复习思考题(一)-天气学原理和方.doc

天气学原理和方法天气学是研究大气现象及其规律的科学，它涉及到气象学、气候学、大气物理学等多个学科的知识，是一门综合性很强的学科。

天气学的研究对象是大气，它主要研究大气中的各种现象和规律，包括气压、温度、湿度、风、云、雨、雪等。

天气学的研究方法主要包括观测、实验、数学模型和统计分析等。

首先，观测是天气学的基本方法之一。

通过对大气中各种气象要素的观测，可以获取大气的基本信息，如气温、湿度、气压、风向风速等。

这些观测数据是天气预报的基础，也是天气学研究的重要数据来源。

观测可以通过地面观测站、卫星、雷达等多种手段进行，不同的观测手段可以获取不同的气象信息，相互补充，提高观测数据的准确性和全面性。

其次，实验是天气学研究的重要手段之一。

通过实验可以模拟大气中的各种气象现象，如风暴、降雨、云的形成等，从而深入研究大气中的物理、化学和动力过程。

实验可以在实验室中进行，也可以在自然环境中进行，通过对实验数据的分析和研究，可以揭示大气中的一些规律和机理。

另外，数学模型是天气学研究的重要工具之一。

大气是一个复杂的系统，包括了各种物理、化学和动力过程，这些过程相互作用，构成了复杂的大气现象。

通过建立数学模型，可以对大气中的各种过程进行模拟和预测，从而提高天气预报的准确性和可靠性。

数学模型可以采用不同的数学方法和计算手段进行建模和模拟，如常微分方程、偏微分方程、数值计算等。

最后，统计分析是天气学研究的重要手段之一。

通过对大气观测数据的统计分析，可以揭示大气中的一些规律和特征，如气象要素的变化规律、气象事件的频率分布等。

统计分析可以采用不同的统计方法和技术，如相关分析、回归分析、时间序列分析等，从而揭示大气中的一些规律和规律。

总之，天气学是一门综合性很强的学科，它涉及到多个学科的知识，研究大气中的各种现象和规律。

天气学的研究方法主要包括观测、实验、数学模型和统计分析等，这些方法相互补充，共同推动了天气学的发展和进步。

随着科学技术的不断发展，天气学的研究方法也在不断创新和完善，为我们更好地认识和理解大气提供了重要的手段和方法。

第一章大气运动的基本特征重点及难点：1、影响大气运动的作用力 2、“P”坐标系中的基本方程组 3、风场和气压场的关系思考题：1。

观测者站在转动地球上观测单位质量空气块所受到的力有哪些？写出其表达式及说明物理意义。

2。

在“Z”坐标系及“P”坐标系中，固定点温度变化由什么决定？ 3．质量通量散度定义及其表达式是什么？4．及含义是什么？ 5．大尺度系统运动可作为什么处理？ 6．位势及位势高度含义是什么？ 7．实际工作中分析高空图为什么分析等压面图而不分析等高面图？ 8．“Z”坐标系中，水平气压梯度力可以用“P”坐标系中什么表示？ 9．“Z”坐标系及“P”坐标系地转风表达式及其意义是什么？ 10．大尺度系统运动中，低压中心周围风场为什么逆时针旋转？高压中心周围风场为什么顺时针旋转？11．大尺度系统运动中，高压边缘等压线为什么可以分析密集些？风为什么可以加大或无限加大？ 12．热成风表达式及其意义是什么？ 13．正压大气、斜压大气定义及其意义是什么？ 14．解释某气层间风随高度逆转有冷平流。

15．注意地转风，梯度风，热成风在天气分析中应用。

16．会画图分析摩擦层中地转偏差的方向。

17．掌握自由大气中地转偏差分解。

第二章气团与锋重点及难点：1、锋的空间概念 2、锋及锋面附近气象要素场的特征3、物理解释锋生、锋消的原因思考题：1。

锋、锋区、锋面、锋线定义是什么？ 2．等压面图中，锋区内等温线为什么会密集？ 3．用密度零级不连续面模拟锋时，锋面坡度公式是什么？其意义如何？4．会画冷式、暖式锢囚锋剖面图。

5．用密度零级不连续面模拟锋时，锋面附近气压场、风场、变压场有何特征？ 6．锋生条件是什么？锋生锋消公式及其物理意义请说明。

7．稳定大气与不稳定大气中，冷锋爬山是锋生还是锋消？第三章气旋与反气旋重点及难点：1、用涡度方程及位势倾向方程解释天气系统的发生发展2、用“ω”方程诊断天气系统的上升及下沉运动区3、用动力因子及热力因子解释高空槽及温带气旋变化思考题：1。

