第十章 地球系统的动力学
- 格式:pptx
- 大小:7.03 MB
- 文档页数:59


三圈环流热力因素动力因素
一、引言
在物理学中,环流是指在某一空间内物质或能量的流动形式。而环流热力因素和动力因素是指影响环流的热力学和动力学因素。本文将围绕三圈环流热力因素和动力因素展开讨论。
二、三圈环流热力因素
1. 地球自转
地球自转是指地球绕自身轴线旋转一周的运动。地球自转产生了地球表面上的日夜变化,形成了大气环流的一个重要因素。由于地球自转,地球表面受到不同强度的太阳辐射,导致地球表面出现温差,从而形成了气压差,进而驱动了大气环流的形成和运动。
2. 地球公转
地球公转是指地球绕太阳运动一周的轨道运动。地球公转使得地球受到太阳辐射的强度随季节而变化,从而导致了地球表面的温度差异。这种温度差异是大气环流形成的重要因素之一。例如,地球公转使得太阳辐射在赤道附近集中,导致赤道地区温度较高,而在极地地区太阳辐射较弱,温度较低,这种温度差异驱动了大气环流的形成和运动。
3. 地形和地理位置
地形和地理位置是影响大气环流的重要因素。地球表面的地形和地理位置不均匀分布,形成了不同的地理条件和地形特征,进而影响大气环流的形成和运动。例如,山脉会阻挡气流的流动,形成风的遮挡和分流,从而影响大气环流的形成和分布。
三、三圈环流动力因素
1. 强迫震荡
强迫震荡是指外力对系统施加周期性的激励,使得系统产生周期性的响应。在大气环流中,强迫震荡可以是来自于海洋的周期性变化、地球自转和地球公转等。这些外力的周期性激励会使大气环流产生周期性的响应,形成大气环流的动力因素。
2. 地球的地热和太阳辐射
地球的地热和太阳辐射是影响大气环流的重要动力因素。地球的地热来源于地球内部的热能,而太阳辐射则来自于太阳的能量。这些能量的输入导致了大气层的温度差异,从而驱动了大气环流的形成和运动。
3. 洋流和海洋温度
洋流是指海洋中水流的运动形式。海洋温度的分布和洋流的形成与运动密切相关。海洋温度的差异会引起大气层的温度差异,从而形成气压差,驱动大气环流的形成和运动。同时,洋流的形成和运动也会影响大气环流的分布和变化。
1
第一章、地球系统科学
1、如何认识一个系统:1物质组成2系统各部分中的过程3系统各部分之间的相互作用-反馈
2、地球系统科学的定义
地球系统科学:将地球大气圈、水圈、岩石圈、冰冻圈、生物圈作为一个相互作用的系统,研究它们之间的物理、化学和生物的过程,并与人类生活和活动结合起来,借以了解现状和过去,预见未来。从而为全球环境变化预测建立科学基础,并为地球系统的科学管理提供依据。地球系统科学研究的空间范围从地心到地球外层空间,时间度从几百年到几百万年。
3、地球系统指由大气圈、水圈、陆圈(岩石圈、地幔、地核)、冰雪圈、生物圈和人类圈组成的有机整体。是作为相互作用过程的集合,而不是单个部分的组合。
4、水体: 天然或人工聚集的水成为水体。
5、水圈: 地球表层水体的总称。(水圈中的水以三相存在,分布于地表、地下和大气中。)
6、生物圈:生物圈是地球上所有动物、植物和微生物等生物有机体及其活动空间的总称。
生物圈占据了包括大气圈对流层下部、几乎整个水圈以及岩石圈表层的薄层范围。其核心部分,即地表面以上100米至水面200以下米之间,集中了绝大部分生物。
7、冰雪圈。冰雪圈的5个组成部分:海冰、大陆冰原、季节性雪盖、永动土和高山冰川。前两者是最重要部分。相对于液态和气态的水而言,冰和雪具有相对的稳定性。
冰雪圈覆盖全球海洋的7%,多年冰覆盖陆地表面的11%,但其覆盖范围可变。
冰雪圈的分布范围对地球表面温度非常敏感。水的冰点恰好位于地球表面最高和最低温度之间约一半之处。
冰、雪和冻土分为常年(多年)性和季节性。
季节性冰、雪和冻土产生的季节影响和年际影响非常显著。
因常年性冰、雪和冻土的分布稳定少变,在十到百年尺度以上,可以产生比较固定的影响过程和影响趋势。
冰雪圈的重要性:(1)稳定的对太阳辐射的高反射率,影响地表能量收支。(2)极地大气-冰-开放海洋的能量交换过程。(3)约占总水量的2%,占有地球上近80%的淡水资源。
10- 71 习 题
10-1 试说明动力荷载与移动荷载的区别。移动荷载是否可能产生动力效应?
