南京信息工程大學(xué)動(dòng)力氣象-復(fù)習(xí)題-wenkub
2022-11-06 00:03:29 本頁(yè)面
【正文】 星波（大氣長(zhǎng)波）。相速 C 的表達(dá)式為 c K?? 。力管可以產(chǎn)生新的環(huán)流或使原有的環(huán)流加強(qiáng)或者減弱的動(dòng)力作用 ，這就是力管效應(yīng) 。 (二 )簡(jiǎn)答 題 1. 什么叫二級(jí)環(huán)流 ? 什么是 旋轉(zhuǎn)減弱 ? 答： 二級(jí)環(huán)流：也稱為次級(jí)環(huán)流，是由行星邊界 層的湍流摩擦效應(yīng)產(chǎn)生的穿越行星大氣邊界層和自由大氣環(huán)流的垂直環(huán)流圈，它是疊加在一級(jí)環(huán)流或稱主要環(huán)流（自由大氣中不計(jì)湍流摩擦的準(zhǔn)地轉(zhuǎn)渦旋環(huán)流）之上并受這一主環(huán)流系統(tǒng)物理約束的環(huán)流。 快波，天氣學(xué)意義不重要。上游某地區(qū)的長(zhǎng)波系統(tǒng)發(fā)生變化某種顯著的變化之 后，接著以相當(dāng)快的速度（通常比系統(tǒng)本身的移速甚至比平均西風(fēng)風(fēng)速都要快的速度）影響下游系統(tǒng)發(fā)生變化，這就是上游效應(yīng)。這種由于摩擦效應(yīng)產(chǎn)生的邊界層頂?shù)纳仙蛳鲁吝\(yùn)動(dòng)，俗稱為 Ekman泵。? ?122 KfDe ? ? ??? 梯度風(fēng)高度：當(dāng) zH=?/? 時(shí)，邊界層的風(fēng)與地轉(zhuǎn)風(fēng)平行，但比地轉(zhuǎn)風(fēng)稍大，通常把這一高度視為行星邊界層的頂部，也稱為?？寺穸?。 8. 埃克曼螺線 ： 行星邊界層內(nèi)的風(fēng)場(chǎng)是水平氣壓梯度力、科氏力和粘性摩擦力三著之間的平衡結(jié)果。表達(dá)式為： iTV f R?? 。 3. 梯度風(fēng)：水平科氏力、慣性離心力和水平氣壓梯度力三力達(dá)到平衡，此時(shí)空氣微團(tuán)運(yùn)動(dòng)稱為梯度風(fēng)，表達(dá)式為： 2 1TVpfVrn? ?? ? ? ?。 1 一、 名詞 解釋 1. 位溫 ： 氣壓為 p，溫度為 T 的干氣塊，干絕熱膨脹或壓縮到 1000hPa 時(shí)所具有的溫度。 4. 地轉(zhuǎn) 風(fēng)： 對(duì)于中緯度天氣尺度的擾動(dòng)，水平科氏力與水平氣壓梯度力接近平衡，這時(shí)空氣微團(tuán)作直線運(yùn)動(dòng)，稱為地轉(zhuǎn)風(fēng)，表達(dá)式為： 1gV p kf ?? ? ? ?。 6. 斜壓大氣 ： 大氣密度的空間分布依賴于氣壓 (p)和溫度 (T)的大氣，即： ?=? (p, T)。若以 u 為橫坐標(biāo)， v 為縱坐標(biāo)，給出各個(gè)高度上風(fēng)矢量，并投影在同一個(gè)平面內(nèi)，則風(fēng)矢量的端點(diǎn)跡線為一螺旋。 10. Ekman泵：在大氣邊界層中，大尺度大氣運(yùn)動(dòng)主要是氣壓梯度力、科氏力和摩擦力三力的平衡。 11. 微擾法（小擾動(dòng)法） ： 大氣運(yùn)動(dòng)方程組是非線性的，直接求解非常困難。 上游效應(yīng)： Cg C0，上游擾動(dòng)的能量先于擾動(dòng)本身到達(dá)下游，在下游產(chǎn)生新的擾動(dòng)，或加強(qiáng)下游原有擾動(dòng)的影響。 