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，得北半球图】、兰勃脱圆锥投影法【适用范围南北纬30°-90°我国天气图常用，得亚欧，东亚图】和麦卡托圆柱投影法【适用于南北纬度0°-30°适合于台风】 ！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，……500hpa 以500为基准 700pha 以300为基准，每4位势十米一线。

以0ºC 为基准，每隔4ºC 画一条等温线，如-4º，0º，4º，8ºC ，等。

3.地面天气图上分析的内容？高空天气图上分析的内容？地面（1）绘制等压线、等三小时变压线（2）分析天气区和锋（3）标注高、低压中心及中心数值；高空（1）绘制等高线、等温线（2）分析槽线、切变线（3）标注高低压中心及冷暖中心4.什么是槽线？什么是切变线？什么是流线？槽线和切变线有什么不同？槽线是低压槽区内等高线曲率最大点的连线。

切变线则是风的不连续线，在这条线的两侧风向或风速有较强的切变。

流线：某一时刻和风矢量处处相切的曲线，用箭头表示风的方向。

槽线是从气压场来定义的天气系统，而切变线是从流场来定义的。

但因为风场与气压场相互适应，所以槽线两侧风向必定也有明显的转变；同样，风有气旋性改变的地方，一般也是槽线所在处，两者又有着不可分割的联系：1在风向气旋性切变特别明显的两个高压之间的狭长低压带内和非常尖锐而狭长的槽内分析切变线，而在气压梯度比较明显的低压槽中分析槽线2不要把两个槽的槽线连成一个3切变线上可以有辐合中心，两条切变线可以连接在一起。

天气学原理和方法第一章大气运动的基本特征地球大气的各种天气现象和天气变化都与大气运动有关。

大气运动在空间和时间上具有很宽的尺度谱，天气学研究的是那些与天气和气候有关的大气运动。

大气运动受质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本物理定律所支配。

为了应用这些物理定律讨论在气象上有意义的相对于自转地球的大气运动，本章首先讨论影响大气运动的基本作用力，和在旋转坐标系中所呈现的视示力，然后导出控制大气运动的基本方程组，并在此基础上分析大尺度运动系统的风压场和气压场的关系，并引出天气图分析中应遵循的一向基本指导原则。

第一节旋转坐标系中运动方程及作用力分析一、旋转坐标系中运动方程1. 二（绝对速度）与丁（相对速度）假设t o 时刻一空气质点位于P 点，经t 时间，质块移到Pa 点，地球上的固定点P 移到了 Pe 位置位 移为R ，质块相对固定地点的位移为 兰R ，图1.1旋转坐标系显然匚：=Z-血 &当…- 0位移很小时边左=匚圧_晟占daR dR d^R----- = ------ + -------单位时间的位移为 皿 逸 皿由此得=「兀此关系式表明：绝对速度等于相对速度与牵连速度之和d^V dV2.与az 的关系地球自转角速度为= Q: /x -S由此可得微分算子则于是daR _dtda d -——=—十C △将微分算子用于―则有dCt VCt ——= ---+ G A 九dt dt再将兀！代入上式右端得daVa dVdt _ _ __ _ _ 存=-- 2Q ----- +0八（Q 人卫）dt dt式中■■- !'为地转偏向力加速度，即柯氏加速度：'''■■- ' ：'' ■"■，＜；为向心力加速度 3 •牛顿第二定律F — m --------------dt在绝对坐标系中单位质量空气块受到的力有叱L=_—w+ /去：地心引力F:摩擦力将此式代入（*）式:竺二一丄VF + GC-2Q A产一心八⑸入氏）十F di q 、作用力分析 1 .气压梯度力(*)daVa F=> dt单位质量的空气块所受到的力①定义：单位质量空气块所受的净空气的压力图1.1.2 作用于气块上的气压梯度力的X分量-&电& = Fyy方向：哲'- —&①隹=Fzz方向：F =弘+ Fy ¥ F去净空气总压力—（迄+K/+里灯％沁dx dy fem =a②表达式③推导:x方向: B面PA 面:-(P+u净压力: g茨&卸歷=F A同理G=-大小：气压梯度力的大小与气压梯度成正比，与空气密度成反比方向：气压梯度力的方向指向的方向，即由高压指向低压的方向①定义：地球对单位质量的空气块所施加的万有引力G：= ^=常数②表达式K:万有引力常量M :地球质量图1.1.3 地心引力受力分析图④讨论:大小：不变，常数④讨论:a：到地心的距离(1.2)实用标准文档3.惯性离心力①定义：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图1.1.4旋转坐标系中的惯性离心力④讨论：大小：- 与纬度成反比，赤道处最大方向：在纬圈平面，垂直地轴指向4.重力方向：指向地球心②表达式(1.5)③推导: di① 定义： 地心引力与惯性离心力的合力图1.1.5 重力大小：随纬度增大而增大方向：垂直地球表面指向5 .地转偏向力①定义： 观测者站在转动地球上观测单位质量空气块运动(〕右偏的力，在南半球它向左偏。

