南京信息工程大学动力气象学第7章[知识发现]
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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,此时空气微团运动称为梯度风,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,这时空气微团作直线1V k =-。
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:iTV f R =-。
6. 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。
7. 环流: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。
8. 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。
9. 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。
()12K fDe ππ≡=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。
动力气象学 IDynamic Meteorology I课程编号:3160140、3150141、3150140、3150138课程属性:(专业主干课)学分:4 学分学时:64 学时(讲课:64 学时,上机:学时,实验:学时)课程性质:必修先修课程:高等数学、大学物理、流体力学、天气学原理适用专业:大气科学(大气科学、气候资源、海洋科学、大气物理、人工影响天气专业)教材:《动力气象学》,吕美仲、候志明、周毅编著,2008,气象出版社开课院系:大气科学学院大气科学系一、课程的教学目标和任务动力气象学是在热力学和流体力学的基础上,系统地讲述大气的动力、热力过程和大气运动的基本规律的一门主干课程。
具体说,它是应用物理学定律从理论上探讨大气环流维持、天气系统演变和其它大气运动过程规律和机理的学科,因而,它是天气学、数值天气预报及大气环流等专业课程的理论基础。
本课程,通过教学,目的在于使学生能深入地理解大气动力学的基本理论,了解近代动力气象学的主要进展,掌握大气运动过程的动力学分析方法和基本原理,从而使学生具有一定的理论水平与科学研究能力,为将来从事天气预报的业务及研究工作打下基础。
为达到上述目的,在教学中要求:1.努力贯彻理论联系实际的原则。
在教学内容和取材上,以现今国内外气象业务部门及科研单位所使用的有代表性的方法与理论为主体,讲课中以讲授基本原理为重点,遵循在实践中提出问题,然后解决问题,再回到实践中去的思路讲述本课程,使学生既能掌握基本原理,又能利用基本原理去探讨和解决实际问题。
2.注重理论的系统性。
本课程是一门理论性较强的课程,在努力贯彻理论联系实际的原则下,要突出本课程的特点,在教学中应该注意有系统、有条理地介绍它的内容,强调各部分内容之间的有机联系。
3.随着当代科学技术的迅速发展,气象科学中新理论新方法日新月异,因此,在教学中应密切注意吸收新的内容,及时介绍本学科国内外进展,帮助同学了解本学科现状及发展趋势。
“动力气象学”问题讲解汇编徐文金(南京信息工程大学大气科学学院)本讲稿根据南京信息工程大学“动力气象学”学位考试大纲(以下简称为大纲)要求的内容,以问答形式编写,以便学习者能更好地掌握“动力气象学”中的重要问题和答案。
主要参考书为:动力气象学教程,吕美仲、候志明、周毅编著,气象出版社,2004年。
本讲稿的章节与公式编号与此参考书一致(除第五章外)。
第二章(大纲第一章) 描写大气运动的基本方程组问题2.1 大气运动遵守那些定律?并由这些定律推导出那些基本方程?大气运动遵守流体力学定律。
它包含有牛顿力学定律,质量守恒定律,气体实验定律,能量守恒定律,水汽守恒定律等。
由牛顿力学定律推导出运动方程(有三个分量方程)、由质量守恒定律推导出连续方程、由气体实验定律得到状态方程、由能量守恒定律推导出热力学能量方程、由水汽守恒定律推导出水汽方程。
这些方程基本上都是偏微分方程。
问题2.2何谓个别变化?何谓局地变化?何谓平流变化?及其它们之间的关系? 表达个别物体或系统的变化称为个别变化,其数学符号为dtd ,也称为全导数。
