气科院考研专业课天气-动力气象学2011年真题

测试

1、热力学第一和第二定律分别是什么，举出应用实例

2、简述Rossby波向西传的原因

3、惯性不稳定和静力不稳定的判别分别是什么，之间的关系

4、Hadley环流和Walker环流分别是什么，之间的关系

5、写出动能方程及各项意义

6、物理参数化是什么，为什么要进行物理参数化

7、什么是位涡，在全球变暖条件下会有什么变化

8、写出暴雨形成的动力学触发机制

9、对流不稳定和位势不稳定的区别和它们的关系

10、 方程

动力气象学要点

名词解释 1、β平面近似及f 平面近似； 所谓的β平面近似是对f 参数作高一级的近似，其主要内容是： ⑴当f 处于系数地位不被微商时，取常数=?0f f ； ⑵当f 处于对y 求微商时，取常数==βdy df 。 采用β平面近似的好处是：用局地直角坐标系讨论大尺度运动将是方便的，而球面效应引起的f 随纬度的变化对运动的作用被部分保留下来。 在低纬度大气动力学研究中，取0f ≌0，f ≌βy,这称为赤道β平面近似。 f 平面近似：这是对地转参数f=2Ωsin ?采用的一种近似。在中纬度地区，若运动的经向水平尺度远小于地球半径时，可以取常数=?0f f ，即把f 作为常数处理，这种近似称为0f 近似。这种近似完全没有考虑f 随纬度的变化。 2、斜压大气与正压大气； 斜压大气是指：当大气中密度的分布不仅随气压而且还随温度而变时，即ρ≡ρ(P,T),这种大气称为斜压大气。所以斜压大气中等压面和等密度面（或等温面）是相交的，等压面上具有温度梯度，即地转风随高度发生变化。在中高纬度大气中，通常是斜压大气。大气中斜压结构对于天气系统的发生、发展有着重要意义。 正压大气是指：当大气中密度分布仅仅随气压而变时，即ρ≡ρ(P),这种大气称为正压大气。所以正压大气中等压面也就是等密度面，由于p=ρRT,因此正压大气中等压面也就是等温度面，等压面上分析不出等温线。由此，也没有热成风，也就是地转风随高度不发生变化。 3、地转偏差与地转运动； 地转偏差是指实际风和地转风的矢量差，地转偏差和水平加速度方向垂直，在北半球指向水平加速度的左侧。 地转运动是指等压线为一族平行的直线时的平衡场，在地转运动中，水平气压梯度力和科里奥利相平衡。 4、Rossby 数与Rossby 参数； L f U Ro 0==水平科氏力尺度水平惯性力尺度，称为罗斯贝数，它是一个无量纲参数， 若Ro 《1，表示水平惯性力相对于科氏力的量级要小得多，则水平气压梯度力与科氏力的量级相同（这被称为地转近似的充分条件及其物理意义）；若Ro ～1，则水平惯性力、科氏力与水平气压梯度力的量级相同；若Ro 》1,则水平惯性力远大于科氏力，水平气压梯度力与水平惯性力量级相同。 y f y y f f f β+=??+=00)/(

