下载文档原格式
复习思考题1.大尺度大气运动的基本特征1.准静力平衡只有当运动的水平尺度非常小(L<102m)和运动非常强烈(V>50m/s)的情况下，才不成立。
即一般大、中、小尺度都满足。
2.准定常状态在零级简化中，时间偏导数项(∂/∂t)可略去。
但若要作预报，则需保留，如取一级简化。
3.准水平运动运动方程的零级和一级简化中不出现含有w 的项，故大尺度运动是准水平的。
但垂直运动对天气形成有重要作用，常需将对流项保留。
4.准地转平衡零级简化表现为地转平衡。
2.尺度分析的概念、地转风的定义尺度分析法是依据表征某类运动系统各场变量的特征值，来估计大气运动方程中各项量级大小的一种方法。
满足水平气压梯度力与科氏力平衡的大气运动称为地转风3.涡度定义、绝对涡度的表达式，自然坐标中涡度的表达式及意义气象中的涡度是指速度旋度的垂直分量，在z 坐标系中即为 ζ为相对涡度，f 为地转涡度，ζ+ f 为绝对涡度。
自然坐标中的涡度表达式 曲率项 ：由流线(或等高线)弯曲造成的涡度，风速愈大，曲率愈小，涡度愈大；当流线为气旋性弯曲时ζ>0，当流线为反气旋性弯曲时ζ<0。
切变项 ：当有气旋式切变时ζ>0，当有反气旋式切变时ζ<0，4.涡度方程及各项的物理意义在p 坐标系下铅直涡度方程 v u k V x y ζ∂∂=⋅∇⨯=-∂∂V V R n ζ∂=-∂V V R n ζ∂=-∂V V R nζ∂=-∂1）相对涡度的平流2）相对涡度的的铅直输送3）水平散度作用4）β效应项5）倾斜项6）摩擦项5.简化的涡度方程式6.控制大气环流的基本因子有哪些？其作用是什么？大气环流是指大范围的大气运动状态。
太阳辐射在地表加热不均匀，使空气质点运动，形成经圈环流；地球自转使气流发生偏转，将单圈环流修正成三圈环流，产生纬向气流和高低压气压带；地面摩擦构成角动量输送的一环，对大气环流的形成和维持起重要作用；()()()u v V f f t x y ζζζ∂∂∂+⋅∇+=-++∂∂∂()()V f f t pζωζζ∂∂+⋅∇+=+∂∂地表不均匀使纬向气流发生断裂，造成大气环流经度间的差异和季节差异，形成闭合的高低压中心和高空槽脊，形成季风。
天⽓学原理和⽅法天⽓学原理和⽅法⽬录第⼀章⼤⽓运动的基本特征 (3)第⼀节影响⼤⽓运动的作⽤⼒ (3)第⼆节控制⼤⽓运动的基本定律 (4)第三节⼤尺度运动系统的控制⽅程 (4)第四节“P”坐标系中的基本⽅程组 (5)第五节风场和⽓压场的关系 (6)第⼆章⽓团与锋 (8)第⼀节⽓团与锋 (8)第⼆节锋的概念与封⾯坡度 (9)第三节⾄第五节 (10)第三章⽓旋与反⽓旋 (12)第⼀节⽓旋、反⽓旋的特征和分类 (12)第⼆节涡度与涡度⽅程 (12)第三节位势倾向⽅程和⽅程 (14)第三节温带⽓旋与反⽓旋 (15)第五节东亚⽓旋和反⽓旋 (16)第四章⼤⽓环流 (18)第⼀节⼤⽓平均流场特征与季节转换 (18)第五章天⽓形势及天⽓要素的预报 (22)第六章寒潮天⽓过程 (26)第七章⼤型降⽔天⽓过程 (28)第⼀节降⽔的形成与诊断 (28)第⼆节⼤范围降⽔的环流特征 (34)第三节降⽔的天⽓尺度系统 (39)第四节暴⾬中尺度系统 (44)第五节不同⾼度急流对暴⾬⽣成的作⽤ (46)第⼋章对流性天⽓过程 (47)第⼀节雷暴的结构及雷暴天⽓成因 (47)第⼆节中⼩尺度天⽓系统 (49)第三节对流性天⽓预报的物理基础 (50)第四节对流性天⽓的预报 (52)雷达原理与业务应⽤ (53)第九章低纬度和⾼原环流系统 (59)第⼗章东亚季风环流 (71)第⼗⼀章天⽓诊断分析 (77)第⼀章⼤⽓运动的基本特征第⼀节影响⼤⽓运动的作⽤⼒1.⼤⽓运动受什么定律⽀配？质量守衡、动量守衡和能量守衡定律2.影响⼤⽓运动的真实⼒有哪⼏种？⽓压梯度⼒、地⼼引⼒、摩擦⼒。
