動力氣象學(xué)第二章ppt課件-展示頁
2025-05-24 01:12本頁面
【正文】 e 慣性坐標(biāo)系與旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中矢量全導(dǎo)數(shù)的關(guān)系 任意矢量 ? ?kAjAiAdtddt Adzyxaa???? ???矢量在慣性系中可視為位置i?? dt id a?矢端線速度 ??角速度線速度與角速度關(guān)系 kdtkdjdtjdidtid aaa ????????? ????????? 同理可得???????? ?????dtddtdAdtAddtAd raradt kdAdt jdAdt idAkdtdAjdtdAidtdA azayaxzyx????????????普適微分算子 dtAdr ?3. 兩個參考系中物理量全導(dǎo)數(shù)的聯(lián)系 滿足普適微分算子： 證明 : 見書 P12（關(guān)鍵 ） ＊ 四、運(yùn)動方程（牛頓第二定律） 牛頓第二定律：（單位質(zhì)量的氣團(tuán)） 成立條件： 慣性（絕對）坐標(biāo)系 ??iiaa fdtVd ??研究對象 —— 大氣運(yùn)動（風(fēng)） －－相對于地球的相對速度 。慣性坐標(biāo)系下，可以看到大氣隨地球一起旋轉(zhuǎn)，是 “ 絕對運(yùn)動 ” ； ? 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系 ：原點(diǎn)位于地球中心，坐標(biāo)軸固定在地球上的坐標(biāo)系。 2. 參考系（坐標(biāo)系） 為了確定物體位置和描述物體運(yùn)動，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。 ，冷平流0??? sT暖平流,0??? sT低沿水平速度方向溫度降高沿水平速度方向溫度升,0,0??????sTsT暖 冷 冷 例如：寒潮氣溫驟降 引入算子符號： zkyjxi ?????????? ???kwjviuV ???? ???則（ 1）式可以表示為： TVtTdtdT ?????? ?上述關(guān)系式對其他物理量也是成立的，即 ?????? Vtdtd ?＊ 運(yùn)動的描述 ? 運(yùn)動 位置隨時間的改變 ? 任何運(yùn)動都是相對于確定的參考系的運(yùn)動 ? 運(yùn)動本身不受參考系的影響，但是對運(yùn)動的描述卻隨著所用參考系的不同而不同 三 、絕對運(yùn)動和相對運(yùn)動 1. 概念 在地球外某一固定點(diǎn)觀測地球上的大氣運(yùn)動，是 “ 絕對運(yùn)動 ” ，可以看到大氣隨地球一起旋轉(zhuǎn)。 若 t時刻位于（ x， y， z）處，經(jīng)過＆ t時刻后移至 處，則溫度在運(yùn)動中的變化為： 利用泰勒（ Taylor)級數(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 ：溫度的個別變化，表示個別空氣微團(tuán)的溫度在運(yùn)動中隨時間的變化率； 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)動產(chǎn)生的變化；右方第 4項(xiàng)為對流變化項(xiàng)，是因大氣垂直運(yùn)動及垂直方向上溫度分布不均勻產(chǎn)生的變化。 在直角坐標(biāo)系中，溫度場可用函數(shù)表示T=T(x,y,z,t)，稱溫度場函數(shù)。 大氣作為流體，滿足研究流體運(yùn)動的兩種方法： 經(jīng)典力學(xué)和熱力學(xué)常以個別物體和個別熱力學(xué)系統(tǒng)作為研究對象，物理定律
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