气象服务的制度变革

气象服务的制度变革 姚学祥 第一节引言 气象服务商业化是二十世纪末国际气象界的热门话题。对这个问题处理不当，将直接影响联合国世界气象组织的前途，影响各国气象事业赖以生存的基础，削弱人类预防气象灾害的能力，影响世界的可持续发展。后果可能是灾难性的。气象服务商业化问题亟待理论研究和指导。到目前为止，气象服务商业化问题尚未引起国内学术界的足够重视。翻开经济学、行政学的学术刊物、专著、会议文集，难以看到对这一问题的理论阐述和研究。 气象服务商业化问题本身具有重要的理论研究价值，它是一个行政管理学问题，也是一个经济学问题。从行政管理学角度看，作为一项基础性公益事业，气象服务过去一直是一种政府行为，是政府的一项社会职能。无论是社会主义国家，还是资本主义国家，无论是计划经济国家，还是市场经济国家，气象事业都是由国家投资、国家筹办并以国家名义提供服务的。从经济学角度看，气象服务是一种典型的公共物品（public goods）。最近二十年来，许多国家气象服务从无偿免费的公益性服务逐步向有偿收费的商业性服务发展，个别发达国家的气象服务已经完全实现了收费服务制，并出现了越来越多的私营气象公司。这种世界性的发展趋势提醒我们：气象服务原来并不一定都是纯粹的公共物品，有些气象服务甚至具有私人物品（private goods）的性质，即使纯粹的公益气象服务在一定条件下，也可以实行收费服务。 我国的气象服务商业化趋势是随着改革开放的深入而发展起来的。在我国从计划经济体制向社会主义市场经济体制转变过程中，政府职能已经或正在转变，气象部门也进行了改革。特别是1985年以来开展的专业有偿气象服务，改变了以往气象服务只有单纯公益无偿服务形式的状况。广大气象科技工作者从封闭的气象局大院走了出来，投身市场经济的汪洋大海之中，在不断提高公益性气象服务水平的前提下，解放思想，积极开拓市场，专业有偿服务取得了可喜的成绩，经济效益和社会效益同步增长，一个生机勃勃的气象信息服务市场迅速崛起。 在实际工作中也遇到了很多问题，如：在社会主义市场经济体制下，如何才能有效地提供气象服务？气象事业如何保证可持续发展？气象服务该不该收费？如何收费？……这些问题的核心是气象服务商业化问题，亟待理论指导。 笔者认为，气象服务是典型的知识商品，气象服务商业化是知识经济时代的必然产物。对气象服务商业化问题的研究有助于加深对公共物品和知识经济的理解。本文通过对气象服务“公”与“私”的理论思考和大量气象服务实例的分析，提出了若干问题，并进行了初步的理论探讨。我们的分析就从气象服务的公益性开始。 第二节气象服务的历史起点：公共物品 气象服务问题的核心是关于气象服务“公益性”与“商品性”的思考，即：气象服务是公共物品、还是私人物品？笔者认为，公益性是气象服务的历史起点，并且，公益性气象服务对

动力气象学

一、地球大气的动力学和热力学特征： 答：特性一：受重力场作用，大气大尺度运动具有准水平的特征及静力平衡性质。特性二：大气是重力场中的旋转流体，在中高纬度大气的大尺度运动具有地转近似平衡性质。特性三：大气是层结流体，层结稳定度对大气的垂直运动具有重要作用。特性四：大气中含有水汽，水汽所释放的潜热是大气运动发展的一种重要能量来源。特性五：大气的下边界是不均匀的，对大气的运动也具有重要影响。 二、大气运动遵循哪些规律？ 答：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。这些方程构成了研究大气运动具体规律的基本出发方程组。 三、何谓个别变化？何谓局地变化？何谓平流变化?何谓对流变化?及它们的数学表达式？ 答：1、个别变化 2、局地变化 3、平流变化 4、对流变化 四、大气运动受到那些力的作用？ 答：受到气压梯度力、地球引力（也称为地心引力）、摩擦力、惯性离心力和地转偏向(科里奥利）力等作用。其中气压梯度力、地球引力、摩擦力是真实力，或称牛顿力。而惯性离心力和地转偏向力是“视示力”，是虚拟的力。

答： 3、地转偏向力的大小与相对速度v大小程正比。对于水平运动的地转偏向力，它随地理纬度减小而减小。 六、根据牛顿力学原理大气运动方程表达式： 答： 七、热力学能量方程的数学表达式及其物理意义 答： 八、何谓局地直角坐标系？（局地直角坐标系的取法及其特点？） 答：所谓局地直角坐标系是指：这个直角坐标系的原点(或称0点)设在地球表面某一地点，则其三个坐标轴(x,y,z)中x轴指向这个地点水平面上的东方；y轴指向这个地点水平面上的北方；z轴指向这个地点的天顶方向，与球坐标相同。因此这个坐标系的三个坐标轴的指向也随地点不同而不同。可以认为它是球坐标系中略去球面曲率影响后的简化形式，对于所研究的水平范围不太大的气象问题，这种简化所产生的误差是比较小的。在这个坐标系中重力只出现在z轴方向，使运动方程变得比较简单些。