15. 重力內(nèi)波 ： 是指在大氣內(nèi)部，由于層結(jié)作用和大氣內(nèi)部的不連續(xù)面上，受到重力擾動(dòng)，偏離平衡位置，在重力下產(chǎn)生的波動(dòng)。 旋轉(zhuǎn)減弱：自由大氣在埃克曼泵的作用下，若無(wú)外部能量的供給，其渦度會(huì)隨時(shí)間發(fā)生衰減，這種衰減就稱為旋轉(zhuǎn)減弱。在 某平面上單位面積內(nèi)力管數(shù)目愈多，表示大氣的斜壓性愈強(qiáng)。而群速是指波包移動(dòng)的速度，即群波中具有相同振幅點(diǎn)的移動(dòng)速度，表示波列（波群）能量傳播的速度。羅斯貝波是水平橫波，單向波，慢波，對(duì)大尺度天氣變化過(guò)程有重要意義。對(duì)上式取面積 ? 趨于 0 的極限后，30lim ( ) nC V?? ???? ? ? ?， 所以，渦度在法方向的分量就等于單位面積上的環(huán)流，因此可以認(rèn)為渦度是對(duì)流體轉(zhuǎn)動(dòng)的微觀度量。 ?≡1/f0?，當(dāng) 1? ， ?u/?t 相對(duì)于 fv 可以略去。 排除重力外波的條件： (1) 假定大氣上、下邊界是剛體（固壁）邊界，即上、下邊界條件是齊次的； (2) 假定大氣是水平無(wú)輻散的；(3) 假定大氣是地轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的； (4) 假定大氣作純水平運(yùn)動(dòng)。 22 2 2222220ggc c kkkukcukduud k k k kcckcck?????? ? ? ????? ? ? ??? ? ???????? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? 故正壓羅斯貝波的群速 Cg 大于相速 C。 四 、 判斷和選擇 1. 水平氣壓梯度力 —當(dāng)氣壓梯度存在時(shí)，作用于單位質(zhì)量空氣上的力，稱為氣壓梯度力。水平氣壓梯度的方向是從 高壓 指向 低壓 ，單位距離內(nèi)水平氣壓梯度愈大，等壓線愈 密 。背風(fēng)而立，低壓在 左 手邊，高壓在 右 手邊；南半球 相反 。 7. 風(fēng)隨高度有變化是因?yàn)樗椒较蛏?溫度分布不均 產(chǎn)生的。 9. 在北半球?qū)α鲗又校瑴囟确植伎偸?北冷南暖 ，因而無(wú)論低層吹什么風(fēng)，隨高度的增加都逐漸轉(zhuǎn)為 西 風(fēng)。 13. 中緯度地區(qū)大尺度運(yùn)動(dòng)具有準(zhǔn)定常、準(zhǔn)水平、準(zhǔn)地轉(zhuǎn)、準(zhǔn)靜力平衡和準(zhǔn)無(wú)輻散的特點(diǎn)。在北半球，它使風(fēng)向右偏；它 7 的大小與風(fēng)速和緯度成正比，在赤道為零，隨緯度而增大，在兩極達(dá)最大。它的方向與空氣運(yùn)動(dòng)方向垂直。角，風(fēng)速均為 20m/s（如圖），求 700－ 500hPa 氣壓層之間平均溫度梯度（熱成風(fēng) VT）的大小與風(fēng)向。 VT＝ 20m/s，其與 x 軸的夾角為： 90TTvar ctg u? ? ? ? 也可以直接通過(guò)圖解。 把狀態(tài)方程代入地轉(zhuǎn)風(fēng)公式，再取差分 近似，則： 1 1 12
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