表达某一固定地点某一物理量变化称为局地变化,其数学符号为t ∂∂,也称为偏导数。
表达由空气的水平运动(输送)所引起的局地某物理量的变化称为平流变化,它的数学符号为∇⋅-V ρ。
例如,用dt dT 表示个别空气微团温度的变化,用tT ∂∂表示局地空气微团温度的变化。
可以证明它们之间有如下的关系z T w T V dt dT t T ∂∂-∇⋅-=∂∂ρ (2.4) 式中V ρ为水平风矢量,W 为垂直速度。
(2.4)式等号右边第二项称为温度的平流变化(率),第三项称为温度的对流变化(率)或称为垂直输送项。
问题2.3何谓绝对坐标系?何谓相对坐标系?何谓绝对加速度?何谓相对加速度?何谓牵连速度?绝对坐标系也称为惯性坐标系,可以想象成是绝对静止的坐标系。
而相对坐标系则是非惯性坐标系,例如,在地球上人们是以跟随地球一起旋转的坐标系来观测大气运动的,这种旋转的坐标系就是相对坐标系。
南京信息工程大学《动力气象学》复习重点(上)《动力气象学》复习重点Char1 大气运动的基本方程组1、旋转参考系(1)运动方程 p dt V d ++?-?-=21ρ(2)连续方程 0=??+V dtd ρ ▽·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。
0=??+dtd ρρ ▽·(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 Q dtd p dt d c v =+ 内能变化率+压缩功率=加热率 Q dtd dt d c p =-α α=1/ρ2、局地直角坐标系(z 坐标系)中的基本方程组111()0ln ,,x y z v p du p fv F dt x dv p fu F dt y dw p g F dt z d u v w dt x y z p RT dT d dT dP d c p Q c a Q Q dt dt dt dt dtρρρρρραθ??=-++=--+=--++++=?????=??+=-==?? 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-=?Φ?=-??+??+??=??+??+??-?Φ?-=+?Φ?-=p RT pc Q S y T v x T u tT py u x u fu y dtdv fv x dtdu p p ωω04、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。
南京信息工程大学2024考研大纲:F36农业气象学2 南京信息工程大学2024考研大纲:F36农业气象学2精选2篇(一)南京信息工程大学2024考研大纲:F36农业气象学主要内容如下:一、气象根底知识1. 气象学的根本概念和研究对象2. 大气的组成和构造3. 气压、气温、湿度、风速等根本气象要素的测量和观测方法4. 气象要素的统计特征和分布规律二、农业气象与农作物生长关系1. 农作物的生理特性及其对气象要素的响应2. 不同气象要素对农作物生长和产量的影响3. 农作物的气候适应性及其对气象条件的要求三、农业气象灾害和防御1. 农作物对气象灾害的敏感性和抗逆性2. 干旱、水涝、冻害、苦寒、高温等气象灾害的成因和开展过程3. 农业气象灾害的监测和预警方法4. 农业气象灾害的防御和应对策略四、农业气象应用技术1. 农业气象站和农业气象观测网络建立2. 气象数据的分析和处理方法3. 气象预测模型和决策支持系统在农业气象中的应用4. 遥感和地理信息系统在农业气象中的应用五、气象资与农业可持续开展1. 气象资的特点和利用价值2. 气象与农业消费、生态环境、农产品质量等方面的关系3. 气象对农业可持续开展的影响和作用六、农业气象政策与管理1. 国家和地方对农业气象的政策和管理措施2. 农业气象效劳体系建立和管理这些内容是南京信息工程大学2024年考研农业气象学的大纲,旨在培养学生系统、全面地掌握农业气象学的根本理论和理论技能,为农业消费和农业管理提供科学的决策根据和技术支持。
南京信息工程大学2024考研大纲:F36农业气象学2精选2篇(二)南京信息工程大学2024年的考研大纲中,F11流体力学是一个重要的学科。
下面将对该学科的内容进展详细解析。
一、根本知识与根本理论1. 流体力学的根本概念和根本假设:介绍了流体力学的根本概念,包括流体、连续介质、流体的运动描绘等,以及流体力学研究中的根本假设。