气象信息员考核管理办法(完整版)

气象信息员考核管理办法 气象信息员考核管理办法 为切实推进气象协理员、信息员队伍建设，充分发挥全县气象协理员、气象信息员在气象灾害防御工作中的重要作用，加强管理、落实职责，特制定本考核办法。 一、考核时段 每年考核一次，考核时段为当年1月1日至12月31日。 二、考核对象 全县气象协理员和气象信息员。 三、气象协理员考核方式 采用积分制，助理员对照工作职责要求每开展或完成一项打分（各项工作加分分值见附表），年终进行累计，同时，求得该助理员所在责任区内全部信息员的年度考核得分的平均值，上述两项分值之和即为该助理员的年度考核得分。 四、气象信息员考核方式 采用积分制，气象信息员对照工作职责要求每开展或完成一项打分（各项工作加分分值见附表），年终进行累计为该信息员的年终考核得分。 五、通报和奖励 对于考核得分在前5名的气象协理员和部分年度考核成绩突出的气象信息员，紫阳县气象局将予通报表彰，并给予300-500元奖励。 六、有关说明

1、县气象局将全县气象协理员、信息员年度考核情况及时报紫阳县各级政府和有关部门。 2、对于成绩突出的气象协理员和信息员，建议所在地政府予以进一步表彰。 3、本考核办法由县气象局负责解释。 气象信息员考核管理办法 附送： 气象局业务管理办法 气象局业务管理办法 第一章总则 第一条针对**县气象局气象业务实际情况，为切实完善和加强我局气象业务管理，努力做到公正、科学、客观地衡量业务工作，严格规范业务行为，保障业务高质、优效运转，使我局业务管理向制度化、规范化和科学化的目标迈进，全面提高我局业务质量，特制定本办法。 第二章业务人员上岗条件 第二条具有相关专业上岗证或临时上岗证（业务科认可的）。 第四条新参加工作人员跟班见习期： 地面测报跟班见习期： ①专业1-2个月， ②非专业2-3个月；农气观测跟班见习期：

天气学原理知识点汇总分解

集训天气学原理知识点汇总(2014.09.12) 1、大气运动受(质量守恒)、(动量守恒)和(能量守恒)等基本物理定律支配。 2、影响大气运动的真实力有(气压梯度力)、(地心引力)、(摩擦力)；影响大气运动的视示力有(惯性离心力)、(地转偏向力)。 3、(1)气压梯度力：作用于单位质量气块上的净压力，叫气压梯度力，由表达式可知，气压梯度力方向指向—▽P 的方向，即(由高压指向低压)；气压梯度力的大小与(气压梯度)成正比，与(空气密度)成反比。 (2)摩擦力：单位质量气块所受到的净粘滞力 (3)惯性离心力：R C 2Ω= (4)地转偏向力： V 2 ?Ω-=A ，地转偏向力有以下几个重要特点： ①.地转偏向力A 与Ω 相垂直，而Ω 与赤道平面垂直，所以A 在(纬圈)平面内； ②.地转偏向力A 与V 相垂直，因而地转偏向力对运动气块(不做功)，它只能改变气块的(运动方向)，而不 能改变其(速度大小)。 ③.在北半球，地转偏向力A 在V 的(右侧)，南半球，地转偏向力A 在V 的(左侧)。 ④.地转偏向力的大小与相对速度的大小成比例。当V=0时，地转偏向力消失。 (5)重力是(地心引力)和(惯性离心力)的合力，但是地球是椭圆的，任何地方重力都(垂直于水平面)。重力在赤道(最小)，极地(最大)。 4、温度平流变化：气块在温度水平分布不均匀的区域内保持原有的温度作水平运动而对局地温度变化所提供的贡献。 温度对流变化：空气垂直运动所引起的局地温度变化。 局地温度变化=个别变化+平流变化+对流变化 5、连续方程的表达式: 0)(=??+??V t ρρ 表示大气(质量守恒定律)的数学表达式称为(连续方程)。其中)(V ρ??称为质量散度(单位体积内流体的净流出量，净流出时散度为正，净流入时为负)。 6、(尺度分析)是针对某种类型的运动估计基本方程各项量级的一种简便方法。通过尺度分析，保留大项，略去小项，可以使方程得到简化。(零级简化方程)，就是只保留方程中数量级最大的各项，略去其他各项。一级简化方程，是除保留方程中数量级最大的各项外，还保留比最大项小一个量级的各项。 7、重力位势：单位质量的物体从海平面上升到高度Z 克服重力所做的功。位势的单位是(焦耳/千克)。 8、地转风：对中纬度天气尺度运动而言，在水平方向上(地转偏向力)和(气压梯度力)平衡的风称为地转风，ρp G ?-=

