动力气象总复习题

动力气象总复习题

一、名词解释

1. 位温：气压为p ，温度为T 的干气块，干绝热膨胀或压缩到1000hPa 时所具有的温度。

θ=T (1000/p )R/Cp ，如果干绝热，位温守恒（?θ/?t=0）。 2. 尺度分析法：依据表征某类大气运动系统各变量的特征值来估计大气运动方程中各项量级的大小，判别各个因子的相对重要性，然后舍去次要因子而保留主要因子，使得物理特征突出，从而达到简化方程的一种方法。 3. 梯度风：水平科氏力、惯性离心力和水平气压梯度力三力达到平衡，此时空气微团运动

4. 地转风：对于中纬度天气尺度的扰动，水平科氏力与水平气压梯度力接近平衡，这时空

地转风：在自由大气中，因气压场是平直的，空气仅受水平气压梯度力和水平地转偏向力的作用，当二力相等的空气运动称之为地转风。

5. 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。表达式为：

i T V f R =-。

6. 旋衡风：在小尺度运动中，惯性离心力和水平气压梯度力相平衡时的空气流动。表达式

7. 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。 8. 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，和正压大气不同，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。 9. 湿静能：湿空气的内能（c v T ）、位能（gz ）、压力能（p /ρ）及潜热能（Lq ）之和，其表达

式为：E s= c v T +gz + p /ρ+Lq 。也称为静力能。 10. 埃克曼螺线：行星边界层内的风场是水平气压梯度力、科氏力和粘性摩擦力三着之间的

平衡结果。若以u 为横坐标，v 为纵坐标，给出各个高度上风矢量，并投影在同一个平面内，则风矢量的端点迹线为一螺旋。称为埃克曼螺线。

11. 梯度风高度：当z H =π/γ，γ=(2k /f )1/2时，行星边界层风向第一次与地转风重合，但是风速

比地转风稍大，在此高度之上风速在地转风速率附近摆动，则此高度可视为行星边界层

顶，也表示埃克曼厚度。()12

2K f De πγπ≡=

梯度风高度：当z H =π/γ 时，边界层的风与地转风平行，但比地转风稍大，通常把这一高度视为行星边界层的顶部，也称为埃克曼厚度： ()12

2K f De πγπ≡=

12. Ekman 泵：在大气边界层中，大尺度大气运动主要是气压梯度力、科氏力和摩擦力三力的

平衡。在这三力的平衡下，大气质点的运动不再象自由大气那样沿着等压线流动，其流线与等压线成一交角并从高压流向低压。这样，在低压的地方，大气质量有辐合，其上空的大气就会上升，并将边界层大气挤到自由大气中；而在高压的地方，大气质量有辐散，其上空的大气就下沉，进而就将自由大气的质量吸入边界层。这种由于摩擦效应产生的边界层顶的上升或下沉运动，俗称为Ekman 泵。 13. 非频散波：频率（ω）或波速（C ）与波数（k ）或者波长（L ）无关，则C g=C ，波能与

波动一起移动，称波动没有发生频散或为非频散波，如声波、重力外波；反之，若频率与波数有关，则C g≠C ，称为频数波， 如重力波、惯性－重力波、长波。 14. 微扰法（小扰动法）：大气运动方程组是非线性的，直接求解非常困难。因此，通常采用

微扰法（小扰动法）将方程组线性化，讨论简单的波动（线性波）问题。 15. 上下游效应：是指大范围的上、下游系统环流变化的联系。上游某地区的长波系统发生

变化某种显著的变化之后，接着以相当快的速度（通常比系统本身的移速甚至比平均西风风速都要快的速度）影响下游系统发生变化，这就是上游效应。上游效应：C g >C >0，上游扰动的能量先于扰动本身到达下游，在下游产生新的扰动，或加强下游原有扰动的影响。 16. 波包：由许多不同振幅、不同频率的简谐波叠加而成的波列振幅的包络线，即载波的包

络线。 17. 滤波：根据波动形为的物理机制而采用一定的假设条件，以消除气象意义不大的波动（称

为“噪音”）而保留有气象意义波动的方法。 18. 声波：由空气的可压缩性产生的振动在空气中的传播。声波是快波，天气学意义不重要。 19. 重力外波：是指处于大气上下边界的空气，受到垂直扰动后，偏离平衡位置以后，在重

力作用下产生的波动，发生在边界面上，离扰动边界越远，波动越不显著。快波，天气学意义不重要。 20. 重力内波：是指在大气内部，由于层结作用和大气内部的不连续面上，受到重力扰动，

偏离平衡位置，在重力下产生的波动。重力内波与中，小尺度天气系统关系密切。

21. 频率方程：波速c （或频率ω=kc ）一般是基本气流u r

，波数k （或波长L ）及其他参数（如

g, H, f, β）的函数，即c =c (u , k , g , h , f , β,…)，称为波速方程或频率方程（频率与波数之间的关系式）。 22. 包辛尼斯克近似：在大气运动方程组中，对不同方程中与密度有关的项采取不同处理的

作法，即（1）在水平运动方程中的气压梯度力项，其密度扰动可以忽略，用其平均值代替；（2）在垂直运动方程中，与浮力相关的密度扰动要加以考虑，不能忽略；（3）在

连续性方程中，大气密度扰动的个别变化项可以忽略；（4）热力学方程中，由密度扰动引起的能量变化与由于温度扰动变化引起的能量变化或者由于气压扰动变化引起的能量变化具有相同量级，不能忽略。

23. 布伦特－维赛拉（Brunt-V?is?l?）频率，也称浮力频率(N )，气块由于浮力作用而产生垂

直振荡的圆频率，N ≡N 2>0表示层结稳定。

24. 波动稳定度：定常的基本气流u 上有小扰动产生，若扰动继续保持为小扰动或随时间衰

减，则称波动是中性的或波动是稳定的；若扰动随时间增强，则称波动不稳定。 25. 惯性不稳定：南北移动的空气质点离开平衡位置而穿越正压、地转平衡的基本纬向气流，

若基本气流对空气质点的位移起加速作用，则称为惯性不稳定。惯性不稳定的判据为：在惯性不稳定运动中，扰动发展的能量主要来自于基本气流的动能。在北半球（f >0），惯

性不稳定性的判据为：0g u f y

?-

二、简答题

1．什么是速度环流和环流定理？

答：流体中任取一闭合曲线L ，曲线上每一点的速度大小和方向是不一样的，如果对各点的流体速度在曲线L 方向上的分量作线积分，则此积分定义为速度环流，简称环流。 环流定理：沿任意闭合回线的速度环流随时间的变化率，等于沿同一回线的加速度环流。简单地说，环流的加速度等于加速度的环流。

2．什么叫二级环流?什么是旋转减弱?

答：二级环流：也称为次级环流，是由行星边界层的湍流摩擦效应产生的穿越行星大气边界层和自由大气环流的垂直环流圈，它是叠加在一级环流或称主要环流（自由大气中不计湍流摩擦的准地转涡旋环流）之上并受这一主环流系统物理约束的环流。

旋转减弱：自由大气在埃克曼泵的作用下，若无外部能量的供给，其涡度会随时间发生衰减，这种衰减就称为旋转减弱。

3．解释g d τρωτ-?含义。

答：g d τ

ρωτ-?表示空气微团在上升（下降）过程中其位能不断增加（减小）

，动能相应减小（增加）。故固定体积τ内有上升运动（下沉）时，位能增加（减小），则将有动能减少（增加）。它表示固定体积τ内铅直运动引起的动能和位能之间的转换。

4．什么是力管及其力管效应？

答：由等压面和等比容面相交的所构成的管子，即力管。力管的表达式为：L

dp α-??。力管

可以产生新的环流或使原有的环流加强或者减弱的动力作用，这就是力管效应。在某平面上单位面积内力管数目愈多，表示大气的斜压性愈强。在等压面上的等温线愈密集（温度梯度越大），反映着铅直面内单位面积所含的力管数愈多，斜压性愈强，反之，在等压面上的等温线越稀疏，斜压性就愈弱。

5．群速度与相速度有何区别?何时二者一致?