2. 流体的物理性质:涵盖了研究流体力学中需要理解的物理性质,如密度、压强、速度、温度等。
一.名词解释1.变压风2.锢囚锋3.气旋族4.沃克环流二.填空1.固定点温度由项决定。
2.锋生条件是。
3.南方气旋(江淮气旋)形成有两类。
4.控制大气环流基本因子有。
5.运动学公式中δδt 含义是,ððt含义是。
6.极锋锋区与副热带锋区,区别是。
7.用地面形势预报方程,作地面天气系统变化由项决定。
三.综合题1.地转风、梯度风以及热成风有何实用意义?2.以密度零级不连续面模拟锋面时,用锋面坡度公式,画图解释锋面附近气压分布特征。
3.用动力因子(涡度因子)及热力因子,画图解释处在斜压发展500hPa高空槽及温带气旋变化(变化包括移动及强度)。
4.画出500hPa温度槽(冷温度舌)落后疏散槽,并解释此槽的变化。
一.名词解释 1. 热成风 2. 地转偏差 3. 冷式锢囚锋 4. 季风5. 水汽通量散度 6. 对流不稳定 7. 副热带高压 8. 台风二.数学证明题1. 采用气块法,从质量守恒定律推导出大气运动的连续方程。
2. 假定锋面是一个物质面,锋面两侧的气压相等,推导出Margules 锋面坡度公式。
三.简单题1. 画图解释江淮气旋生成的两种物理过程。
2. 从运动学角度讨论影响锋生锋消的三大要素。
3. 简述南亚高压与西太平洋副热带高压的区别。
四.论述题1. 试分析说明锋面附近的位温场特征,以及锋面附近的风场、气压场和温度场等各种物理量场的分布特征。
2. 已知中纬度地区准地转位势倾向方程是试用该方程讨论中纬度高空500hPa 槽脊系统的强度变化以及移动趋势和方向。
3. 详细讨论台风发生、发展的必要条件。
()222222ξσσσ⎛⎫⎛⎫∂∂Φ∂∂Φ∂⎛⎫∇+=-⋅∇++-⋅∇- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭g g g P f f f R dQ f V f V p t p p C p p dt一.名词解释 1. 地转风 2. 温度平流 3. 斜压大气 4. 信风 5. 梯度风 6. 南亚高压 7. 冷锋 8. 绝对涡度二.数学证明题1. 采用气块法,推导出直角坐标系中的气压梯度的表达式。
南京信息工程大学2019考研大纲:F04动力气象学(含数值预报)/ueditor/201810/25/3d3be150183860d03aa66c3b071db0 5a.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg" width="600" height="93" border="0" vspace="0" />4、了解数值模式的基本分类,理解过滤模式和原始方程模式的区别。
第十一章、地图投影坐标系中的大气运动基本方程组1、掌握地图投影的基本知识,尤其掌握正形投影的基本概念;2、熟悉常见的三种正形投影的定义、特点;3、理解正交曲线坐标系的基本概念,理解拉密系数的物理意义;4、掌握水平坐标变换的基本方法。
5、理解地图投影坐标系中拉密系数和地图放大系数的关系。
第十二章、数值计算方案1、理解差分方法的主要思想,掌握差分格式的构造方法;2、熟悉并能够应用常用的差分格式。
3、了解差分格式的基本性质;4、掌握确定差分格式线性稳定性判据的方法,能对不同类型差分格式的稳定性进行分析;5、掌握构造常用的时间积分格式的方法;6、了解常用的时间积分格式的特点。
7、了解有限差分格式所引起的各种误差;8、熟悉非线性计算不稳定和混淆误差的概念;9、理解非线性计算不稳定产生的原因,并熟悉其常用的抑制方法。
10、掌握三点平滑、五点平滑和九点平滑的方法;11、理解响应函数的物理意义;12、了解平滑公式的应用。
第十三章、正压原始方程模式1、了解正压原始方程模式的设计思想、模式的基本特点;2、会应用有关假设,导出模式的预报方程;3、了解正压原始方程模式具有的积分性质。
4、理解模式时间积分步长的选择依据。
5、理解守恒差分格式的概念;6、掌握差分算符的表示方法;7、熟悉一次守恒格式和二次守恒格式的概念及其构造方法,熟悉正压原始方程模式二次守恒格式的构造方法;8、掌握三步法时间积分格式的构造方法;9、掌握正压原始方程模式显式时间积分方案的设计方法;10、了解半隐式格式的构造方法及其特点。