上海天气学原理和方法试题(有答案)

简答题（上海）： 1、大气运动系统的分类与特征尺度？（p25） 2、我国境内冬夏两季气团活动特点。（p62） 3、影响锋生锋消的因素主要有哪些？（p105-106） 4、我国有利锋生的天气形势有哪些？（p104） 5、东亚气旋再生的形式有哪几种？（p130） 6、简叙北半球对流层中部（500hpa ）夏季与冬季平均环流特点？ 7、简叙青藏高原对大气环流的影响？ 8、简叙经典统计预报法、PP 法、MOS 法及异同点？ 9、简述“p ”坐标中的垂直涡度方程中等号右端三大项的物理意义。 )()()() (y v x u y v x u f p v x p u y dt f d ??+??-??+??-????-????=+ξωωξ 10、简叙横槽转竖前常有的特征？ 11、阐述飑线和锋面的区别。（P415） 12、SR 风暴的特征是什么？（P406） 13、低空西风急流对暴雨的作用如何？（P400） 14、台风移动路径客观预报动力学方法的两类基本模式是什么？（P533） 填空题： 1、高空锋区是（对流层）和（平流层）之间显著的质量交换区。 2、气旋的活动和能量过程主要集中在（行星边界层）和（对流层）上部。 3、大气运动受（质量）守恒、（动量）守恒和（能量）守恒等基本物理定律所支 配。（p1） 4、气压梯度力与（气压梯度）成正比，与（空气密度）成反比。（p2） 5、地转偏向力处在（纬圈）平面内，它只能改变气快的（运动方向）。对于水平 运动而言，在北半球地转偏向力使运动向（右）偏，并且地转偏向力的大小 与（相对速度）的大小成比例。（p9） 5、大气运动系统按水平尺度可分为（行星）尺度、（天气或大）尺度、（中）尺

动力气象学第二章习题ALL

1．六个方程组成。三个运动方程，连续方程，热力学方程和状态方程。状态方程为诊断方程，其余为预报方程。 2．在地球上观测大气都是观测的旋转坐标系的值。多了两个视示力-科里奥利力和惯性离心力。 3．科里奥利力和惯性离心力都是视示力，是虚拟的力，是地球旋转效应的反映。 科里奥利力只有在物体相对于地球有运动时才出现，它始终与运动方向垂直，只改变物 体运动的方向，不对物体做功。地球物体都受到惯性离心力，它有可能做功。 4．重力位势和重力位能的定义分别如下， 重力位势反映的是重力场的特征，它是个相对的量，通常假定海平面为零值，随高度增大。重力位能反映的是物体反抗重力做的功，通常假定海平面为零，随高度增加。 5．速度散度代表物质体积元在运动中的相对膨胀率。连续方程是质量守恒定律得表达形式。根据连续方程，可知速度散度反映体积元相对密度的变化率，它决定于流体自身的可压缩性，所以它与参考系没有关系。 6．温度平流的物理意义，温度场和流场相互作用对于温度局地变化的贡献。 （1） 22()V V t T T T t n s n T T T V T V t t n V s s s =???=+?????-??=-?+=-??? t n V T n ?