答：相速度为载波移到的速度，即群波中具有相同位相点的移到速度。相速C 的表达式为

c K

ω

=

。而群速是指波包移动的速度，即群波中具有相同振幅点的移动速度，表示波列（波

群）能量传播的速度。群速的表达式为：g d c dk

ω=。 可见，当波速c 与波长k 无关时，()g d d ck dc

c c k c dk dk dk

ω=

==+= g d dC

C C k dk dk

ω=

=- 由上式可以看出，群速与相速大小的差值与k 和dC dk 有关，dC

dk

表示相速随波长的变化率。

6．大气波动中哪些是非频散波？哪些频散波？

非频散波：频率（ω）或波速（C ） 与波数（k ）或者波长（L ）无关，则C g=C ，波能与波动

一起移动，称波动没有发生频散或为非频散波，如声波、重力外波；反之，若频率与波数有关，则C g≠C ，称为频数波，如重力波、惯性－重力波、长波。

7．根据罗斯贝长波的相速度公式：2

c u k

β

=-，推导出其群速度，讨论群速与相速的关系？

答：

23

322

222g g g dc c c k dk c u k dc dk k

c c k c u k k k

c u c

ββ

βββ

?

=+???

?=-??

∴=?=+=+=+∴>>Q

8．什么是正压不稳定和正压不稳定的必要条件?

答：正压不稳定是指在正压大气中，由于平均纬向气流的水平切变引起的大气长波扰动发展的动力机制，称为正压不稳定。长波正压不稳定发展的能量来自于基本气流的动能。正压不

稳定第一必要条件是：基本气流绝对涡度沿y 方向的梯度（2

2

d u dy

β-，）在-d

d u dy

β-存在改变符号的地方。正压不稳定的（第二）必要条件是在±d 间内u 与2

2

a d d u dy dy

ζβ=-为正相关！第一必要条件是主要的，第二必要条件是补充条件。当这两种条件同时满足时，扰动一般是正压不稳定的。

9．什么是罗斯贝波，它是怎样产生的？

答：罗斯贝波是在准水平的大尺度运动中，由于β效应维持绝对涡度守恒而形成的波动。它的传播速度与声波和重力波相比要慢很多，故为涡旋性慢波，同时由于它的水平尺度与地球半径相当，又称为行星波（大气长波）。罗斯贝波是水平横波，单向波，慢波，对大尺度天气变化过程有重要意义。

10. 给出涡度的定义及其表达式？涡度与环流的关系？

答：速度场的旋度为涡度，即为：33V ??r

，涡度与速度环流C 的关系为：33()n C V d σ

σ=????r g ，

可见，沿闭合回线L 的速度环流是和涡度紧密相互联系的。对上式取面积σ趋于0

的极限后，

度是对流体转动的微观度量。涡度是点的坐标和时间的函数，它在直角坐标系中的投影为：

铅直方向的涡度为：v u

x y

ζ??=

-??

11. 相比于局地直角坐标系中的z 坐标，p 坐标有哪些优点？

P 坐标系就是用气压P 取代局地直角坐标系中的垂直坐标z 所得到的一种坐标系。使用P 坐标系可以使大气运动方程的到极大的简化：大气水平运动方程中的气压梯度力项不再出现密度ρ，同时，大气连续性方程在形式上与不可压体的连续性方程相同。除此之外，由于大气探测资料都是在等压面上获得的，这样使用P 坐标系可以非常方便地应用大气观测资料。

12. 叙述基别尔数（ε）、罗斯贝数（R 0）的表达式及其物理意义。 答：基别尔数为局地惯性力与水平科氏力的尺度之比，即：001

~=u

U

t fv f U f τετ

??≡，其大小反

映运动变化过程的快慢程度。即ε的量级表示运动地转平衡近似程度。ε≡1/f 0τ，当1ε=，?u/?t

相对于fv 可以略去。

R 0为罗斯贝（Rossby ）数，表示水平惯性力与科氏力的尺度之比，即：

002/0~V u U L U

R fv f U f L ??≡=

，表示大气运动的准地转程度，当01R =，水平惯性力相对于科氏力可以略去；反之当01R ?，科氏力相对于水平惯性力可以略去。大尺度运动中，01R =，科氏力是不能忽略的；小尺度运动中，01R ?，科氏力可以忽略不计。

13. 声波和重力外波、重力内波的滤波条件是什么？ 排除声波的条件：

(1) 大气是不可压缩的；(2) 大气是非弹性的或是包辛内斯克Boussinesq 近似的；(3) 大气是

水平无辐散的；(4) 大气是静力平衡的；(5) 大气是准地转的。 排除重力外波的条件：

(1) 假定大气上、下边界是刚体（固壁）边界，即上、下边界条件是齐次的；(2) 假定大气是水平无辐散的；(3) 假定大气是地转运动的；(4) 假定大气作纯水平运动。 大尺度运动，可采用下列条件滤除重力内波：

(1) 假定大气是中性层结；(2) 假定大气是水平无辐散的；(3) 假定大气是准地转运动；(4) 假

定大气只作水平运动，或垂直运动状态与z 或p 无关。

14．由中纬度大尺度水平运动方程零级近似后得到地转平衡方程，地转平衡是预报方程、还是诊断方程？

中纬度大尺度运动中各基本尺度的量级分别取为： 水平尺度 L ～106m 铅直尺度 D ～H ～104m

水平速度尺度 U ～10m ?s -1 扰动传播速度尺度 C ～U ～10m ?s -1 时间尺度 τ～L /U ～105s 重力加速度 g ～10m ?s -2 地转参数 f 0～10-4s -1 答：水平运动方程为：

11du p fv dt x dv p fu dt

y ρρ??=-+???

?

??=-+??? 对于大尺度运动有：

41

31

01010du dv U m S dt dt L

fu fv f U m S ----??:::::: 水平气压梯度力的量级应当于科氏力量级相当，因此有：

3111~10p p

fu fv m S x y

ρρ--??-

-???::: 作为零级近似，在略去加速度项后，大尺度水平运动方程为：

1010p

fv x

p fu y

ρρ??=-+????

??=-+???

这就是地转平衡方程。表明大尺度水平运动中水平气压梯度力与科氏力相互平衡。该方程为诊断方程。

15．为什么说静力平衡是高度近似？地转平衡是预报方程、还是诊断方程？ 答：铅直运动方程为：

1dw p g dt z

ρ?=--? 对于大尺度运动

281

2~~~~~10W U UD W D L L

dW UW U D m s dD L L

--?∴?

g ～10m ?s -2

于是在相当大的精度范围内，相对于重力和铅直气压梯度力而言，铅直加速度可以略去，于是大尺度垂直运动方程为：

10p

g z

ρ?=-

-? 这就是静力平衡方程。表明在铅直方向上，重力和铅直气压梯度力平衡。该方程给出了瞬时气压场与密度场（温度场）之间的关系。

三、证明题

1．利用静力平衡方程（δp =-ρg δz ）和状态方程（p =ρRT ），证明均质大气高度H （H =RT/g ）是等温大气中气压和密度减小到其e /1的高度。 （p H =p 0e -1和ρH =ρ0e -1）

设等温大气温度为T 0由状态方程，得到：p =ρRT 0 由静力平衡方程：δp =-ρg δz 消去ρ，得到：0

p p g z RT δδ=-

对上式两端从地面（z =0, p =p 0）到高度z （p =p ）进行垂直积分，则有：

00

00

(

)01ln p

z

p z g

z RT p g p g z p z RT p RT g p z RT p p e

δδδδδδ-=-

?=-?=-

?=??

所以在z =H =RT/g 高度上，有：p H =p 0e -1，利用状态方程，得到：ρH =ρ0e -1 均质大气高度H 确实为等温大气中气压和密度减小到其e /1的高度！

2.

对状态方程（p α=ρRT ）求全导数，则：

所以对于理想气体，干绝热条件下（0Q =&）， 00ln ln 00p

p p p dT dp dT RT dp c a c dt dt dt p dt

c dT R dp

d T d p c R T dt p dt dt dt

-=?-=?-=?-=

C p ＝C v +R ，C v 为干空气定容比热，C p 为干空气定压比热，α=1/ρ为比容。

3．何谓地转偏差？写出它的表达式，并说明偏差风的方向和空气微团加速度方向之间的关系。偏差风在大气运动中有何重要作用？

地转偏差：g V V V '=-r r r

不计摩擦的水平运动方程为：

()1

()()1g g dV

fk V dt

dV k k f k V k

dt

V k and k V k V

f

dV k f V V fV dt

dV V k

f dt

=-?Φ-???=-?Φ?-??=-?Φ???='