3.影响⼤⽓运动的视⽰⼒（外观⼒）有哪⼏种？惯性离⼼⼒、地转偏向⼒。
4.⽓压梯度⼒的⽅向？⽓压梯度⼒的⼤⼩与⽓压梯度和空⽓密度有什么关系？⽅向指向—▽P 的⽅向，即由⾼压指向低压的⽅向；⽓压梯度⼒的⼤⼩与⽓压梯度成正⽐，与空⽓密度成反⽐。
5.地⼼引⼒6.惯性离⼼⼒7.地转偏向⼒8.地转偏向⼒的⼏个重要特点？1）地转偏向⼒A 与Ω相垂直，⽽Ω与⾚道平⾯垂直，所以A 在纬圈平⾯内2）地转偏向⼒A 与V 相垂直，因⽽地转偏向⼒对运动⽓块不作功，它只能改变⽓块的运动⽅向，⽽不能改变其速度⼤⼩。
南京信息工程大学硕士研究生招生入学考试《天气学》考试大纲科目代码：805科目名称：天气学第一部分目标与基本要求一、目标：天气学原理与方法（天气学）主要内容是以天气动力学原理揭示大气运动的基本特征和用此原理论述天气系统及天气过程生、消演变规律的天气学原理及中国天气，为进一步学习动力气象学、低纬度天气动力学、中尺度天气学、大气环流及中长期预报，也为将来天气预报业务及研究工作打下基础。
二、基本要求：要求学生掌握有关内容基本概念、基本理论和基本方法，以便提高综合分析及解决问题的能力。
第二部分内容与考核目标第一章大气运动的基本特征1.了解大气运动各作用力含义、表达式及理解它的物理意义2.了解个别变化、局地变化、平流变化含义3. 会推导连续方程，了解质量散度、速度散度含义、表达式及其物理意义，4.了解尺度分析含义、掌握在自由大气中大尺度系统运动，可以作为准地转、准静力处理5.理解热力学能量方程中引起固定点温度变化的因子6.了解实际工作中高空分析等压面图而不分析等高面图（P坐标系的优越性）7.了解位势、位势高度、位势米、几何米概念8.理解等高面上水平气压梯度力可以用等压面上位势梯度或等压面坡度表示9.理解地转风、梯度风、热成风、地转偏差含义、表达式及掌握它的讨论10.了解正压大气、斜压大气概念；掌握热成风发生在斜压大气中11.了解地转风、梯度风及热成风实用意义12.掌握低压中心附近及其边缘，还有高压边缘等压线可以分析密大风经常出现，而高压中心附近不能有上述现象13.理解变压风及切向、法向地转偏差含义，要求会画图解释第二章气团与锋1.了解锋、锋面、锋线、锋区含义及锋倾斜原因2.了解冷性锢囚锋、暖性锢囚锋含义，要求会画出剖面图中锋位置及等温线分布3.了解以密度零级不连续面模拟锋时，锋面坡度公式物理意义4.理解锋附近温度分布特征及锋面附近气压、变压分布特征5.掌握锋面分析中，高空测风资料应用图2.27(a)(b)(c)6.了解锋生带（线）、锋生函数、锋生条件概念7.掌握锋生、锋消公式讨论第三章 气旋与反气旋1. 了解大气作水平运动、绝对涡度概念及理解 2h H ∇含义2. 理解大尺度系统运动中，固定点相对涡度变化可以用此点位势高度变化表示3. 掌握涡度方程、位势倾向方程及ω方程等式右端各项名称及画出有关图,用相关因子进行讨论4. 掌握在温带气旋发展中,动力因子(涡度因子)及热力因子对500hpa 高空槽及温带气旋变化,要求会画图解释5. 了解气旋族含义6. 了解北方、南方气旋活动范围及包括哪些气旋7. 掌握“倒槽锋生型”、“静止锋波动型”，要求画图解释江淮气旋生成过程第四章 大气环流1. 了解控制大气环流基本因子、了解三圈环流的形成2. 