天气学原理与方法复习气团：指气象要素（主要指温度和湿度）水平分布比较均匀的大范围的空气团。

水平尺度可达几千千米，垂直范围可达几千米到十几千米。

锋面：锋为密度不同的两个气团之间的过渡区。

在近地面层中过渡带宽约数十公里，在高层可达200-400公里。

宽度与其水平长度相比(长达数百-数千公里)是很小的。

在天气图上由于比例尺小，可把它近似地看成一个面，即锋面。

锋生：指密度不连续性形成的一种过程或指已经有的一条锋面，其温度或位温水平梯度加大的过程。

锋消：指与锋生过程相反的过程。

气旋：是占有三度空间，在同一高度上中心气压低于四周的大尺度涡旋。

在北半球，气旋范围内气流作逆时针旋转，南半球相反。

反气旋：是占有三度空间，在同一高度上中心气压高于四周的大尺度涡旋。

在北半球，反气旋范围内气流作顺时针旋转，南半球相反。

锋面气旋：气旋中有锋面的气旋叫锋面气旋，其温压场是不对称的，移动性较大，而且是带来云和降水的主要天气系统。

大气环流：是指在全球范围内，水平尺度横跨数千公里，垂直尺度延伸数十公里以上，时间尺度在1-2日以上的平均运动。

是各种不同尺度的天气系统发生发展和移动的背景条件。

经圈环流：是指风的经向分量和空气的垂直运动在子午面上组成的环流圈。

三风四带：如果不计经向风速分量，平均而言，近地面层的纬向风带可分为三个：极地东风带、中纬度西风带和低纬度信风带。

与这三个风带相应的地面气压带是四个：极地高压带、副极地低压带、副热带高压带和赤道低压带。

通常称为“三风四带”。

季风：一般来说，季风指近地面层冬夏盛行风向接近相反且气候特征明显不同的现象。

大气活动中心：北半球的平均海平面气压场形势表现为沿纬圈方向的不均匀性，而呈现一个个闭合的高、低压系统，称为大气活动中心。

（当活动中心长年存在，但是有强弱变化的称为半永久性活动中心，有冰岛低压、阿留申低压、太平洋副热带高压、大西洋副热带高压、格陵兰高压，而有季节变化的则称为季节性活动中心，有亚洲高压（亦称蒙古或西伯利亚高压）、亚洲热低压、北美冷高压和北美热低压等。

天气学原理复习题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：拉普拉斯算子：-▽p 为气压梯度，由气压分布不均匀造成。

G 的大小与ρ成反比，与▽p 的大小成正比 G 的方向垂直等压线，由高压指向低压 （2）、地心引力：地球对单位质量的空气块所施加的万有引力。

表达式： 其中：K ：万有引力常量，M ：地球质量 ， a ：空气块到地心的距离 大小： 不变，常数方向： 指向地心。

（3）. 摩擦力：单位质量空气所受到的净粘滞力。

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： 大小：与纬圈半径成正比，即：与纬度成反比 ；方向：在纬圈平面内，垂直地轴指向外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。

表达式：V A ⨯Ω-=2地转偏向力的大小：（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，只有在做相对运动时，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。

（完整版）《天气学原理》复习题天气学原理复习题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：拉普拉斯算子：-▽p 为气压梯度，由气压分布不均匀造成。

G 的大小与ρ成反比，与▽p 的大小成正比G 的方向垂直等压线，由高压指向低压（2）、地心引力：地球对单位质量的空气块所施加的万有引力。

表达式：其中：K ：万有引力常量，M ：地球质量， a ：空气块到地心的距离大小：不变，常数方向：指向地心。

（3）. 摩擦力：单位质量空气所受到的净粘滞力。

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：大小：与纬圈半径成正比，即：与纬度成反比；方向：在纬圈平面内，垂直地轴指向外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。