∴?=-=-'=?r

r r r

r

r r r r r r r r r r Q r

r

r r r r

r r 可见，地转偏差与水平加速度方向相垂直，在北半球指向水平加速度的左侧。其大小与水平

加速度成正比，与纬度的正弦为反比。

地转偏差的物理意义：地转偏差由水平加速度造成，即由水平气压梯度力与科氏力的不平衡引起。

4. 埃克曼理论中，在

z=0 和z=hB 两个高度上，湍流摩擦力和风的关系如何? 试作图说明。

湍流粘性应力（22d W

K dz

）随高度的变化：

引入复速度W ，W≡u +i v ，1i ≡-

2()(1)2

2

[1]i z i z

z g g

d W W u e

K f u e e dz π

γγγ---+-=-?=? 其中，;2

z

g A f u e z γπ

βγ-==-

-模：辐角：

当z =0时，2()

2

2

i g z d W

K

f u e

dz π

-==

表明，在地面上，湍流粘性应力（22d W

K dz

）大小为fu g ，方向为β=-π/2，即在地面风相反方向的

左侧45?。

随高度增加，湍流粘性应力的方向作顺时针旋转，大小随高度增加呈指数衰减。在梯度风高

度上，32()22

i g z d W K

f u e e

dz ππ

π

γ

-

-==?，湍流粘性应力的大小已经衰减为原来的e -π ≈4%，方向为β=-3π/2。

见下图。

湍流粘性应力的方向随高度变化示意图

5. 证明在均质正压大气中，伴随地转风涡旋的二级环流的强度不随高度变化。 更为一般情况下的埃克曼螺旋解为：

(1cos )sin )sin (1cos )

z z

g g z z g g u u e z v e z v u e z v e z γγγγγγγγ----?=--??=+-?? 由上式得到二级环流的水平环流（水平速度的大小V s ）的垂直分布为：

22222

22

222222222222222222()()(c 2co os sin )(sin cos )cos sin s sin 2cos s sin cos in z g s s s g g z z z z g g g g z z g g z z g g z g g z g g g V u v u u v e z z u v e z u v v u e z v e z u e z v e z u e z v e z u e z v e z u e v e

z γγγγγγγγγγγγγγγγγγγγγγγ------------=+=-+-=--+-=+++-=++22222()z z z z z

s g g s g g g V u e v e V u v e V e γγγγγ----=+?=+=

将上式对高度z 微分，并且注意到均质正压大气中地转风速度V g 不随高度变化，则：

z z

s De g g V V e V e z De

π

γπγ--?=-=-? ()

12

2K

f

De De π

πγπγ≡=

?=

假设地转风速的特征尺度U g ～10m/s ，De ～103m 。于是得到边界层上二级环流随高度变化的

量级为：

-1

33.1410~~~0.03140.0432~0.0013ms /m 10

g s U V e e z De πππ--???? 可见?V s /?z 量级很小（显然，远离边界层时更小），可以近似地认为伴随地转风涡度的二级径向环流的强度不随高度变化。

四、判断和选择题

1．关于水平气压梯度力和水平气压梯度力的描述？

当气压梯度存在时，作用于单位质量空气上的力，称为气压梯度力。气压梯度力可分为垂直气压梯度力和水平气压梯度力两种。水平气压梯度力使空气从高压区流向低压区，是大气水平运动的原动力。水平气压梯度是指垂直于等压线方向，单位距离内气压的改变量，是即有方向又有大小的矢量。水平气压梯度的方向是从高压指向低压，单位距离内水平气压梯度愈大，等压线愈密。

水平地转偏向力和惯性离心力是假想的力，只改变气流的方向，不改变物体运动的速度。水平气压梯度力和摩擦力是实力，即改变气流的方向，也改变速度的大小。 2．关于地转偏向力？

地转偏向力：指由于地球的自转而使地表上运动的物体发生方向偏转的力。它包括水平和垂直两个分力。

地转偏向力是使运动空气发生偏转的力，它总是与空气运动方向垂直。在北半球，它使风向右偏；它的大小与风速和纬度成正比，在赤道为零，随纬度而增大，在两极达最大。地转偏向力只能改变风的方向，而不能改变风的速度。 3．惯性惯性离心力？

惯性离心力：离心力是指空气作曲线运动时，受到一个离开曲率中心而沿曲率半径向外的作用力。这是空气为了保持惯性方向运动而产生的，所以称为惯性离心力。它的方向与空气运动方向垂直。

在一般情况下，空气运动路径的曲率半径很大，惯性离心力远小于地转偏向力；但在空气运动速度很大而曲率半径很小时，如龙卷风、台风，离心力很大，甚至超过地转偏向力。

4．在北半球，风是顺着等压线吹的。背风而立，低压在左手边，高压在右手边；南半球相反。 5．旋衡运动可以是气旋式的，也可以是反气旋式的。

6．实际大气中，低压区中的梯度风比高压区中的风速大。梯度风遵守地转风的风压定律。 7．风随高度有变化是因为水平方向上温度分布不均产生的。热成风受温度梯度和气层厚度的影响。随高度的增加，只要温度场不变，热成风的大小和方向就不变。

8．埃克曼层空气质点的流动，主要受到气压梯度力、科里奥利力和湍流粘性力（摩擦力）的作用。

9．在北半球对流层中，温度分布总是北冷南暖 ，因而无论低层吹什么风，随高度的增加都逐渐转为西风。

10．位势涡度守恒的条件是无摩擦和干绝热。

11．干空气的总能量守恒的条件是绝热、无摩擦以及气压定常的。

12．对大尺度运动，因为地转风的水平散度为零，所以实际风的水平散度等于地转偏差的散度。

13．中纬度地区大尺度运动具有准定常、准水平、准地转、准静力平衡和准无辐散的特点。 14．热成风：在某一地点，其高层地转风与低层地转风的矢量差，定义为热成风，表达式为

21

12()()()ln p T g g p p R V V p V p k T d p f =-=-???r

r r r 。它与高低层间的平均水平温度梯度有关。如果令T 为

两等压面之间的平均温度，则有：01

()ln()T p

p R V k T f p =??r r r 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。

地转风与平均等温场之间的关系：地转风向随高度逆（顺）时针转动，与此相伴随的是冷（暖）平流。

五、计算题

1. 设空气纬向的速度波动解为u =15cos(3x -45t )。速度的单位为m/s ，x 单位为m ，t 以s 为单

位，求波动的振幅、波数、波长、圆频率、周期和相速。

15

15cos(345)sin(345)45

151cos(345)cos(345)45232

y udt x t dt x t x t x t ππ-=

=-=

---=-+=-+??

所以振幅A =-1/3m ；波数k =3；波长L =(2π /3)m ；圆频率ω=45/s ；周期T =(2π /45)s ；相速c =ω /k =15m/s 。

2．在30oN 处有一气块向北移动，假定绝对涡度守恒。如果初始时刻的相对涡度为10?10-5s -1，求其达到90oN 的相对涡度是多少？（Ω=7.29?10-5 s -1）

气块在运动中绝对涡度(f +ζ)保持不变，根据绝对涡度守恒：

()0d

f dt

ζ+=， 设初始时刻t 1和终止时刻t 2的地转涡度、相对涡度分别为f 1, ζ1和f 2, ζ2。即f 1+ζ1=f 2+ζ2 ∴ f 2=ζ1+f 1-f 2=ζ1+2Ω (sin ?1-sin ?2) 把各物理量的数值代入上式，则有 f 2=10?10-5+2?7.29?10-5 (sin30o-sin90o)

=10?10-5+2?7.29?10-5 (0.5-1)=2.708?10-5 s -1。 f 2=10?10-5+2?7.29?10-5 (sin30o-sin60o)

=10?10-5+2?7.29?10-5 (0.5-0.86603)=4.66?10-5 s -1。

3．已知南京某高度的风速为10m/s ，风向为西北风，垂直速度w=0.01m/s ，温度垂直递减率γ=0.6℃/100m ，南京附近的等温线和纬线平行，并向北与100km 的气温下降1℃（如图）。若

不计非绝热变化，求南京在该高度上24小时内温度的变化。由于，22T dT T

V T w t dt z

??=-??-??r ，

在不计非绝热变化的情况下（0dT dt =），并且等温线与纬线平行（0T x

?=?），则有： T T T

v w t y z

???=--???

2

cos(315/180 3.1415926)107.07/2

v V m s =-?=-?

