動(dòng)力氣象學(xué)第二章ppt課件-wenkub.com
2025-05-08 01:12 本頁(yè)面
【正文】 從數(shù)學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，要注意邊界條件與方程解的適定問(wèn)題。對(duì)于全球大氣運(yùn)動(dòng)，一般只需給出上、下邊界條件。這樣只能研究沒(méi)有相變的干空氣。適用于中低緯局部地區(qū)大氣運(yùn)動(dòng)，不適用于靠近極地區(qū)域 sfsffufkfujfvwfiukujvwivukwujwviwvukjiVkjkwjviuV4510~。 （輻散）時(shí)，因質(zhì)量守恒其密度要減小；運(yùn)動(dòng)中體積減小（輻合）時(shí)，其密度要增大。大氣是低粘流體，分子粘性力作用甚小，一般都將其略去。 But，牛頓第二定律不能直接應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系。旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，感覺(jué)不到地球自轉(zhuǎn)，觀察到的大氣運(yùn)動(dòng)是 “ 相對(duì)運(yùn)動(dòng) ” 。 在地球上觀測(cè)大氣運(yùn)動(dòng)，是 “ 相對(duì)運(yùn)動(dòng) ” ，觀測(cè)者與地球一起旋轉(zhuǎn)，感覺(jué)不到地球自轉(zhuǎn)。個(gè)別空氣微團(tuán)的軌跡可表示為 x=x（ t） , y=y（ t） , z=z（ t），則 x、 y、 z方向上微團(tuán)的速度分量為： dtdzwdtdyvdtdxu ??? 。 以流體空間中某一固定 空間體積元為研究對(duì)象，研究不同流體微團(tuán)通過(guò)某一固定點(diǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其它物理屬性變化的規(guī)律，從而掌握流場(chǎng)中各物理量的空間分布及其變化規(guī)律。 ? 由于輻射和水汽相變，大氣不斷受到加熱和冷卻，對(duì)大氣的熱力狀況產(chǎn)生很大的影響，從而引起動(dòng)力作用。 建立方程組要解決的幾個(gè)主要問(wèn)題 分析方法的轉(zhuǎn)變（ Lagrange Euler） 參考系的轉(zhuǎn)變（慣性 旋轉(zhuǎn)） 坐標(biāo)系的選擇（球坐標(biāo)系、局地直角坐標(biāo)系） 一、地球與大氣的基本特征 ? 地球：地球一方面繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn) （一年 繞太陽(yáng)一周）， 一方面繞自己的軸自西向東自轉(zhuǎn)（一個(gè)太陽(yáng)日 24小時(shí)，一個(gè)恒星日 23小時(shí) 56分4秒）。第二章 描寫大氣運(yùn)動(dòng)的基本方程組 一切天氣現(xiàn)象都與大氣運(yùn)動(dòng)相關(guān)，盡管大氣運(yùn)動(dòng)很復(fù)雜，但始終要遵循一定的物理定律（ fundamental physical laws）。 地球自轉(zhuǎn)角速度： 地球自轉(zhuǎn)對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)有重大影響，而地球公轉(zhuǎn)主要決定一年四季的變化，但對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)的變化影響 “ 不大 ” 。 ? 實(shí)際大氣不是理想流體，需要考慮粘性作用（主要表現(xiàn)在接近地面的邊界層大氣中） ? 拉格朗日方法 —— 流體 。 大氣作為流體，滿足研究流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法： 經(jīng)典力學(xué)和熱力學(xué)常以個(gè)別物體和個(gè)別熱力學(xué)系統(tǒng)作為研究對(duì)象，物理定律可以直接用于研究個(gè)別空氣微團(tuán)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和熱力狀態(tài)變化問(wèn)題，但是不能直接用于研究物理量場(chǎng)的變化規(guī)律。 若 t時(shí)刻位于（ x， y， z）處，經(jīng)過(guò)＆ t時(shí)刻后移至 處，則溫度在運(yùn)動(dòng)中的變化為： 利用泰勒（ Taylor)級(jí)數(shù)展開，得： 上式除以＆ t，令其 0 ，略去高階項(xiàng)，取極限，則有： ? ?zzyyxx ??? ??? ,.? ? ? ?tzyxTttzzyyxxTT , ?????? ?????? ? ?????????????????!2222 ttTzzTyyTxxTttTT ??????zTwyTvxTutTdtdT???????????? 等式左邊 ：溫度的個(gè)別變化，表示個(gè)別空氣微團(tuán)的溫度在運(yùn)動(dòng)中隨時(shí)間的變化率； 等式右邊 ：第 1項(xiàng)為溫度的局地變化，表示固定的空間點(diǎn)溫度隨時(shí)間的變化；右方第 3項(xiàng)稱之為平流變化項(xiàng)，是因水平面上溫度分布不均勻，而大氣運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的變化；右方第 4項(xiàng)為對(duì)流變化項(xiàng)，是因大氣垂直運(yùn)動(dòng)及垂
法律信息相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1