表达式：V A2地转偏向力的大小：（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，只有在做相对运动时，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。

天气学原理复习思考题《天气学原理》复习思考题第一章大气运动的基本特征1.影响大气运动的作用力有哪些？各作用力的大小和方向如何？2.个别变化、局地变化、平流变化的含义？表达式？联系？3.沿气流方向温度的代数值减小是冷平流还是暖平流？4.控制大气运动的基本方程有哪些？各方程的形式如何？5.速度散度的表达式和意义？辐合、辐散的含义？6.大气运动系统的分类与特征尺度？7.大尺度系统运动的基本特征？8.地转平衡、静力平衡的概念和方程式？9.“P”坐标系与“Z”坐标系有什么不同？“P”坐标系有哪些优越性？10.什么是位势米？等位势面与等高面哪一个是水平面？11. 与w有什么不同？12.地转风的定义？各坐标系中的表达式和意义？13.在北半球大尺度系统运动中，为什么低压中心周围的风做逆时针旋转？高压中心周围的风做顺时针旋转？14.在北半球大尺度系统运动中，为什么高压中心附近等压线稀疏，风力微弱？15.热成风的定义？表达式和意义？16.为什么暖平流区风随高度顺转？17.为什么中纬度对流层高层盛行西风气流？18.中纬度系统温压场结构的主要特点？19.为什么在正压大气中等压面就是等密度面也是等温面？20.什么是斜压大气？为什么在斜压大气中会产生热成风？21.地转偏差的定义和存在的意义？地转偏差产生的根本原因？22.为什么摩擦层中风斜穿等压线指向低压一侧？23.自由大气中的地转偏差，在低层和高层各以什么为主？24.变压风的方向如何？25.说明高空槽前脊后这块区域高低层散合情况？第二章气团与锋1.气团的定义，气团的变性，气团形成的两个条件。

2.冷气团与暖气团的区别3.我国境内冬夏两季气团活动特点4.锋的概念.锋的空间结构特征。

5.冷锋,暖锋,准静止锋,锢囚锋的定义.6.锋附近温度场的特征.7.在剖面图上，锋区内等位温线为什么相对密集并与锋面近于平行？8.解释说明锋附近气压场的特征.9.解释说明锋附近变压场的特征.10.气压倾向方程的物理意义.11.锋附近风场的特征.12.影响锋面天气的因素主要有哪些？13.什么是第一型冷锋和第二型冷锋？它们的天气有什么不同？14.准静止锋天气有什么特点？15.如何应用高空等压面图定锋？16.如何应用单站高空风图定锋？17.如何利用地面图定锋？18.锋生和锋消的含义和特征？19.什么是锋生函数（强度）？影响锋生锋消的因素主要有哪些？20.解释说明在稳定大气中冷锋上山、下山是加强还是减弱？21.我国主要的锋生区在何处？22.我国有利锋生的天气形势有哪些？第三章气旋和反气旋1.气旋和反气旋的定义和分类2.涡度定义和物理意义3.地转风涡度与地转涡度有什么不同？4.绝对涡度的表达式。