≈- 51/100000110T

y

-?=-=??℃/m w =0.01m/s ，

0.6T

z

?=-?℃/100m=-6.0?10-3℃/m 代入上式，得到： T

t

?=?-7.07m/s ?10-5℃/m －0.01m/s ?(-6.0?10-3)℃/m=7.07?10-5+6.0?10-5℃/s =13.07?10-5℃/s=13.07?10-5℃?3600?24/24小时≈11.3℃/24小时。

4．南京上空700hPa 处地转风（V g1）的风向与x 轴为30o角，500hPa 地转风（V g2）的风向与x 轴为-30o角，风速均为20m/s （如图），求700－500hPa 气压层之间平均温度梯度（热成风V T ）的大小与风向。

700hPa 地转风地转风V g1与x 轴为30o角，500hPa 地转风V g2与x 轴为-30o角，则700－500hPa 之间的热成风（V T ）分量表示为：

21212121cos(30)cos(30)

sin(30)sin(30)

g g g g g g g g g g u u u V V v v v V V ?=-=--??=-=--??o o

o o

r r r r 把V g1= V g2=20m/s 代入上式，得到：

u T ＝0，v T ＝-20m/s 。V T ＝20m/s ，其与x 轴的夹角为：

90T

T

v arctg

u θ==-o 也可以直接通过图解。

因为把V g1=V g2，并且V g1与V g2的夹角为60o角，所以V g1、V g2和V T 构成一个多边三角形，于是V T =20m/s ，图中90θ=-o 。

θ

5．沿经圈由57.5oN 到52.5oN 气压升高1%，如果温度等于7℃，求地转风。 把状态方程代入地转风公式，再取差分近似，则：

111

2sin 2sin g g p RT p RT p RT p u u f y fp y p y p a ρ???

????=-

?=-≈-=-??Ω?Ω? 取R =287m 2?s -2?K -1，T =280K ，Ω=7.29?10-5rad s -1，?p /p =0.01，a=6.37?106m

?=(47.5o+42.5o)/2=45o，??=42.5o-47.5o=-5o=5/180*3.1415926=0.087rad

561

2sin 2872800.01

27.2910sin(45/180 3.1415926) 6.3710(5/180 3.1415926)14/g RT p u p a m s

??

--?=-

Ω??=-?

??????-?≈

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不用买参考书了！大学课本答案网址大全！留着绝对有用，赶紧转吧！ ?分享 ?复制地址 转载自郑静 2010年10月13日 00:13 阅读(1) 评论(0) 分类：为人处世权限: 公开 ?字体：大▼ o小 o中 o大 ?更多▼ o设置置顶 o权限设置 o推荐日志 o转为私密日志?删除 ?编辑 不用买参考书了！大学课本答案大全！--爱死你了！（为什么大四才发现啊）2008-12-18 16:50 |(分类:默认分类)注册可用 公共课程 https://www.doczj.com/doc/357695851.html,/forum-6-1.html 新视野大学英语读写教程第四册答案 https://www.doczj.com/doc/357695851.html,/thread-7-1-1.html 新视野大学英语读写教程第三册答案 https://www.doczj.com/doc/357695851.html,/thread-6-1-1.html 新视野大学英语读写教程第二册答案 https://www.doczj.com/doc/357695851.html,/thread-5-1-1.html 新视野大学英语读写教程第一册答案 https://www.doczj.com/doc/357695851.html,/thread-4-1-1.html 新视野大学英语视听说答案3-2 https://www.doczj.com/doc/357695851.html,/thread-175-1-1.html 新视野大学英语视听说答案3-1 https://www.doczj.com/doc/357695851.html,/thread-174-1-1.html 《马克思主义基本原理概论》习题答案参考 https://www.doczj.com/doc/357695851.html,/thread-13-1-1.html 全新版大学英语听说教程mp3下载 https://www.doczj.com/doc/357695851.html,/thread-11-1-1.html 《马克思主义基本原理概论》复习思考题参考答案

动力气象课后习题答案

1、大气运动方程组一般由几个方程组成？那些是预报方程？哪些是诊断方程？答：大气运动方程组一般由六个方程组成，分别是三个运动方程、连续方程、热力学能量方程、状态方程；若是湿空气还要加一个水汽方程。 运动方程、连续方程、热力学能量方程是预报方程，状态方程是诊断方程。 2、研究大气运动变化规律为什么选用旋转参考系？旋转参考系与惯性参考系中的运动方程有什么不同？ 答：地球以常值角速度Ω绕地轴旋转着，所以任何一个固定在地球上并与它一道运动的参考系，乃是一个旋转参考系。 为了将牛顿第二定律应用于研究相对于旋转参考系的大气运动，不但要讨论作用于大气的真实力的性质，而且要讨论绝对加速度与相对加速度之间的关系。相对于惯性参考系中的运动方程而言，旋转参考系中的运动方程加入了视示力（科里奥利力、惯性离心力）。 3、惯性离心力与科里奥利力有哪些异同点？ 答：都是在旋转参考系中的视示力；惯性离心力恒存在，而大气相对于地球有运动时才会产生科里奥利力。 4、重力位势与重力位能这两个概念有何差异？ 答：重力位势：重力位势表示移动单位质量空气微团从海平面（Z=0）到 Z 高度，克服重力所做的功。 重力位能：重力位能可简称为位能。重力场中距海平面 z 高度上单位质量空气微团所具有的位能为Φ=gz，引进重力位势后， g等重力位势面（等Φ面）相垂直，方向为高值等重力位势面指向低等重力位势面，其大小由等重力位势面的疏密程度来确定。所以，重力位势的空间分布完全刻划出了重力场的特征。 5、试阐述速度散度的物理意义？速度散度与运动的参考系有没有关系？ 答：速度散度代表物质体积元的体积在运动中的相对膨胀率。 因，故速度散度与运动的参考系没有关系。 8、计算 45° N跟随地球一起旋转的空气微团的牵引速度。 答：由速度公式可知，牵引速度为： 大小为；方向为向东。 19、证明相对加速度可写成

煤的分类

煤的分类规格 煤有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等几种。云南常用的是褐煤、烟煤、无烟煤三种。煤的种类不同，其成分组成与质量不同，发热量也不相同（表4-15）。单位重量燃料燃烧时放出的热量称为发热量，人为规定以每公斤发热量7000千卡的煤作为标准煤，并以此标准折算耗煤量。 （1）褐煤：多为块状，呈黑褐色，光泽暗，质地疏松；含挥发分40%左右，燃点低，容易着火，燃烧时上火快，火焰大，冒黑烟；含碳量与发热量较低（因产地煤级不同，发热量差异很大），燃烧时间短，需经常加煤。 （2）烟煤：一般为粒状、小块状，也有粉状的，多呈黑色而有光泽，质地细致，含挥发分30%以上，燃点不太高，较易点燃；含碳量与发热量较高，燃烧时上火快，火焰长，有大量黑烟，燃烧时间较长；大多数烟煤有粘性，燃烧时易结渣。 （3）无烟煤：有粉状和小块状两种，呈黑色有金属光泽而发亮。杂质少，质地紧密，固定碳含量高，可达80%以上；挥发分含量低，在10%以下，燃点高，不易着火；但发热量高，刚燃烧时上火慢，火上来后比较大，火力强，火焰短，冒烟少，燃烧时间长，粘结性弱，燃烧时不易结渣。应掺入适量煤土烧用，以减轻火力强度。 煤的种类很多，按成煤原始物质的不同，可分为腐植煤、腐泥煤、腐植腐泥煤和残植煤等(见煤化学)。商业上，将商品煤分为原煤、筛选煤和洗选煤等。原煤是从矿井或露天矿采出没有经过加工的煤；筛选煤是原煤经过筛选加工分级，去除部分煤矸石，并根据煤的粒径大小分为大块煤、中块煤、小块煤和粉煤；洗选煤是原煤经过水洗加工，除去煤中大部分矿物杂质的产品。根据洗选后煤中灰分的不同，分为洗精煤、洗中煤、煤泥和尾矿（也称洗矸）。其中洗精煤灰分最低，是质量较好的煤，一般用作炼焦原料；洗中煤灰分较高，多作为电厂燃料；煤泥因粒径很细，含水分和灰分又较高，只能作为民用或一般锅炉燃料；尾矿则废弃不作商品，但有些矿区也作为劣质燃料用。中国南方还有石煤，它是一种灰分很高的腐泥煤，在燃料缺乏的地区，石煤也可就地当作燃料使用。 1989年10月，国家标准局发布《中国煤炭分类国家标准》(GB5751-86)，依据干燥无灰基挥发分Vdaf、粘结指数G、胶质层最大厚度Y、奥亚膨胀度b、煤样透光性P、煤的恒湿无灰基高位发热量Qgr，maf等6项分类指标，将煤分为14类。即褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1／2中粘煤、气煤、气肥煤、1／3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤。 根据其岩石结构不同分类，可以分为烛煤、丝炭、暗煤、亮煤和镜煤。含有95%以上镜质体的为镜煤，煤表面光亮，结构坚实，含有镜质体和亮质体的为亮煤，含粗粒体的为暗煤，含丝质体的为丝炭，由许多小孢子形成的微粒体组成的为烛煤。 根据煤中含有的挥发性成分多少来分类，可以分为贫煤（无烟煤，含挥发分低于12%）、瘦煤（含挥发分为12-18%）、焦煤（含挥发分为18-26%）、肥煤（含挥发分为26-35%）、气煤（含挥发分为35-44%）和长焰煤（含挥发分超过42%）。其中焦煤和肥煤最适合用于炼焦碳，挥发分过低不粘结，过高会膨胀都无法用于炼焦，但一般炼焦要将多种煤配合。