了解三圈径向环流、极锋锋区与副热带锋区及其对应急流概念3. 了解信风与季风概念4. 了解沃克环流含义5. 了解我国各季环流概况及主要天气天气过程特点第五章 天气形势及天气要素预报1. 理解运动学公式中t δδ及t∂∂含义，掌握用运动学公式推导锋面移速公式并会讨论冷锋、暖锋移速情况与变压分布特征2. 掌握用运动学公式讨论非闭合系统及闭合系统移动及强度3. 高空形势预报方程中，由于各层等温线平行，因此各层热成风方向相同，这样任意层风速 P p T V V AV =+注意理解A 的系数确定4. 掌握相对涡度平流在自然坐标系中展开分成三项，其中曲率项及散合项在实际天气图中会应用5. 掌握用高空形势预报方程有关项，结合等高线等温线分布解释500hpa 槽、脊变化6. 熟悉地面形势预报方程由哪几项组成，要求会讨论应用7. 掌握地形对低值系统(槽、低压)移动及强度影响8. 了解数值预报产品的“释用”第六章 寒潮天气过程1.了解极涡及上下游游效应含义2.了解长波波速公式的推导，会对该公式进行讨论3.会运用形势预报原理解释“小槽发展型”、“横槽转竖型”的寒潮短、中期过程第七章 大型降水天气过程1.理解水汽通量、水汽通量散度概念、表达式及物理意义2.了解中国及其各地暴雨有何天气系统影响3.熟悉我国东部雨带活动概况4.理解行星尺度、天气尺度系统对暴雨作用第八章对流天气过程1.了解飑中系统含义及飑线与冷锋区别2.理解对流性不稳定与条件性不稳定概念3.理解强雷暴发生发展有利条件第九章低纬度与高原环流系统1.熟悉西太平洋副热带高压变动与我国天气关系2.掌握南亚高压与西太平洋副热带高压区别3.掌握台风结构4.掌握台风发生发展第十章东亚季风环流1.了解季风的概念，了解东亚冬、夏季风环流系统的组成2.了解东亚季风形成的原因第三部分有关说明与实施要求1.考试目标的能力层次的表述本课程对各考核点的能力要求一般分为三个层次用相关词语描述: 较低要求——了解一般要求——理解、熟悉、会较高要求——掌握、应用一般来说,对概念、原理、理论知识等,可用“了解”、“理解”、“掌握”等词表述；对应用方面，可用“会”、“应用”、“掌握”等词。
《天气学原理》学习指南第1章大气运动的基本特征学习目标：掌握大气运动方程组及物理含义，掌握地转风、梯度风、热成风、地转偏差含义、表达式及有关讨论，并会应用。
本章重点：(1)描述大气运动的基本定律(2)“P”坐标系的特点及该坐标系的方程组(3)地转风、梯度风、热成风的概念和关系式及其在天气分析中的应用本章难点：(1)建立大气运动的基本方程(2)实际工作中高空为什么分析等压面图而不分析等高面图？(3)地转风、梯度风、热成风，地转偏差在天气分析中的应用教学内容1.1 影响大气运动的作用力1.2控制大气运动的基本定律1.3大气尺度系统的控制方程1.4“P”系统中的基本方程组1.5风场和气压场的关系参考资料目录：（1）朱乾根、林锦瑞、寿绍文等主编，《天气学原理和方法（第四版）》，气象出版社，2007。
（2）James R.Holton, An Introduction to Dynamic, Meteorology, Fourth edition, Academic Press, 2004.（3）寿绍文等，天气学，气象出版社，2009。
（4）吕美仲等，动力气象学，气象出版社，2008。
（5）伍荣生主编，现代天气学原理，高等教育出版社，1999。
第2章气团与锋学习目标：掌握锋、锋面、锋线、锋区含义，锋面的分类及其空间结构，理解并掌握锋附近各要素场的特征，掌握锋面分析中，高空测风资料应用。