天气学原理和方法作为人类活动的一个重要方面，气象已经成为了一个广受欢迎的话题。

在讨论天气时，我们经常听到一些专业的词汇和术语，比如温度、气压、湿度等等。

这些都是气象学的一些基础概念，也是学习气象科学的第一步。

那么，什么是天气学原理和方法呢？本文将对此进行一番探讨。

天气学原理天气学是研究大气现象、发生机理和预报方法的一门学科。

天气学的基础原理是气象学。

气象学是研究大气现象的学科，它是大气科学的一部分。

大气科学是研究地球大气层的物理性质、化学特性及其与地球和太阳等其他天体相互作用的学科。

天气学的基础原理是气象学中的许多原理及其应用。

天气学中的一些基础原理包括：大气热力学原理、大气动力学原理、大气化学原理等。

其中，大气热力学原理主要用于解释大气现象的形成和演化。

大气动力学原理则主要用于解释大气运动和对气体较复杂流场的描述和计算。

而大气化学原理主要研究大气层的化学反应、污染物的传输和纵向分布等。

天气学分析的主要方法是气象学的数学方法。

数学方法是对气象学进行研究以及预报天气的一种很重要的方法。

气象学的数学方法包括应用大气物理学、数学物理学、云物理学、数值计算等方法，具有很高的准确性和预报时效性。

数学方法的应用要根据不同的气象特征和目的所需的准确度来选择。

例如，在气象研究方面应用较多的有斯特菲特定理和拉格朗日微分方程等。

这些方法可以有效地解决不同类型的大气现象和气象特征。

天气学方法天气学的研究方法有很多种，但这里主要介绍以下几种：地面气象观测、遥感气象技术、气象模拟和数值预报方法。

地面气象观测：观测是气象学的关键环节，是对现象的直接观察。

利用气象观测可以获取大气的物理状况、气体性质和降水量等信息。

地面气象观测主要有以下几种常见的方法：气象观测站测量、天气雷达、降水量传感器、GPS气象等。

地面观测数据是气象学研究的一种最基本的资料。

遥感气象技术：遥感气象技术是指利用卫星遥感、飞机遥感、地面遥感等技术手段观测大气和地表情况的一种技术。

天气学原理和方法试题一、填空题1、气团是指气象要素主要指温度和湿度水平分布比较均匀的大范围的（空气团）。

2、大气热量的最终来源是（太阳）。

3、（空气运动）对气团的形成也是很大影响。

4、（锋面天气）主要是指锋面附近的云和降水。

5、若冷锋前的暖空气比较干燥，则锋前后均无云，锋面过境只出现风沙或吹雪，也种锋也称为（干冷锋）。

6、锢囚锋是由冷锋赶上（暖锋）或是两条冷锋迎面相遇。

7、（锋面）的主要特征应是锋面两侧有明显的温差。

8、锋面位于（气旋性）曲率最大的地方。

9、锋面往往表现为带状云系，称之为（锋面云带）。

10、（冷锋）分为活跃冷锋和不活跃冷锋。

11、活跃暖锋云系由层状云和积状云所组成，上面还有一层（卷层云）。

12、（江南）地区暖锋锋生前，常有明显的气旋性风切变出现。

13、根据气旋形成和活动的主要地理区域，可分为（温带气旋）和（热带气旋）两大类。

14、锋面气旋在波动阶段强度一般（较弱），坏天气区域不广。

15、当锋面气旋发展到（锢囚）阶段时，气旋区内地面风速较大。

16、反气旋的中、下层，因有显著的辐散下沉运动，一般说来，常是（晴朗）天气。

17、在气旋分类中有一种是（无锋面）气旋。

18、地方性热低压是单纯由于近地面层（空气）受热不均匀面形成的。

19、气旋源地的这种分布，与东亚（南北）两支锋带是一致的。

20、不同源地的气旋，移动（路径）也不相同。

二、单选题1、锋面气旋的移动方向均沿对流层（500hpa或）气流的方向移动。

1、850hpa2、400hpa3、600hpa4、200hpa2、大气是一种粘性流体，它同任何实际流体一样都受的影响。

1、摩擦2、内摩擦3、外摩擦4、内力擦3、地转偏向力是影响旋转坐标系中运动特征的一个很重要的力。

1、大尺度2、小尺度3、尺度4、尺寸4、锋面位于气旋性曲率最大的地方，但是有气旋性切变处不一定有。

1、暖锋2、冷锋3、锢囚锋4、锋5、在高纬度地区还可以利用云区中的纹线来确定锋，事实上，与纹线互相平行。

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，得北半球图】、兰勃脱圆锥投影法【适用范围南北纬30°-90°我国天气图常用，得亚欧，东亚图】和麦卡托圆柱投影法【适用于南北纬度0°-30°适合于台风】 ！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，……500hpa 以500为基准 700pha 以300为基准，每4位势十米一线。

以0ºC 为基准，每隔4ºC 画一条等温线，如-4º，0º，4º，8ºC ，等。

3.地面天气图上分析的内容？高空天气图上分析的内容？地面（1）绘制等压线、等三小时变压线（2）分析天气区和锋（3）标注高、低压中心及中心数值；高空（1）绘制等高线、等温线（2）分析槽线、切变线（3）标注高低压中心及冷暖中心4.什么是槽线？什么是切变线？什么是流线？槽线和切变线有什么不同？槽线是低压槽区内等高线曲率最大点的连线。

切变线则是风的不连续线，在这条线的两侧风向或风速有较强的切变。

流线：某一时刻和风矢量处处相切的曲线，用箭头表示风的方向。

槽线是从气压场来定义的天气系统，而切变线是从流场来定义的。

但因为风场与气压场相互适应，所以槽线两侧风向必定也有明显的转变；同样，风有气旋性改变的地方，一般也是槽线所在处，两者又有着不可分割的联系：1在风向气旋性切变特别明显的两个高压之间的狭长低压带内和非常尖锐而狭长的槽内分析切变线，而在气压梯度比较明显的低压槽中分析槽线2不要把两个槽的槽线连成一个3切变线上可以有辐合中心，两条切变线可以连接在一起。