动力气象学作业题

动力气象学 一、单选题 1、1939年___引进β平面近似，创建了著名的长波理论。 A、A.V.皮耶克尼斯 B、B.恰尼 C、C.菲利普斯 D、D.罗斯贝 答案:D 2、大气是层结流体，大气的密度分布随高度变化，通常来说，___中容易产生积云对流。 A、A.不稳定层结 B、B.稳定层结 C、C.中性层结 D、D.分层层结 答案:A 2、罗斯贝数是一无量纲参数，有一定的物理意义，它代表水平惯性力相对科氏力的量级，当它的大小接近0.1时，代表中纬度的___。 A、A.小尺度运动 B、B.中尺度运动 C、C.大尺度运动 D、D.微尺度运动 答案:C 3、可用于判断对流或扰动发展的无量纲参数是___。 A、A.罗斯贝数 B、B.基别尔数 C、C.无量纲厚度参数 D、D.理查森数 答案:D 3、在北半球，满足风压定律的高压是下列___项。 A、A.高压在运动方向右侧，高压伴随有反气旋式环流 B、B.高压在运动方向左侧，高压伴随有反气旋式环流 C、C.高压在运动方向右侧，高压伴随有气旋式环流 D、D.高压在运动方向左侧，高压伴随有气旋式环流 答案:A 4、全位能是指内能和___之和。 A、A.动能 B、B.潜热能 C、C.位能 D、D.显热能 答案:C 4、在___条件下，全球大气的内能、位能、动能的总和是守恒的。 A、A.绝热 B、B.无摩擦

C、C.绝热无摩擦 D、D.定常 答案:C 5、取布西内斯克近似的优点是，滤去了大气中的___。 A、A.声波 B、B.兰姆波 C、C.重力外波 D、D.重力惯性外波 答案:A 6、重力内波产生的条件之一是___. A、A.不稳定层结 B、B.中性层结 C、C.稳定层结 D、D.对流层结 答案:C 1、大气相对运动方程是根据___定律得到。 A、A.牛顿第二定律 B、B.质量守恒定律 C、C.气体试验定律 D、D.热力学能量守恒定律 答案:A 2、分析流体运动有两种方法，一种是___，一种是欧拉方法。 A、A.拉格朗日法 B、B.小尺度方法 C、C.尺度分析 D、D.气团方法 答案:A 3、按照水平尺度划分，龙卷属于___。 A、A.天气尺度 B、B.行星尺度 C、C.中尺度 D、D.小尺度 答案:D 6、按照水平尺度划分，长波属于___。 A、A.天气尺度 B、B.行星尺度 C、C.中尺度 D、D.小尺度 答案:B 7、描述运动系统是浅薄还是深厚系统的无量纲参数是___。 A、A.罗斯贝数 B、B.基别尔数 C、C.无量纲厚度参数 D、D.理查森数

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动力气象试题分类分解

动力气象试题分类 试题参数(分值，难度系数，知识点，题型) 组卷参数（题型比例，难度比例，章节比例） 一、 填空题 1. 控制大气运动的基本物理定律有牛顿第二定律、质量守恒定律、 热力学能量守恒定律和气体实验定律。(8,1,2,1) 2. 在旋转地球上，一个运动着的空气微团所受的基本作用力气压梯度力、科里奥利力、惯性离心力和摩擦力。(8,1,2,1) 3. 中纬度大尺度运动具有以下基本性质，即准水平、准定常、准地转平衡、准静力平衡和准水平无辐散。(10,1,2,1) 4. 环流和涡度都是描述流体涡旋运动的物理量，前者是对流体涡旋运动的宏观度量，后者是对流体涡旋运动的微观度量。(4,1,6,1) 5. 在埃克曼层中，风速随高度增加增大，风向随高度增加顺转。(4,1,8,1) 6. P 坐标系中，地转风的表达式是k f V g ?Φ?-=1，地转风涡度的表达式是Φ?=201f g ? 。(4,1,4,1) 7. 平流时间尺度U L =τ，气压水平变动的地转尺度U Lf P h 0π=?。(4,2,3,1) 8. 科氏力是一种视示力，科氏力的方向始终与运动的方向垂直。(4,1,2,1) 9. 建立P 坐标系的物理基础是大气的静力平衡性质，P 坐标系中静

力平衡方程的形式为α-=?Φ?p ，连续方程的形式为0=??+???? ????+??? ????p y v x u p p ω。(6,1,4,1) 10.定常情况下，埃克曼层中的三力平衡是指和、水平气压梯度力、科里奥利力、和湍流粘性应力之间的平衡。(6,1,8,1) 11. 理查孙数是湍流运动发展的重要判据，其定义式为i R = ()2ln z V z g ????θ。 (2,1,8,1) 12. 任意高度z 的气压?∞=z gdz z p ρ)(，其物理意义为任意高度上的气 压()z p 相当精确地等于该高度以上单位截面积空气柱的重量。(4,1,4,1) 13. 700百帕地转风为东风41-?s m ,500百帕地转风为西风81-?s m ，则700-500百帕之间的热成风为西风 12 1-?s m 。(4,1,5,1) 14. 地转风向随高度增加逆时针转动，与此相伴随的温度平流为冷平流，地转风向随高度增加顺时针转动，与此相伴随的温度平流为暖平流。(4,1,5,1) 15. 在大气行星边界层中，近地面层又称为常值通量层，上部摩擦层又称为埃克曼层。(4,1,8,1) 16. 大气中的四种基本能量形式是内能、位能、动能和潜热能。(8,1,9,1) 17. 写出以下无量纲数的定义式，基别尔数()τε01f ≡，罗斯贝数

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大学课本答案大全 大家能用则用，不能用就推荐给别人啦！我很喜欢为学生着想的人！大家也要努力，我们共建统一战线，为学生同胞奉献自己的力量！ 公共课程 https://www.doczj.com/doc/357695851.html,/forum-6-1.html 新视野大学英语读写教程第四册答案 https://www.doczj.com/doc/357695851.html,/thread-7-1-1.html 新视野大学英语读写教程第三册答案 https://www.doczj.com/doc/357695851.html,/thread-6-1-1.html 新视野大学英语读写教程第二册答案 https://www.doczj.com/doc/357695851.html,/thread-5-1-1.html 新视野大学英语读写教程第一册答案 https://www.doczj.com/doc/357695851.html,/thread-4-1-1.html 新视野大学英语视听说答案3-2 https://www.doczj.com/doc/357695851.html,/thread-175-1-1.html 新视野大学英语视听说答案3-1 https://www.doczj.com/doc/357695851.html,/thread-174-1-1.html 《马克思主义基本原理概论》习题答案参考 https://www.doczj.com/doc/357695851.html,/thread-13-1-1.html 全新版大学英语听说教程mp3下载 https://www.doczj.com/doc/357695851.html,/thread-11-1-1.html 《马克思主义基本原理概论》复习思考题参考答案 https://www.doczj.com/doc/357695851.html,/thread-12-1-1.html 新概念英语文本1-4册

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动力气象课后习题答案

1、大气运动方程组一般由几个方程组成那些是预报方程哪些是诊断方程 答：大气运动方程组一般由六个方程组成，分别是三个运动方程、连续方程、热力学能量方程、状态方程；若是湿空气还要加一个水汽方程。 运动方程、连续方程、热力学能量方程是预报方程，状态方程是诊断方程。 2、研究大气运动变化规律为什么选用旋转参考系旋转参考系与惯性参考系中的运动方程有什么不同 答：地球以常值角速度Ω绕地轴旋转着，所以任何一个固定在地球上并与它一道运动的参考系，乃是一个旋转参考系。 为了将牛顿第二定律应用于研究相对于旋转参考系的大气运动，不但要讨论作用于大气的真实力的性质，而且要讨论绝对加速度与相对加速度之间的关系。相对于惯性参考系中的运动方程而言，旋转参考系中的运动方程加入了视示力（科里奥利力、惯性离心力）。 ! 3、惯性离心力与科里奥利力有哪些异同点 答：都是在旋转参考系中的视示力；惯性离心力恒存在，而大气相对于地球有运动时才会产生科里奥利力。 4、重力位势与重力位能这两个概念有何差异 答：重力位势：重力位势表示移动单位质量空气微团从海平面（Z=0）到 Z 高度，克服重力所做的功。 重力位能：重力位能可简称为位能。重力场中距海平面 z 高度上单位质量空气微团所具有的位能为Φ=gz，引进重力位势后， g等重力位势面（等Φ面）相垂直，方向为高值等重力位势面指向低等重力位势面，其大小由等重力位势面的疏密程度来确定。所以，重力位势的空间分布完全刻划出了重力场的特征。 5、试阐述速度散度的物理意义速度散度与运动的参考系有没有关系 - 答：速度散度代表物质体积元的体积在运动中的相对膨胀率。 因，故速度散度与运动的参考系没有关系。 8、计算 45° N跟随地球一起旋转的空气微团的牵引速度。 答：由速度公式可知，牵引速度为：