本章重点：(1)锋或锋面附近的气象要素场的特征(2)锋生公式的物理意义及定性分析应用本章难点：(1)地面锋线与高空锋区、高空等压面的上高度场三度空间的配置(2)用密度一级不连续面模拟锋时，锋的坡度公式推导及讨论(3)锋生锋消的动力学特点教学内容2.1气团2.2锋的概念与锋面的坡度2.3锋面附近气象要素场的特征2.4锋面的分析2.5锋生与锋消参考资料目录：（1）朱乾根、林锦瑞、寿绍文等主编，《天气学原理和方法（第四版）》，气象出版社，2007。
现代天气学原理第二章天气学基础知识和基本研究方法一、基本天气图的分析方法1、天气图底图常用的正形投影法有极射赤面投影法（适用于中高纬度【南北纬度60°-90°）地区】、兰勃脱圆锥投影法【适用范围南北纬30°-90°】和麦卡托圆柱投影法【适用于南北纬度0°-30°】2、等值线分析的基本规则：（1）同一条等值线上要素值处处相等。
（2）等值线一侧的要素值总是高于或低于另一侧。
（3）等值线不能相交、分支和在图中中断。
（4）高值区和低值区相邻的等值线，两者的数值总差一个间隔，而两个高值区或两个低值区之间相邻的等值线，其数值相等。
3、以1000hPa为基线，每隔2.5hpa画一条等压线，如：……1000.0，1002.5，1005.0，……以0ºC为基准，每隔4ºC画一条等温线，如-4º，0º，4º，8ºC，等。
4、地面天气图分析高空天气图分析【见附件】第三章大气环流一、实际大气环流的平均特征1、冬季：北半球的主要活动中心是两个低压，一个是阿留申低压，另一个是冰岛低压。
高压中心有西伯利亚高压、北美高压。
夏季：冬季大陆上的两个冷高压到了夏季变成了两个热低压，即亚洲低压和北美低压。
热带辐合带：是南北半球两个副高之间气压最低、气流汇合的地带。
这种大规模的风随季节而转换称为季风。
中国东南沿海在冬季盛行偏北风，夏季盛行偏南风。
2、槽脊系统（冬三夏四）冬季：有三个明显的槽。
东亚大槽：在140°E的亚洲东岸。
北美大槽：位于80°W的北美大陆东岸。
欧洲浅槽：在10°E～60°E之间，乌拉尔山以西，由欧洲北海向西南方向伸展的较弱的浅槽，是三个槽中最弱的一个。
在三个槽之间有三个平均脊，分别位于阿拉斯加、西欧沿岸和贝加尔湖地区，脊的强度要比槽弱得多。
夏季：中高纬度的西风带上由三槽三脊转变为四槽四脊。
天气学原理天气是指大气中各种气象要素在一定时间和空间上的状态和变化。
天气学是研究天气现象及其规律的科学，它的研究对象包括气温、气压、湿度、风向、风速、降水等多种气象要素。
天气学的研究不仅对人们的日常生活有很大影响，也对农业、工业、交通、航空、海洋等方面的发展起到重要作用。
天气学的研究基于一些基本原理，其中最重要的是热力学原理。
热力学原理认为，大气中的气象要素变化是由于能量的传递和转化所引起的。
太阳辐射是地球上的主要能量来源，它使得地球表面受热，产生了地面的辐射和对流运动。
地面受热后，会向周围的空气传递能量，导致空气密度变化，形成气压差。
气压差会引起风的产生，风会带来天气的变化。
因此，热力学原理是解释天气现象的重要依据。
另一个重要的原理是水汽的存在和转化。
水汽是地球上大气中最重要的气象要素之一，它与云、雨、雪等天气现象密切相关。
水汽的存在使得空气中的湿度发生变化，当湿度达到一定程度时，水汽会凝结成云、雾等形态，形成降水。
降水的形式有雨、雪、冰雹等，它们的形成与温度、湿度、气压等因素密切相关。
水汽的存在和转化是天气学研究的重要内容之一。