天气学原理问答题汇编徐文金（南京信息工程大学大气科学学院，210044）本汇编是结合朱乾根等人编著的“天气学原理与方法”(第三版)一书而编，故应结合该书来复习本内容。

第一章 大气运动的基本特征§1.1影响大气运动的作用力问题：大气运动遵守那些定律？大气运动遵守流体力学定律。

它包含有牛顿力学定律，热力学定律，质量守恒定律。

水汽守恒定律，气体实验定律等。

问题：大气运动受到那些力的作用？那些力属于基本力（牛顿力）？那些属于惯性力？受到气压梯度力、地心引力、摩擦力、惯性离心力和地转偏向力等作用。

其中气压梯度力、地心引力、摩擦力是基本力，或称牛顿力。

而惯性离心力和地转偏向力是惯性力，也称为‘视示力’。

问题：气压梯度力的定义及其数学表达式？当气压分布不均匀时，气块就会受到净压力的作用。

我们定义：作用于单位质量气块上的净压力称为气压梯度力。

用符号G 表示之，其数学表达式为：p 1G ∇-=ρ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂-=k z p j y p i x p 1 ρ （1.1）式中表示气压梯度力是由气压在空间分布不均匀而产生的，与气压梯度成正比，并指向低压方向。

问题：何谓地心引力？根据牛顿万有引力定律，任何两个物体之间都有引力，其大小与两物体的质量乘积成正比，并于两物体之间的距离平方成反比。

地球对单位质量空气的引力称地心引力，它的方向指向地球中心。

地心引力是始终作用于大气的实在的力。

问题：何谓惯性离心力？我们都是站在地球上来观测大气运动，所以应选取随地球一起旋转的坐标系作为参考系。

旋转坐标系是一种非惯性参考系，在这个坐标系中观测到的静止或匀速运动的物体，相对于惯性（绝对）坐标系并不是静止或匀速运动，实际上是作加速运动。

因此只有计入坐标系的加速度才能应用牛顿运动定律。

对于一个匀角速转动的坐标系，只要引入惯性力就可以了。

设Ω为地球自转角速度(1-5107.29-⨯=秒)，R 为空气块垂直于自传轴的距离，惯性离心力C 的数学表达式是R C 2 Ω= (1.5)地表上每一静止的物体都会受到这一惯性离心力的作用。

第一单元绪论1、天气学发展史，取得了哪些重要成就？（1）、单站预报方法阶段——气压计的发明大气科学研究开始由单纯定性的描述进入了可以定量分析的阶段。

（2）、地面天气图阶段（1860～1900）历史上第一张天气图，开创了近代天气分析和天气预报方法，为大气科学向理论研究发展开辟了途径。

（3）、单站与天气图预报方法结合阶段（1900 ～1920）随后他们又将低压中心的暖锋和冷锋结合起来，创立了近代锋面-气旋模式，并一直被沿用至今。

（4）、高空天气图的引入与波动理论的建立阶段（1920 ～1950）由于无线电探空技术的发展使人们对高空气象资料的获取成为可能，对高空气象状况有了进一步了解。

（完成了点平面空间；一维二维三维）。

（5）、开展数值天气预报的研究与应用阶段随着计算机的发展，使得利用动力气象中的偏微分方程来定量预报大气要素与状况成为可能，同时使天气学和动力学更加紧密地结合起来。

（6）、数值预报与卫星、雷达等先进探测技术综合应用阶段由于科技进步，卫星、雷达和自动监测站的进一步应用，已使天气预报的方法有了很大的变化。

在概念上也发生了改变。

如近年来提出的临近预报或现时预报（Nowcasting），就是利用先进的观测手段和通讯卫星以及各种统计方法作出及时的短期（0～6h）天气预报。

2、大气科学的发展有哪些新趋势，有何规律（可以发挥）？（1）、新世纪初大气科学发展的一个显著特点是学科交叉大气科学的研究已从大气圈、水圈、生物圈、冰雪圈和岩石圈的相互作用来理解全球气候，理解发生在大气中的各种运动和过程。

（2）、重视观测系统的建设和新观测技术的应用更多地运用气象卫星、海洋观测卫星、多普勒雷达和各种特殊装备的飞机等多种探测手段，以及新的大气化学观测和分析方法，进行各种特殊项目的观测。