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第一章. +习题 1.1用降幂法和除法将下列十进制数转换为二进制数和十六进制数： (1) 369 (2) 10000 (3) 4095 (4) 32767 答：(1) 369=1 0111 0001B=171H (2) 10000=10 0111 0001 0000B=2710H (3) 4095=1111 1111 1111B=FFFH (4) 32767=111 1111 1111 1111B=7FFFH 1.2将下列二进制数转换为十六进制数和十进制数： (1) 10 1101 (2) 1000 0000 (3) 1111 1111 1111 1111 (4) 1111 1111 答：(1) 10 1101B=2DH=45 (2) 1000 0000B=80H=128 (3) 1111 1111 1111 1111B=FFFFH=65535 (4) 1111 1111B=FFH=255 1.3将下列十六进制数转换为二进制数和十进制数： (1) FA (2) 5B (3) FFFE (4) 1234 答：(1) FAH=1111 1010B=250 (2) 5BH=101 1011B=91 (3) FFFEH=1111 1111 1111 1110B=65534 (4) 1234H=1 0010 0011 0100B=4660 1.4完成下列十六进制数的运算，并转换为十进制数进行校核： (1) 3A+B7 (2) 1234+AF (3) ABCD-FE (4) 7AB×6F 答：(1) 3A+B7H=F1H=241 (2) 1234+AFH=12E3H=4835 (3) ABCD-FEH=AACFH=43727 (4) 7AB×6FH=35325H=217893 1.5下列各数均为十进制数，请用8位二进制补码计算下列各题，并用十六进制数表示其运算结果。 (1) (-85)+76 (2) 85+(-76) (3) 85-76 (4) 85-(-76) (5) (-85)-76 (6) -85-(-76) 答：(1) (-85)+76=1010 1011B+0100 1100B=1111 0111B=0F7H；CF=0；OF=0 (2) 85+(-76)=0101 0101B+1011 0100B=0000 1001B=09H；CF=1；OF=0 (3) 85-76=0101 0101B-0100 1100B=0101 0101B+1011 0100B=0000 1001B=09H；CF=0；OF=0 0；OF=1 (5) (-85)-76=1010 1011B-0100 1100B=1010 1011B+1011 0100B=0101 1111B=5FH；CF=0；OF=1 0；OF=0 1.6下列各数为十六进制表示的8位二进制数，请说明当它们分别被看作是用补码表示的带符号数或无 符号数时，它们所表示的十进制数是什么？ (1) D8 (2) FF 答：(1) D8H表示的带符号数为-40，D8H表示的无符号数为216； (2) FFH表示的带符号数为-1，FFH表示的无符号数为255。 1.7下列各数均为用十六进制表示的8位二进制数，请说明当它们分别被看作是用补码表示的数或字符 的ASCII码时，它们所表示的十进制数及字符是什么？ (1) 4F (2) 2B (3) 73 (4) 59 答：(1) 4FH表示的十进制数为79，4FH表示的字符为O； (2) 2BH表示的十进制数为43，2BH表示的字符为+； (3) 73H表示的十进制数为115，73H表示的字符为s； (4) 59H表示的十进制数为89，59H表示的字符为Y。 1.8请写出下列字符串的ASCII码值。 For example, This is a number 3692. 答：46H 6FH 72H 20H 65H 78H 61H 6DH 70H 6CH 65H 2CH 0AH 0DH 54H 68H 69H 73H 20H 69H 73H 20H 61H 20H 6EH 75H 6DH 62H 65H 72H 20H 33H 36H 39H 32H 2EH 0AH 0DH

动力气象试题解答

一、名词解释 1.科里奥利力 科里奥利力是一种视示力，它只是在物体相对于地球有运动时才出现。 单位质量空气微 团所受的科里奥利力为 2 V 3。 2 V 3始终与 和V 3相垂直，而 与赤道平面垂直， 所以 2 V 3必通过运动微团所在的纬圈平面内。 在北半球，科里奥利力指向速度的右方， 科里奥利力对空气微团不作功， 它不能改变空气微团的运动速度大小， 只能改变其运动方向。 2 .尺度分析法 尺度分析法是一种对物理方程进行分析和简化的有效方法。 尺度分析法是依据表征某类运动 系统的运动状态和热力状态各物理量的特征值， 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， 结合物理上考虑，略去方程中量级较小的项， 便可得到简化方程， 并可分析运动系统的某些基本性质。 3 .罗斯贝数 罗斯贝数的定义式为 R o U.「f °L ，它代表水平惯性力与水平科里奥利力的尺度之 比。罗斯贝数的大小主要决定于运动的水平尺度。对于中纬大尺度运动， R 0 1，科里奥 利力不能忽略不计，对于小尺度运动， R 0 1，科里奥利力可忽略不计。 4. Richardson 数 与大气层结稳定度和风的铅直切变有关的动力学参数。层结愈不稳定， 则愈有利于湍流和对流运动的发展，所以 Ri 可用于判断对流或扰 动发展的条件。 5 .地转风 等压线为一族平行的直线（| R T | ）时的平衡流场称为地转风场，或称为地转运动。在 地转运动中，水平气压梯度力与科里奥利力相平衡。 地转风的方向与等压线相平行， 在北半 球（f > 0）,高压在速度方向右侧，低压在速度方向左侧；地转风大小与水平气压梯度成 正比，与密率和纬度的正弦成反比。地转风关系的重要性在于揭示了大尺度运动中风场和水 平气压场之间的基本关系。 6?梯度风 最一般的平衡流场称为梯度风场。在梯度风运动中，水平气压梯度力、 科里奥利力、惯 理查德孙（Richardson ）数的定义式为Ri N 2D 2.U 2 , 它代表垂直惯性力与水平科 里奥利力的尺度之比。由于 g ln z N 2D 2 V z 2 N 2 Ri ，理查德孙数又是一个 风的铅直切变愈强,

高等天气学(试题)

高等天气学 2009年3月新题 1.名词解释：ITCZ，正压大气和斜压大气 2.说明江淮梅雨的大尺度背景条件，暴雨的形成原因。 3.爆发性气旋的发展的因子。 2006年（春季） 1.说明中尺度对流复合体的主要特征及它所引起的主要灾害性天气 2.什么叫QBO？说出它的主要特征 3.那些大型天气（或环流）过程能表征低纬间大气间的相互作用（至少说出三种） 4.定常波的特征及其在大气环流中的作用是什么？ 5.用图示说明对称不稳定的发生并写出判断对称不稳定的判据。 2006年（秋季） 1.以暴雨或强对流天气为例，叙述中尺度系统的基本特征 2.从气候条件看，那些物理条件与台风形成有密切关系。 3.什么叫ENSO?他对全球天气与环流的可能影响有那些？ 4.大气环流的基本问题有那几个方面？ 5.图示冷锋模式概念模型 2005年（春季） 1.瞬变波的动量、热量输送特征以及瞬变波主要作用是什么？ 2.说出高空急流形成的原因，画出高空急流同高空锋以及对流层顶三者之间关系的综合图， 并图示高空急流入口区垂直环流（或称次级环流）壮况。 3.试述大气环流突变现象，什么叫六月突变？ 4.描述夏季西太平洋副热带高压的移动规律，并解释2003、2004年夏季江南酷暑的主要原因。 5.中尺度系统发生发展的主要物理条件有哪些？ 2005年（秋季） 1.叙述北半球大气环流500hPa上的冬夏基本壮况，你认为其原因是什么？ 2.叙述锋区的次级环流及高空急流有关的次级环流。 3.亚洲夏季风的主要成员有哪些？说明它们在季风形成中各自的作用。叙述印度季风与东亚 季风之间的异同。 4.夏季江淮流域梅雨锋的主要特点是什么？说明它与经典锋面的主要区别。 5.简要说明青藏高原的热状况，并说明它对东亚地区环流的影响。 2004年（春季） 1.如果没有青藏高原，东亚地区冬、夏季环流将发生怎样的变化？ 2.什么叫低空急流，它在夏季暴雨及强对流天气的发生中起什么作用？ 3.什么叫爆发性气旋？它在成因与结构上与普通温带气旋有何不同？ 4.热带低纬大气有哪几方面的动力学特征？ 5.大气通过什么机制来完成角动量从热带东风带向中高纬西风带的输送？ 2004年（秋季） 1.给出下列名词的定义及特征： （1）平流层爆发性增温（2）低频振荡（3）对流不稳定（4）QBO（5）CISK（6）PNA型 2. 描述中尺度对流复合体（MCC）的定义及主要特点。 3. 试述热带地区大尺度环流的重要表现及特征。 4. 叙述冬季500hPa上大气环流平均状况，并阐明地形动力强迫及热力强迫对大气环流的影响。

