休止角的概念；泥沙的沉速；沙粒雷诺数Re*定义式； 泥沙不同沉降形式的流态特征；沉速的影响因素。 要求掌握的公式(包括其推导过程和推导过程中涉及的相关公式)： 9圆球Stokes公式； 9圆球紊流区公式； 9圆球过渡区公式（即通式）。 第4章：推移质运动 要求掌握的定义和原理：推移质和悬移质；两者区别及交换；泥沙的起动条件及表达方式；圆球颗粒起动的三种方式；Shields曲线特点；粘性泥沙颗粒起动的特 点。Shields数定义式；泥沙止动条件；泥沙扬动条件；沙波床面形态发展阶段； 床面阻力和河岸阻力；沙粒阻力与沙波阻力；分割水力半径的物理意义；分割能 坡的物理意义。推移质输沙率及单宽推移质输沙率的定义；对于均匀沙的推移质 输沙率，有哪些研究途径，各种研究途径的的基本思路如何。 要求掌握的公式(包括其推导过程和推导过程中涉及的相关公式)： 9无粘性均匀沙泥沙颗粒滑动起动的临界条件表达式； 9无粘性均匀沙泥沙颗粒滚动起动的临界条件表达式； 9对于均匀沙情况，采用不同研究途径建立的推移质输沙率公式中，各表达了何种物理含义。 第5章：悬移质运动 要求掌握的定义和原理：床沙质和冲泻质及其划分；紊动扩散作用；施密特方程； 悬移质含沙量定义；悬浮指标表达式及其数值的含义；Rouse方程假定不足及适用
大气动力学历年试题
大气动力学试题 大气动力学试题 (1) 2004年大气动力学 (1) 2005年大气动力学 (3) 2006年大气动力学1 (6) 2006年大气动力学2 (9) 2007年大气动力学1 (11) 2007年大气动力学2 (14) 2004年大气动力学 一、（2004）试问：若等（H ,η）线位于南、北两刚壁之间，下列各种情况可能或不可能有严格的线性地转运动？为什么？ 1）等0H 线自动闭合； 2）等η线与等0H 线相交； 3）等η线与边界相交； 4）等η线伸向无穷远。 答：1）等0H 线自身闭合时，可能有严格的地转运动，由位涡守恒0)(=+H f dt d ?，定常线性条件下，简化为0)(0 =??H f V H ，即定常线性运动一定是沿等深线的运动，所以等0H 线自身闭合时，只要//H V 等0H 线，就可能有严格地转运动； 2）等η线与等0H 线相交时不可能有严格的线性地转运动，等η线与等0H 线相交即 0),())(0000≠????-????=??≠??x y H y x H H J x y x y H ηηηη，由（6.9）式可知t ??项不能为零，即运动不是定常的，所以此时不可能有严格线性地转运动； 3）等η线与边界相交时不可能有严格线性地转运动，假设此时有严格线性地转运动，则//H V 等η线//等0H 线，等η线上0≠H V ，在与边界相交处，这与条件法向速度为0相 矛盾，所以假设不成立，即等η线与边界相交时，不可能有严格线性地转运动 4）等η线伸向无穷远时，有可能有严格线性地转运动，定常线性运动?//H V 等η线 //等0H 线，所以等η线伸向无穷远时，只要有//H V 等η线//等0H 线，就有严格线性地转 运动。
大气环流形成的主要因素
大气环流形成的主要因素 （一）太阳辐射作用 大气运动需要能量，而能量几乎都来源于太阳辐射的转化。大气不仅吸收太阳辐射、地面辐射和地球给予大气的其它类型能量，同时大气本身也向外放射辐射。然而这种吸收和放射的差额在大气中的分布是很不均匀的，沿纬圈平均在35°S—35°N之间是辐射差额的正值区，即净得能量区。由35°S向南和由35°N向北是辐射差额的负值区，即净失能量区。这样自赤道向两极形成了辐射梯度，并以中纬度地区净辐射梯度最大。净辐射梯度分布引起了地球上高、低纬度间的大气热量收支不平衡，使大气中出现了有效位能，形成了向极的温度梯度。大气是低粘性、可压缩流体，温度和气压的改变可能引起膨胀或收缩。结果，低纬大气因净得热量不断增温并膨胀上升，极地大气因净失热量不断冷却并收缩下沉。在这种温度梯度下，为保持静力平衡，对流层高层必然出现向极地的气压梯度，低层出现向低纬的气压梯度。假设地球表面性质均一和没有地转偏向力，则气压梯度力的作用将使赤道和极地间构成一个大的理想的直接热力环流圈，见图4·31。环流使高低纬度间不同温度的空气得以交换，并把低纬度的净收入热量向高纬度输送，以补偿高纬热量的净支出，从而维持了纬度间的热量平衡。因此，太阳辐射对大气系统加热不均是大气产生大规模运动的根本原因，而大气在高低纬间的热量收支不平衡是产生和维持大气环流的直接原动力。 （二）地球自转作用 大气是在自转的地球上运动着，地球自转产生的偏转力迫使运动空气的方向偏离气压梯度力方向。在北半球，气流向右偏转，结果使直接热力环流圈中自极地低空流向赤道的气流偏转成东风，而不能迳直到达赤道；同样，自赤道高空流向极地的气流，随纬度增高，偏转程度增大，逐渐变成与纬圈相平行的西风。可见，在偏转力的作用下，理想的单一的经圈环流，既不能生成也难以维持，因而形成了几乎遍及全球（赤道地区除外）的纬向环流。纬向风带的出现，阻挡着经向气流的逾越，引起某些地区空气质量的辐合和一些地区空气质量的辐散，使一些地区的高压带和另一些地区的低压带得以形成和维持。结果，全球气压水平分布在热力和动力因子作用下，呈现出规则的纬向气压带，而且高低气压带交互排列（图4.34）。而气压带的生成和维持又是经圈环流形成的必需条件。因而地球自转是全球大气环流形成和维持的重要因子。 （三）地表性质作用 地球表面有广阔的海洋、大片的陆地，陆地上又有高山峻岭、低地平原、广大沙漠以及极地冷源，因此是一个性质不均匀的复杂的下垫面。从对大气环流的影响来说，海陆间热力性质的差异所造成的冷热源分布和山脉的机械阻滞作用，都是重要的热力和动力因素。 海洋与陆地的热力性质有很大差异。夏季，陆地上形成相对热源，海洋上成为相对冷源；冬季，陆地成为相对冷源，海洋却成为相对热源。这种冷热源分布直接影响到海陆间的气压分布，使完整的纬向气压带分裂成一个个闭合的高压和低压。同时，冬夏海、陆间的热力差异引起的气压梯度驱动着海陆间的大气流动，这种随季节而转换的环流是季风形成的重要因素。北半球陆地辽阔，海陆东西相间分布，在冬季，大陆是冷源，纬向西风气流流经大陆时，气流温度逐渐
河流动力学-复习题教学内容
河流动力学-复习题
泥沙特性 粒径：就是体积与泥沙颗粒相等的球体的直径。 粒配曲线的特点、参数、作法: 沙样的平均粒径D m 是沙样内各泥沙粒径组的加权平均值。 横坐标D 粒径，纵坐标P 百分数。 作法：将粒配曲线的纵坐标p 按变化情况分成若干组，并在横坐标D 上定出各组泥沙相应的上、下限粒径D max 和D min 以及 各组泥沙在整个沙样中所占的重量百分比p 。 D ∑ ∑ ==??=n i i n i i i m P P D 11 分选系数S 125 75≥=D D o 泥沙中孔隙的容积占沙样总容积的百分比称为孔隙率。 比表面积就是颗粒表面积与体积之比。 颗粒比表面积间接地反映了颗粒受到的物理化学作用与重力作用的相对大小。 颗粒表面离子层及周围的反离子层（吸附层及扩散层）构成颗粒的双电子层。 细颗粒泥沙在一定条件下彼此聚合的过程叫做絮凝。 影响絮凝的因素：粒径、电解质价位、含沙量、含盐量。 取未经扰动的原状沙样，量出它的体积，然后在烘箱内经100-105度的温度烘干后，其重量（或质量）与原状沙样整个体积之比，称为泥沙的干容重或干密度。 单颗粒泥沙在无限大静止清水水体中匀速下沉时的速度称为泥沙的沉降速度。单位cm/s 推移质运动
滑动或滚动的泥沙，在运动中始终保持与床面接触叫做接触质。 在床面附近以跳跃形式前进的泥沙叫做跃移质。 悬浮在水中运动，速度与水流速度基本相同的泥沙叫做悬移质。 河床上静止的泥沙颗粒，随着水流条件的增强，到一定条件时开始运动，这种现象称为泥沙的起动。 床面泥沙由静止状态转变为运动状态的临界水流条件就是泥沙的起动条件。可用流速、拖曳力或功率表示。用水流垂线平均流速来表示叫起动流速。 起动拖曳力是指泥沙处于起动状态的床面剪切力。2 *U hJ o ργτ== 泥沙颗粒由运动状态转变为静止状态的临界垂线平均流速叫止动流速。 U C C KU =,岗卡0.71 窦、沙0.83 扬动流速是床面泥沙由静止直接转入悬移状态的临界垂线平均流速。 沙波形态的四种类型：带状(顺直)沙波、断续蛇曲（弯曲）状沙波、新月形沙波、舌状沙波 沙波运动两现象：一是沙波对床沙的分选作用，二是较粗泥沙运动的间歇性。 沙波表面附近的水流流速是沿程变化的，波峰处流速最大，波谷处流速最小。 床面阻力包括沙粒阻力和沙波阻力。沙粒阻力系床面沙粒阻力的摩阻而引起也称为表面阻力。沙波阻力属形状阻力，使迎水面与背水面产生压力差而引起。 沙粒阻力与沙波阻力就是动床阻力。 一定的水流及床沙组成条件下，河道处于不冲不淤输沙平衡状态时，单位时间内通过过水断面的推移质数量，称为推移质输沙率，以G b 表示。 推移质输沙率分五类：以流速为主要参变数、以拖曳力为主要参变数、根据能量平衡观点、从统计法则考虑以及按沙波运行规律来分析。