天气学中还有其他一些重要原理，如辐射平衡原理、动力学原理、地球自转和公转等。
辐射平衡原理认为，地球表面吸收的太阳辐射和地球表面向外辐射的热量应保持平衡，否则会引起气温的变化。
动力学原理研究大气中的运动规律，包括水平风、垂直风等运动形式。
地球自转和公转是天气现象的重要原因，它们导致地球表面受不同纬度的太阳辐射不均匀，从而形成了不同地区的气候和季节变化。
天气学原理的研究对于天气预报和气候变化的研究具有重要意义。
天气预报是根据天气学原理和气象观测数据进行的，通过分析气象要素的变化规律，可以预测未来的天气情况。
气候变化研究则是通过长期观测和数据分析，了解气候在不同时间尺度上的变化规律，从而预测未来的气候趋势。
天气学原理是研究天气现象及其规律的基础，它涉及热力学、水汽转化、辐射平衡、动力学等多个方面的知识。
复习思考题1.大尺度大气运动的基本特征1.准静力平衡只有当运动的水平尺度非常小(L<102m)和运动非常强烈(V>50m/s)的情况下，才不成立。
即一般大、中、小尺度都满足。
2.准定常状态在零级简化中，时间偏导数项(∂/∂t)可略去。
但若要作预报，则需保留，如取一级简化。
3.准水平运动运动方程的零级和一级简化中不出现含有w 的项，故大尺度运动是准水平的。
但垂直运动对天气形成有重要作用，常需将对流项保留。
4.准地转平衡零级简化表现为地转平衡。
2.尺度分析的概念、地转风的定义尺度分析法是依据表征某类运动系统各场变量的特征值，来估计大气运动方程中各项量级大小的一种方法。
满足水平气压梯度力与科氏力平衡的大气运动称为地转风3.涡度定义、绝对涡度的表达式，自然坐标中涡度的表达式及意义气象中的涡度是指速度旋度的垂直分量，在z 坐标系中即为 ζ为相对涡度，f 为地转涡度，ζ+ f 为绝对涡度。
自然坐标中的涡度表达式 曲率项 ：由流线(或等高线)弯曲造成的涡度，风速愈大，曲率愈小，涡度愈大；当流线为气旋性弯曲时ζ>0，当流线为反气旋性弯曲时ζ<0。
切变项 ：当有气旋式切变时ζ>0，当有反气旋式切变时ζ<0，4.涡度方程及各项的物理意义在p 坐标系下铅直涡度方程 v u k V x y ζ∂∂=⋅∇⨯=-∂∂V V R n ζ∂=-∂V V R n ζ∂=-∂V V R nζ∂=-∂1）相对涡度的平流2）相对涡度的的铅直输送3）水平散度作用4）β效应项5）倾斜项6）摩擦项5.简化的涡度方程式6.控制大气环流的基本因子有哪些？其作用是什么？大气环流是指大范围的大气运动状态。
太阳辐射在地表加热不均匀，使空气质点运动，形成经圈环流；地球自转使气流发生偏转，将单圈环流修正成三圈环流，产生纬向气流和高低压气压带；地面摩擦构成角动量输送的一环，对大气环流的形成和维持起重要作用；()()()u v V f f t x y ζζζ∂∂∂+⋅∇+=-++∂∂∂()()V f f t pζωζζ∂∂+⋅∇+=+∂∂地表不均匀使纬向气流发生断裂，造成大气环流经度间的差异和季节差异，形成闭合的高低压中心和高空槽脊，形成季风。
天气学原理知到章节测试答案智慧树2023年最新中山大学第一章测试1.在实际工作中天气学并不研究所有的大气物理过程，而只研究对天气演变起决定作用的那些天气现象和天气过程。
（）参考答案:对2.天气变化可以分为周期性和非周期性两类变化过程。
非周期性两类变化过程如寒潮、台风等，主要是由大气本身的物理特性所决定的。
它们对人类生产活动影响极大，但又不容易预测，是天气学研究的主要对象。
（）参考答案:对3.天气学的主要研究内容包括（）：参考答案:研究天气分析和预报方法。