（2） 22()n t n t n V V n V t n T n n T T V T V n V t n V n n =+??=???-??=-+?=-?? 7． n t n V n t V t T n n ?? V T

8. 9.

10. 3333333-2=2(sin cos )-2sin 2cos (1) =0-2=2 (2) =0 -2=0 (3) =0-2=-2 V v w i u j u k V ui V u k V v j V V w k V wi ???????Ω?Ω-Ω+Ω=Ω?Ω=Ω?=Ω?Ω ，并且，向上。 ，并且，没有科里奥利力。，并且，向西。 11. 12.

我是天气预报员

我是天气预报员（大班科学活动） 活动目标： 认知目标:了解生活中常见的天气以及天气预报表包括的内容 技能目标：会记录天气和设计天气预报表，并能扮演天气预报员 情感目标：喜欢科学活动，感受科学活动的重要性 活动重难点： 重点：了解生活中常见的天气，并能根据天气增减衣物 难点：体验科学活动探究的有趣性，感受科学的重要性 活动准备：图片，视频，纸和笔若干，《天气歌》 活动过程: 一、导入——儿歌导入 师：小朋友们大家好，今天老师带来了一首好听的儿歌，大家一起听一听吧。（天气歌可以在网上搜到，只是时间长达3分钟，所以播放这首歌曲的可以只播一部分） 师：这首歌曲可真好听啊，这首歌说得是什么啊，哦，天气，说到天气，大家都通过哪些方式知道天气呢？ 二、活动展开 1.讨论了解天气的方式有哪些？ 师：我听见有的小朋友说是通过看手机以及听收音机上的天气预报知道的，有的小朋友是通过看电视上的天气预报知道的，那么大家知道天气预报包括哪些内容吗？大家都摇摇头，说不知道，没关系，老师准备了一个小视频，大家来看一看吧。 2.幼儿回答天气预报包含的内容，请幼儿扮演天气预报员 师：现在请小朋友们说一说天气预报都包含哪些内容吧。 师：嗯，包含了日期，温度，还有的小朋友说有天气情况和城市，大家说得都不错哦，不过老师在这里要补充一个小知识，数字后面的那个符号叫做摄氏度，它啊，是数字宝宝的专属小尾巴，大家不要忘记哦。 师：现在我要请一位小勇士来扮演天气预报员，为大家预报天气，好，我请这位小朋友。其他小朋友不要着急，一会儿到表演区的时候大家都有机会。 师：这位小朋友表现得真精彩，老师要表扬你们，小河流水哗啦啦，咱们班的小朋友顶呱呱。现在老师要变魔法了，乌卡拉卡，变变变，我把小朋友们分成了4组，请大家制作天气预报表。

天气学原理和方法(1-5)

天气学原理和方法

第一章大气运动的基本特征 地球大气的各种天气现象和天气变化都与大气运动有关。大气运动在空间和时间上具有很宽的尺度谱，天气学研究的是那些与天气和气候有关的大气运动。大气运动受质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本物理定律所支配。为了应用这些物理定律讨论在气象上有意义的相对于自转地球的大气运动，本章首先讨论影响大气运动的基本作用力，和在旋转坐标系中所呈现的视示力，然后导出控制大气运动的基本方程组，并在此基础上分析大尺度运动系统的风压场和气压场的关系，并引出天气图分析中应遵循的一向基本指导原则。 第一节旋转坐标系中运动方程及作用力分析 一、旋转坐标系中运动方程 1. （绝对速度）与（相对速度）

假设 t时刻一空气质点位于P点，经t 时间，质块移到Pa点，地球上的固定点P移到了Pe位置位0 移为R，质块相对固定地点的位移为R， 图1.1 旋转坐标系 显然 当0位移很小时 单位时间的位移为 由此得 此关系式表明：绝对速度等于相对速度与牵连速度之和 2．与的关系 地球自转角速度为 则 于是 由此可得微分算子