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大全课后题答案清华大 学出版社沈美明版 Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】

第一章. +习题 1.1用降幂法和除法将下列十进制数转换为二进制数和十六进制数： (1) 369 (2) 10000 (3) 4095 (4) 32767 答：(1) 369=1 0111 0001B=171H (2) 10000=10 0111 0001 0000B=2710H (3) 4095=1111 1111 1111B=FFFH (4) 32767=111 1111 1111 1111B=7FFFH 1.2将下列二进制数转换为十六进制数和十进制数： (1) 10 1101 (2) 1000 0000 (3) 1111 1111 1111 1111 (4) 1111 1111 答：(1) 10 1101B=2DH=45 (2) 1000 0000B=80H=128 (3) 1111 1111 1111 1111B=FFFFH=65535 (4) 1111 1111B=FFH=255 1.3将下列十六进制数转换为二进制数和十进制数： (1) FA (2) 5B (3) FFFE (4) 1234 答：(1) FAH=1111 1010B=250 (2) 5BH=101 1011B=91 (3) FFFEH=1111 1111 1111 1110B=65534 (4) 1234H=1 0010 0011 0100B=4660 1.4完成下列十六进制数的运算，并转换为十进制数进行校核： (1) 3A+B7 (2) 1234+AF (3) ABCD-FE (4) 7AB×6F 答：(1) 3A+B7H=F1H=241 (2) 1234+AFH=12E3H=4835 (3) ABCD-FEH=AACFH=43727 (4) 7AB×6FH=35325H=217893 1.5下列各数均为十进制数，请用8位二进制补码计算下列各题，并用十六进制数表示其运算结 果。 (1) (-85)+76 (2) 85+(-76) (3) 85-76 (4) 85-(-76) (5) (-85)-76 (6) -85-(-76) 答：(1) (-85)+76=1010 1011B+0100 1100B=1111 0111B=0F7H；CF=0；OF=0 (2) 85+(-76)=0101 0101B+1011 0100B=0000 1001B=09H；CF=1；OF=0 (3) 85-76=0101 0101B-0100 1100B=0101 0101B+1011 0100B=0000 1001B=09H；CF=0； OF=0 0；OF=1 (5) (-85)-76=1010 1011B-0100 1100B=1010 1011B+1011 0100B=0101 1111B=5FH； CF=0；OF=1 0；OF=0 1.6下列各数为十六进制表示的8位二进制数，请说明当它们分别被看作是用补码表示的带符号 数或无符号数时，它们所表示的十进制数是什么 (1) D8 (2) FF 答：(1) D8H表示的带符号数为 -40，D8H表示的无符号数为216； (2) FFH表示的带符号数为 -1， FFH表示的无符号数为255。

动力气象试题解答讲解学习

动力气象试题解答

一、名词解释 1. 科里奥利力 科里奥利力是一种视示力，它只是在物体相对于地球有运动时才出现。单 位质量空气微团所受的科里奥利力为32V 。32V 始终与 和3V 相垂 直，而 与赤道平面垂直，所以32V 必通过运动微团所在的纬圈平面内。 在北半球，科里奥利力指向速度的右方，科里奥利力对空气微团不作功，它不能改变空气微团的运动速度大小，只能改变其运动方向。 2．尺度分析法 尺度分析法是一种对物理方程进行分析和简化的有效方法。尺度分析法是依据表征某类运动系统的运动状态和热力状态各物理量的特征值，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，结合物理上考虑，略去方程中量级较小的项，便可得到简化方程，并可分析运动系统的某些基本性质。 3．罗斯贝数 罗斯贝数的定义式为 L f U R 00 ，它代表水平惯性力与水平科里奥利力的尺度之比。罗斯贝数的大小主要决定于运动的水平尺度。对于中纬大尺度运动，10 R ，科里奥利力不能忽略不计，对于小尺度运动，10 R ，科里奥 利力可忽略不计。 4. Richardson 数 理查德孙（Richardson ）数的定义式为222U D N Ri ，它代表垂直惯性力与水平科里奥利力的尺度之比。由于 Ri U D N z V N z V z g 222222~ln ，理查德孙数又是一个与大气层结稳定度和风的铅直切变有关的动力学参数。层结愈

不稳定，风的铅直切变愈强，则愈有利于湍流和对流运动的发展，所以Ri 可用于判断对流或扰动发展的条件。 5．地转风 等压线为一族平行的直线（ ||T R ）时的平衡流场称为地转风场，或称为地转运动。在地转运动中，水平气压梯度力与科里奥利力相平衡。地转风的方向与等压线相平行，在北半球（f ＞0），高压在速度方向右侧，低压在速度方向左侧；地转风大小与水平气压梯度成正比，与密率和纬度的正弦成反比。地转风关系的重要性在于揭示了大尺度运动中风场和水平气压场之间的基本关系。 6. 梯度风 最一般的平衡流场称为梯度风场。在梯度风运动中，水平气压梯度力、科里奥利力、惯性离心力相平衡。地转风是 ||T R 时梯度风的一个特例。 7．热成风 热成风定义为铅直方向上两等压面上地转风的矢量差。热成风方向与等平均温度线（即等厚度线）平行，在北半球暖区在热成风方向右侧，冷区在热成风方向左侧；热成风大小与平均温度梯度成正比，与纬度的正弦成反比。热成风关系的重要性就在于具体地揭示了静力平衡大尺度运动中风场、气压场、温度场之间的关系。 8．地转偏差 实际风与地转风的矢量差定义为地转偏差。地转偏差用'V 表示，则 g V V V '。地转偏差和水平加速度方向相垂直，在北半球指向水平加速度的左 侧，地转偏差的大小和水平加速度成正比，和纬度的正弦成反比。地转偏差虽然很小，但对大气运动的演变却起着极为重要的作用。

清华大学版理论力学课后习题答案大全

第6章 刚体的平面运动分析 6－1 图示半径为r 的齿轮由曲柄OA 带动，沿半径为R 的固定齿轮滚动。曲柄OA 以等角加速度α绕轴O 转动，当运动开始时，角速度0ω= 0，转角0?= 0。试求动齿轮以圆心A 为基点的平面运动方程。 解：?cos )(r R x A += （1） ?sin )(r R y A += （2） α为常数，当t = 0时，0ω=0?= 0 22 1t α?= （3） 起始位置，P 与P 0重合，即起始位置AP 水平，记θ=∠OAP ，则AP 从起始水平位置至图示AP 位置转过 θ??+=A 因动齿轮纯滚，故有? ? =CP CP 0，即 θ?r R = ?θr R = ， ??r r R A += （4） 将（3）代入（1）、（2）、（4）得动齿轮以A 为基点的平面运动方程为： ??? ? ?? ??? +=+=+=22 2212sin )(2cos )(t r r R t r R y t r R x A A A α?αα 6－2 杆AB 斜靠于高为h 的台阶角C 处，一端A 以匀速v 0沿水平向右运动，如图所示。试以杆与铅垂 线的夹角 表示杆的角速度。 解：杆AB 作平面运动，点C 的速度v C 沿杆AB 如图所示。作速度v C 和v 0的垂线交于点P ，点P 即为杆AB 的速度瞬心。则角速度杆AB 为 6－3 图示拖车的车轮A 与垫滚B 的半径均为r 。试问当拖车以速度v 前进时， 轮A 与垫滚B 的角速度A ω与B ω有什么关系？设轮A 和垫滚B 与地面之间以及垫滚B 与拖车之间无滑动。 解：R v R v A A ==ω R v R v B B 22==ω B A ωω2= 6－4 直径为360mm 的滚子在水平面上作纯滚动，杆BC 一端与滚子铰接，另一端与滑块C 铰接。设杆BC 在水平位置时，滚子的角速度＝12 rad/s ，＝30，＝60，BC ＝270mm 。试求该瞬时杆BC 的角速度和点C 的速度。 习题6-1图 A B C v 0 h 习题6－2图 P AB v C A B C v o h 习题6－2解图 习题6-3解图 习题6-3图 v A = v v B = v