;研究大气中各种不同尺度的天气系统的结构特征、发生发展和移动规律，建立各种天气系统发生发展的物理图象及其天气模式，探讨不同尺度天气系统之间及其天气过程演变的物理机制。
;揭露和研究大气环流、天气系统、天气过程等大气运动现象，综合探讨大气运动规律。
;研究大气环流模型及其演变的物理机制，以及中低纬环流、南北半球环流、高低层环流的相互作用和海气相互作用。
第二章测试1.冬季影响我国的主要气团是变性极地天陆气团，在气压场上表现为（）参考答案:冷高压南下或高压脊南伸2.冬季我国东部沿海地区常出现雾或多层云天气，此时受——控制，吹（）参考答案:暖气团：偏南风3.冷、暖气团中水汽含量较多时，其天气特征为（）参考答案:暖气团出现连续性降水，冷气团出现阵性降水和雷暴天气4.移向冷的下垫面的气团时常出现（）参考答案:稳定性天气，变性慢5.使锋面向冷空气一侧倾斜的主要原因是（）参考答案:地球自转运动的作用第三章测试1.从流场角度而言，南半球地面气旋（）参考答案:顺时针向内辐合2.通常温带气旋的水平尺度一般在（）参考答案:1000km左右，大的可达2000~3000km，小的只有几百千米3.通常气旋的水平尺度天小有如下关系（）参考答案:温带气旋大于热带气旋4.通常气旋的强度用（）参考答案:中心最低气压表示5.通常锋面气旋进入锢囚阶段的一个显著天气特点是（）参考答案:锋线两侧均有降水，范围扩天第四章测试1.北半球的西风急流，（）最强参考答案:冬季2.热带东风急流，（）最强。
天原复习题1、站在转动的地球上观测单位质量空气所受到力有哪些？各作用力定义、表达式及意义如 何？答：气压梯度力、地心引力、惯性离心力、重力、地转偏向力及摩擦力的分析（1 ）、气压梯度力：当气压分布不均匀时，单位质量气块上受到的净压力称为气压梯度力。
表达式：G=」可PP设气块密度为戸，则气块质量为純二閑忑®也，那么，单位质量空气块4+J所受到的净压力即气压梯度力为：4+J表达式： 其中：为粘滞系数 大气为低粘性流体，一般只在行星边界层（摩擦层）考虑摩擦作用，自由大气中则忽略摩擦作用。
（4） 、视示力：由旋转坐标系的加速作用而假想的力（惯性离心力、地转偏向力） 1. 惯性离心力：观测者站在旋转地球外观测单位质量空气块所受到一个向心力的作用，但 站在转动地球上（）观测它的运动，发现它是静止的（这必然引入一个与向心力大小相同，方向相反的力，此力称为惯性离心力。
表达式：C = —Q A （Q A R ） =：Q2R 大小：与纬圈半径成正比，即：与纬度成反比 2. 地转偏向力（科氏力）观测者站在旋转地球上观测单位质量空气块运动（），发现在北半球有一个向右偏的力，在南半球向左偏的力。
称此力为地转偏向力，又名科氏力。
（1）与相对速度|V|大小成正比（因角速度为常 数）；当|V|=0时，A=0 , A 才存在。
（2 ）与速度夹角也成正比。
水平地转偏向力：大气中垂直运动一般也较小， 气块主要受x 方向和y 方向地转偏向力，即:水平地转偏向力的影响。
地转偏向力方向：与垂直地轴和速度方向垂直， 只能改变气块的运动方向， 不能改变其大小。
在不考虑w 和Az 的情况下，在北半球，地转偏向力指向运动方向右侧，在南半球，地转偏 向力指向运动方向左侧。
3.重力：地心引力与惯性离心力的合力。
表达式：大小：随纬度增大而增大，因为惯性离心力大小与 纬度成反比，重力大小与惯性力离心力m p dxdz p拉普拉斯算子:—rex cycz-▽p 为气压梯度，由气压分布不均匀造成。