将微分算子用于则有 再将代入上式右端得 （*）式中为地转偏向力加速度，即柯氏加速度 为向心力加速度 3．牛顿第二定律 单位质量的空气块所受到的力 在绝对坐标系中单位质量空气块受到的力有 + ：地心引力 F：摩擦力 将此式代入（*）式： 二、作用力分析 1．气压梯度力

①定义：单位质量空气块所受的净空气的压力 ②表达式G=-(1.1) ③推导： 图1.1.2 作用于气块上的气压梯度力的X分量x方向：B面P A面：-（P+ 净压力：- 同理y方向： z方向： 净空气总压力

《高等动力气象学》复习总结

《高等动力气象学》复习总结 一、名词解释 56、微扰动：任一气象要素（变量），由已知基本量叠加上未知扰动量组成，即：s s s '+=且?<<'s s 微扰动，扰动量的二次及二次以上乘积项（非线性项），可作为高阶小量忽略。 57、>>微扰法（小扰动法）：大气运动方程组是非线性的，直接求解非常困难。因此，通常采用微扰法（小扰动法）将方程组线性化，从而可求得线形波动解。 58、*浮力振荡：在稳定层结中，当气团受到垂直扰动时，它要受到与位移相反的净浮力（回复力）作用而在平衡位置附近发生振荡，这种振荡称为浮力振荡。（类比于弹性振荡）。 59、滤波：根据波动形为的物理机制而采用一定的假设条件，以消除气象意义不大的波动（称为“噪音”）而保留有气象意义波动的方法。 60、声波：由空气的可压缩性产生的振动在空气中的传播。声波是快波，天气学意义不重要。 61、重力外波：是指处于大气上下边界的空气，受到垂直扰动后，偏离平衡位置以后，在重力作用下产生的波动，发生在边界面上，离扰动边界越远，波动越不显著。快波，天气学意义不重要。 62、重力内波：是指在大气内部，由于层结作用和大气内部的不连续面上，受到重力扰动，偏离平衡位置，在重力下产生的波动。重力内波与中，小尺度天气系统关系密切。 63、罗斯贝波是在准水平的大尺度运动中，由于β效应维持绝对涡度守恒而形成的波动。它的传播速度与声波和重力波相比要慢很多，故为涡旋性慢波，同时由于它的水平尺度与地球半径相当，又称为行星波（大气长波）。罗斯贝波是水平横波，单向波，慢波，对大尺度天气变化过程有重要意义。 64、波动稳定性：定常的基本气流u 上有小扰动产生，若扰动继续保持为小扰动或随时间衰减，则称波动是中性的或波动是稳定的；若扰动随时间增强，则称波动不稳定。 65、惯性稳定度：水平面内（南北向）；考虑科氏力和南北向的压力梯度力的合力的方向，与位移的方向的关系。（地转平衡大气中，基本气流上作南北运动的空气质点形成的扰动其振幅随时间增长的问题，表示惯性振荡与快波的不稳定发展现象。） 66、>>惯性不稳定：南北移动的空气质点离开平衡位置而穿越正压、地转平衡的基本纬向气流，若基本气流对空气质点的位移起加速作用，则称惯性不稳定。 67、静力稳定度：层结大气中，垂直面内；考虑重力和垂直向的压力梯度力（浮力）的合力的方向，与位移的方向的关系。 68、正压不稳定：在正压大气中，由于平均纬向气流的水平切变引起的大气长波扰动发展的动力机制，称为正压不稳定。长波正压不稳定发展的能量来自于基本气流的动能。 69、>>正压稳定度：正压基流上，扰动形成的正压大气Rossby 波的振幅是否随时间增长的问题。 70、斜压不稳定：由于基本气流的垂直切变所引起的长波不稳定称为斜压不稳定，即由于基本场南北向温度梯度所造成的不稳定，是中纬度天气尺度扰动发生发展的主要物理机制。扰动发展的能量主要来自有效位能的释放。 71、>>斜压稳定度：斜压基本气流上，扰动形成的斜压大气长波随时间增长的问题。 72、斜压二层模式：模式中将整个对流层分为上下两层。上层的运动由写在等压面p1上的涡度方程来描写，下层的运动由写在等压面p3上的涡度方程来描写，上下两层的运动通过写在等压面p2上的热力学能量方程建立起相互联系。 73、*地转适应过程：当地转平衡被破坏后，风压场进行快速调整，达到新的地转平衡状态，这种动力调整过程称为“地转适应过程”，是一个很快的，由地转不平衡到平衡的过程。 74、地转演变过程：准地转状态下的缓慢变化过程，称为“地转演变过程”，是一个慢过程。 75、CISK 机制：大尺度的天气系统低压扰动和小尺度积云对流群之间的相互协同而构成的一种正反馈机制，会造成大尺度系统低压扰动的不稳定发展，同时使积云对流也得到加强，称这种机制为CISK 机制，又叫“第二类条件不稳定”。