动力气象学第二章习题ALL

1．六个方程组成。三个运动方程，连续方程，热力学方程和状态方程。状态方程为诊断方程，其余为预报方程。 2．在地球上观测大气都是观测的旋转坐标系的值。多了两个视示力-科里奥利力和惯性离心力。 3．科里奥利力和惯性离心力都是视示力，是虚拟的力，是地球旋转效应的反映。 科里奥利力只有在物体相对于地球有运动时才出现，它始终与运动方向垂直，只改变物 体运动的方向，不对物体做功。地球物体都受到惯性离心力，它有可能做功。 4．重力位势和重力位能的定义分别如下， 重力位势反映的是重力场的特征，它是个相对的量，通常假定海平面为零值，随高度增大。重力位能反映的是物体反抗重力做的功，通常假定海平面为零，随高度增加。 5．速度散度代表物质体积元在运动中的相对膨胀率。连续方程是质量守恒定律得表达形式。根据连续方程，可知速度散度反映体积元相对密度的变化率，它决定于流体自身的可压缩性，所以它与参考系没有关系。 6．温度平流的物理意义，温度场和流场相互作用对于温度局地变化的贡献。 （1） 22()V V t T T T t n s n T T T V T V t t n V s s s =???=+?????-??=-?+=-??? t n V T n ?

（2） 22()n t n t n V V n V t n T n n T T V T V n V t n V n n =+??=???-??=-+?=-?? 7． n t n V n t V t T n n ?? V T

8. 9.

10. 3333333-2=2(sin cos )-2sin 2cos (1) =0-2=2 (2) =0 -2=0 (3) =0-2=-2 V v w i u j u k V ui V u k V v j V V w k V wi ???????Ω?Ω-Ω+Ω=Ω?Ω=Ω?=Ω?Ω ，并且，向上。 ，并且，没有科里奥利力。，并且，向西。 11. 12.

动力气象课后习题标准答案

1、大气运动方程组一般由几个方程组成？那些就是预报方程？哪些就是诊断方程？ 答：大气运动方程组一般由六个方程组成，分别就是三个运动方程、连续方程、热力学能量方程、状态方程；若就是湿空气还要加一个水汽方程。 运动方程、连续方程、热力学能量方程就是预报方程，状态方程就是诊断方程。 2、研究大气运动变化规律为什么选用旋转参考系？旋转参考系与惯性参考系中得运动方程有什么不同？ 答：地球以常值角速度Ω绕地轴旋转着，所以任何一个固定在地球上并与它一道运动得参考系，乃就是一个旋转参考系。 为了将牛顿第二定律应用于研究相对于旋转参考系得大气运动，不但要讨论作用于大气得真实力得性质，而且要讨论绝对加速度与相对加速度之间得关系。相对于惯性参考系中得运动方程而言，旋转参考系中得运动方程加入了视示力（科里奥利力、惯性离心力）。 3、惯性离心力与科里奥利力有哪些异同点？ 答：都就是在旋转参考系中得视示力；惯性离心力恒存在，而大气相对于地球有运动时才会产生科里奥利力。 4、重力位势与重力位能这两个概念有何差异？ 答：重力位势：重力位势表示移动单位质量空气微团从海平面（Z=0）到Z 高度，克服重力所做得功。 重力位能：重力位能可简称为位能。重力场中距海平面z 高度上单位质量空气微团所具有得位能为Φ=gz，引进重力位势后，g等重力位势面（等Φ面）相垂直，方向为高值等重力位势面指向低等重力位势面，其大小由等重力位势面得

疏密程度来确定。所以，重力位势得空间分布完全刻划出了重力场得特征。 5、试阐述速度散度得物理意义？速度散度与运动得参考系有没有关系？答：速度散度代表物质体积元得体积在运动中得相对膨胀率。 因，故速度散度与运动得参考系没有关系。 8、计算45°N跟随地球一起旋转得空气微团得牵引速度。 答：由速度公式可知，牵引速度为： 大小为；方向为向东。 19、证明相对加速度可写成

动力气象-复习题20

动力气象学习题集 一、名词解释 1.地转平衡： 2.f平面近似： 3.地转偏差： 4.尺度分析法： 5.梯度风： 6.地转风： 7.正压大气： 8.斜压大气： 9.大气行星边界层： 10.旋转减弱： 11.埃克曼抽吸： 12.波包迹： 13.环流： 14.环流定理： 15.埃克曼螺线：

16.梯度风高度： 17.非频散波： 18.微扰法（小扰动法）： 19.声波： 20.重力外波： 21.Boussinesq近似： 22.正压不稳定： 23.斜压不稳定： 二、判断题 1.中纬度地转运动准水平的原因之一是重力场的作用使大气质量向靠近地球固定边界一薄层中堆积，从而制约了铅直气压梯度，限制了大气运动的铅直尺度。 2.等压面图上，闭合高值等高线区域，等压面是下凹的，在闭合低值等高线区域，等压面是上凸的。 3.小尺度运动不满足静力平衡条件，但仍然可以用p坐标系运动方程组描述他们的运动规律。 4.压高公式说明，气层厚度正比于平均温度，气压随高度按指数单调递减，且平均温度愈低，气压随高度递减愈慢，反之亦然。 5.如果运动是绝热、无摩擦和定常运动，且周围无水汽交换，那么单位质量湿空气的显热能、位能、动能、潜热能之和守恒。 6.有效位能是动能唯一的“源”，但不是唯一的“汇”。 7.风随高度分布的对数定律是指在不稳定条件下，近地面层的风速分布特征。 8.不规则湍涡运动会引起动量和其它物理量的输送，它的最小单位是分子。 9.动力气象学是流体力学的一个分支。 10.物理量的空间分布称为物理量场。

11.气压梯度力反比于气压梯度。 12.速度散度代表物质体积元的体积在运动中的相对膨胀率。 13.笛卡尔坐标系中的三个基本方向在空间中是固定的，球坐标系中的三个基本方向随空间点是变化的。 14.大气运动被分成大、中、小尺度是按照时间尺度划分的。 15.当f处于系数地位不被微商时，取f=f0；当f处于对y求微商地位时，取d f/d y=常数，此种处理方法称为β平面近似。 16.连续方程一级简化后，说明整层大气是水平无辐散的。 17.波动的参数包括很多，其中波数与波长成正比。 18.用x轴表示波动传播方向，等位相面沿x方向移动的速度为相速。 19.大气声波的相速决定于基本气流和大气的热性质和热状态，与波长无关，所以是频散波。 20.声波只在水平方向传播。 21.纯重力内波的特点之一是相速矢量和群速矢量水平分量是相互垂直的。 22.纯重力内波的特点之一是相速矢量和群速矢量铅直分量是相互垂直的。 23.取准地转近似不仅可以滤去重力惯性外波，还可以保证涡旋性慢波不受歪曲。 24.湍流不仅可以引起动量的输送，还会引起热量、水汽和空气中悬浮物质的输送。 25.埃克曼螺线解的一个最显著的特征是风有指向高压一侧的分量。 26.不规则湍涡运动会引起动量和其它物理量的输送，它的最小单位是分子。 27.大气位能可以直接转换成水平运动动能。 28.一般来说，单是铅直运动就能改变动能和全位能。 29.等压面、等温面成水平分布状态且层结稳定时，有效位能不等于零。 30.空气微团做上升运动时，其位能减小，作下沉运动时位能增加。 31.局地非绝热产生的有效位能的效率，当等位温面上高压区冷却，将使有效位能增加。 32.有效位能仅是全位能能够转换为动能的上限值。 33.有效位能完全决定于大气初始状态，大气为斜压状态时，有效位能为零。 34.贴地层中有一个重要的物理量，是粗糙度，他决定于下垫面的物理性质。 三、填空题 1.地转偏向力的大小与纬度成（），在赤道为（）。 2.地转偏差与水平加速度方向相垂直，在北半球指向水平加速度的（）侧，其大小与水平加速度成正比，与纬度的正弦为（）。 3.梯度风平衡是指（）、（）和（）三力达成的平衡。