（3）、年际和年代际的气候变化及其预测将是大气科学研究的重要前沿问题人类是否正在改变着地球的气候？人类的影响相对于气候的自然变化来说有多大？未来的气候在多大程度上可以被预测？人类应当如何应对地球气候的重大变化。

最新《天气学原理》复习重点绪论：《天气学原理》是气象学的基础教材，主要介绍了天气学的基本概念、原理和方法。

而在学习这门课程时，我们需要对一些重要的概念和理论进行重点复习，以提高对天气现象的理解和分析能力。

一、作用于大气的外力：1.地球自转和公转对大气运动的影响：地球自转使得地球表面的空气发生水平运动，形成风；地球公转使得地球的季节变化，影响太阳辐射的分布。

2.重力对大气运动的影响：重力是大气密度分布的重要原因，也是大气垂直运动的主要驱动力。

3.摩擦力对大气运动的影响：摩擦力主要在地表附近产生作用，使得风速减小。

4.热力对大气运动的影响：温度差异是大气运动的主要驱动力，热力也是各种天气现象的基本原因之一二、大气的基本物理性质：1.大气的组成和结构：大气主要由氮气、氧气、水汽等组成，干燥空气的分子间距离相对较大，湿空气的分子间距离相对较小。

2.大气的压强和密度：大气的压强随着海拔增高而递减，大气的密度随着海拔增高而递减。

3.大气的温度结构：大气温度随着海拔增高而递减，在对流层中存在对流现象。

4.大气的湿度和云：湿度是指大气中水蒸气含量的多少，云是由水蒸气在饱和条件下凝结而成。

三、大气的运动：1.水平运动：水平运动主要由地转偏向力和地转风引起。

2.垂直运动：垂直运动主要包括对流、上升运动和下沉运动等，对流是在不稳定大气中产生的，上升运动主要受热力影响，下沉运动主要受重力影响。

四、大气现象的形成原因：1.气压和风的形成：气压是由大气质量和重力作用引起的，而风则是由气压差异引起的。

2.湿度和云的形成：湿度是由水蒸气含量引起的，云是由饱和水蒸气凝结而成的。

3.降水的形成：降水主要是由云中的水滴或冰晶在适当条件下增长并下落而形成的。

4.大气的透明度和光学现象：大气的透明度与大气中的水汽和悬浮物质有关，光学现象是由光在大气中的传播和折射引起的。

五、天气系统的形成和运动：1.天气系统的形成：天气系统是由大气中相互作用作用的不同尺度的气旋和气团组成的。

“天气学原理和方法”试题答案（共80分）一、多项选择题（划横线者为正确选项）（在1小题中全部选对1.5分；有错误选项或不全对便是零分；共9分）1、基本力是大气与地球或大气之间的相互作用而产生的真实力，它们的存在与参考系无关。