10-2 试说明冲击荷载与突加荷载之间的区别。为何在作厂房动力分析时,吊车水平制动力可视作突加荷载?
10-3 什么是体系的动力自由度?它与几何构造分析中体系的自由度之间有何区别?如何确定体系的
动力自由度?
10-4 将无限自由度的振动问题转化为有限自由度有哪些方法?它们分别采用何种坐标?
10-5 试确定图示各体系的动力自由度,忽略弹性杆自身的质量。
(a)
(b)
EI1=∞
EI m y
分布质量的刚度为无穷大,由广义坐标法可知,体系仅有两个振动自由度y,。
(c)
(d)
m
m m
m m m
在集中质量处施加刚性链杆以限制质量运动体系。有四个自由度。
10-6 建立单自由度体系的运动方程有哪些主要方法?它们的基本原理是什么?
10-7 单自由度体系当动力荷载不作用在质量上时,应如何建立运动方程?
10-8 图示结构横梁具有无限刚性和均布质量m,B处有一弹性支座(刚度系数为k),C处有一阻尼器(阻尼系数为c),梁上受三角形分布动力荷载作用,试用不同的方法建立体系的运动方程。
EI m1 m2
EI
EI EI
2EI m m 10- 72
解:1)刚度法
该体系仅有一个自由度。
可设A截面转角a为坐标顺时针为正,此时作用于分布质量m上的惯性力呈三角形分布。其端部集度为..mla。
取A点隔离体,A结点力矩为:....3121233IMmlallmal
由动力荷载引起的力矩为:2121233ttqllql
由弹性恢复力所引起的弯矩为:.2133laklcal
根据A结点力矩平衡条件0IpsMMM可得:
3...3221393tqlkamallcal
九年级物理第十章知识点
第十章物理知识点主要包括:力的作用、力的计算、力的合成与分解、平衡力和力的平衡条件、摩擦力、弹力、重力、牛顿三定律、动力学定律、传递轨迹和简单机械等内容。
1. 力的作用:力是物体间相互作用的表现,施力物体对被施力物体产生力,使其产生加速度或改变运动状态。
2. 力的计算:力的大小用牛顿(N)作单位,力的大小等于物体的质量乘以加速度(F=ma)。
3. 力的合成与分解:多个力可以合成一个力,合成力的大小等于各个力的矢量和;一个力可以分解成多个力,分解力的大小等于力在不同方向上的分量之和。
4. 平衡力和力的平衡条件:物体处于平衡状态时,合外力的矢量和为零,即合外力平衡条件成立。
5. 摩擦力:物体之间接触面上存在的阻碍滑动或滑动的力。
6. 弹力:不同物体之间接触面上由于变形产生的恢复力。
7. 重力:地球对物体的吸引力,大小等于物体质量乘以重力加速度(g)。
8. 牛顿三定律:第一定律(惯性定律),物体静止或匀速直线运动,需要外力才能改变运动状态;第二定律(加速度定律),物体受到的合外力等于物体质量乘以加速度;第三定律(作用反作用定律),任何一个物体对另一个物体施加力,另一个物体必然对它施加大小相等、方向相反的力。
9. 动力学定律:描述物体在外力作用下的运动:牛顿第一定律——物体的运动状态只有在受到外力时才能改变;牛顿第二定律——物体的加速度与所受的力成正比,与物体的质量成反比;牛顿第三定律——任何一个物体对另一个物体施加力,另一个物体必然对它施加大小相等、方向相反的力。
10. 传递轨迹和简单机械:传递轨迹指将力从一个位置传递到另一个位置的轨迹;简单机械指由简单的机械装置构成的力学系统,包括杠杆、轮轴、滑轮、斜面等。