基本力包括（）。

（pl）A地心引力B惯性离心力C摩擦力D地转偏向力E气压梯度力2、西风带长波的移动速度与许多因素有关。

当（）时，波动移动较快，反之，移动较慢。

（p180-181）A地转涡度平流较大B波长较短C纬度较高D南风较强E西风较强3、大范围降水形成的主要条件是（）。

（p320）A水汽条件B气压场条件C风场条件D垂直运动条件E云滴增长条件4、暴雨中尺度系统的触发条件有许多，如：（）。

（p397）A锋面抬升B近地层加热的不均匀性C潜热释放D海陆风辐合抬升E能量锋与Q系统的触发5、强雷暴的发生、发展是需要一定条件的。

有利于强雷暴发生、发展的主要因子有（）。

（p432）A高、低空急流B逆温层C热力抬升D气流爬坡E前倾槽6、冬季东亚大梢是东亚地区的一个重要天气系统，它是（）影响的产物。

（p199）（p560）A太阳辐射B海陆热力差异C洋流D地面冷高压E青藏高原地形二、填空题（1空0.5分，共23分）1、气压梯度力与（气压梯度）成正比。

（p2）2、当大气中密度的分布仅仅随气压而变化时，这种状态的大气被称为（正压）大气。

（p52）3、在低气压中，地面（摩擦）作用使空气水平辐合，并引起上升运动。

（p54）4、当气流过山时，在迎风坡有上升运动，此时（气旋性）涡度减弱。

（p229）5、地面冷高压移动方向与该高压中心上空500hPa气流方向较为一致，而且移动速度与其上空500hPa高度上的风速也成一定的比例。

一般而言，地面系统中心移速为500hPa地转风速的（0.5~0.7）倍。

（p302）7、冷空气翻山下坡是干绝热下沉，也就是说冷空气是沿等嫡面下沉，当等嫡面的坡度（大于）地形坡度时，有利于下坡大风的形成。

二、名词解释
槽线 切变线 温度平流 p坐标系 地转风 热成风 地转偏差 气团 锋 冷锋 锋生 涡度 锋面气旋（温带气旋）气旋 反气旋 阻塞高压 切断低压 半永久性大气活动中心 季节性大气活动中心 高空急流
40、大气环流的季节性突变发生在 月和 月。以 洲最为明显。
41、控制大气环流的基本因子是 、 、 和 。
42、在三圈环流中，两个直接环流是圈 、 ，一个间接环流圈是 。直接环流圈的特征是：空气在 地区上升，在 地区下沉。而间接环流圈相反。
16、气团形成的两个条件是： 合适的流场 和 性质均匀的大范围下垫面 。
17、最有利于锋生的气压场是： 鞍型场 。
18、在高空天气图上等温线的密集带称为 锋区 。
22、地面锋线处在 低压槽 中，等高线在通过锋面时有 气旋 式弯曲。
23、在卫星云图上，冷锋云带分为 和 。
24、锋区内温度水平梯度 大 ，垂直梯度小。等位温线在锋区内特别 密集且平行 。
25、根据锋在移动过程中冷、暖气团所占的主、次地位将锋分为 暖 、 冷 、 准静止锋 ，锢囚风、表示流体旋转程度和旋转方向的物理量为涡度。气旋范围内的空气作 逆 时针旋转，所以气旋中心为 正 涡度；反气旋范围内的空气作顺时针旋转，所以反气旋中心为负涡度。西风急流轴的左侧风速具有 切变，相对涡度为 ；右侧风速具有 切变，相对涡度为 。
33、温带气旋形成于一条锋面上，在此锋面上有较强的 对比和风的 式切变。
34、蒙古气旋主要的天气现象是 ，而江淮气旋主要的天气现象是 。
35、在气旋与反气旋的发展变化中，涡度因子使高层系统 ，低层系统 ，而热力因子使高层系统 ，低层系统 。
3、在填写地面天气图时，低云的高度是以 km 为单位填写的，气压是以 hpa 为单位填写的。水平能见度是以 为单位填写的。

天气学原理和方法天气学是研究大气现象和气象变化规律的科学，它涉及到大气的物理、化学、动力学等多个领域。

天气学的研究不仅可以帮助人们更好地了解天气现象的成因和规律，还可以为人们的生产生活提供重要的参考和指导。

在现代社会，天气学已经成为不可或缺的一门学科，对于气象预报、灾害防范、农业生产等方面都有着重要的作用。

本文将介绍天气学的基本原理和研究方法，希望能够为读者提供一些帮助。

首先，天气学的基本原理是建立在大气物理学的基础之上的。

大气是地球表面以上的气体层，它受到地球自转、地球公转、地形、水汽等因素的影响，从而产生了各种天气现象。

天气学通过研究大气的物理特性和运动规律，揭示了天气现象的成因和规律。

例如，气压、温度、湿度等因素是影响天气变化的重要因素，它们之间的相互作用决定了天气的变化。

另外，大气运动也是天气形成的重要原因，例如地转偏向力、地形影响等因素都会对大气运动产生影响，进而影响天气的变化。

其次，天气学的研究方法主要包括观测、实验和数值模拟等多种手段。

观测是天气学研究的基础，只有通过对大气各种物理量的观测，才能够了解大气的状态和变化。

目前，人们通过卫星、雷达、气象站等多种观测手段来获取大气信息，从而进行天气预报和气候研究。

实验是天气学研究的重要手段之一，通过实验可以模拟大气中的各种现象，从而验证理论和模型。

数值模拟是天气学研究的重要方法，通过建立数学模型和计算机模拟，可以对大气进行定量分析和预测，为气象预报提供科学依据。

总之，天气学是一门重要的科学，它的研究对于人类的生产生活有着重要的意义。

通过了解天气学的基本原理和研究方法，可以更好地理解天气现象的成因和规律，为气象预报、灾害防范、农业生产等提供科学依据。

希望本文能够帮助读者对天气学有一个初步的了解，激发大家对天气学的兴趣，为天气学的研究和应用做出更大的贡献。