天气学原理和方法--第6章--赵勇--整理模板

第六章寒潮天气过程 第一节 1、寒潮天气过程是一种大规模的冷空气活动过程。寒潮天气的主要特点是剧烈降温和大风，有时还伴有雨、雪、雨凇或霜冻。 2、中央气象台的寒潮标准规定，以过程降温与温度负距平相结合来划定冷空气活动强度。过程降温是指冷空气影响过程的始末，日平均气温的最高值与及最低值之差。而温度负距平是指冷空气影响过程中最低日平均气温与该日所在旬的多年旬平均气温之差。 3、过程降温(℃)温度负距平绝对值(℃)冷空气强度等级 ≥10 ≥5 寒潮 8—9 4 强冷空气 5—7 ≦3 一般冷空气 4、寒潮出现的时间，最早开始于9月下旬，结束最晚是第2年5月。春季的3月和秋天10—11月是寒潮和强冷空气活动最频繁的季节，也是寒潮和强冷空气对生产活动可能造成危害最重的时期。 5、影响我国的冷空气的源地：第一个是在新地岛以西的洋面上，冷空气经巴伦支海、苏联欧洲地区进入我国。它出现的次数最多，达到寒潮强度也最多。第二个是在新地岛以东的洋面上，冷空气大多数经喀拉海、太梅尔半岛、苏联地区进入我国。它的出现次数虽少，但是气温低，可达到寒潮强度。第三个是在冰岛以南的洋而上，冷空气经苏联欧洲南部或地中海、黑海、里海进入我国。它出现的次数较多，但是温度不很低，一般达不到寒潮强度。

6、西伯利亚中部(70。—90。E，43。—65。N)地区称为寒潮关键区。冷空气从关键区入侵我国有四条路径：①西北路(中路)②西路③东路④东路加西路。 第二节 1、极涡的移动路径主要有三种类型：①经向性运动②纬向性移动③转游性运动。 2、根据极涡中心的分布特点，按100百帕的环流分为四种类型：①绕极型，②偏心型，③偶极型，④多极型。这四种极涡型在冬半年各月分布的频率并不相同，绕极型在10月份占绝对优势，频率占50％，11—12月偶极型频率占40—50％，到1—2月偶极型频率接近60％，其平均持续也最久可达11.8天。 3、中央气象局科学研究所普查了1962—1971年的历史天气图，发现所有中等以上强度的大范围持续低温都是出现在北半球对流层中、上部。 4、极地高压的定义为：①500百帕图上有完整的反气旋环流，能 分析出不少于一根闭合等高线；②有相当范围的单独的暖中心与位势高度场配合；②暖性高压主体在70。N以北；④高压维持在3天以上。 5、极地高压是一个深厚的暖性高压，由于极高形成，使极圈的温度场变成南冷北暖。 6、寒潮地面高压大多数属于热力不对称的系统，高压的前部有强冷乎流；后部则为暖平流，中心区温度平流趋近于零，它是热力和动力共同作用形成的。

(完整版)动力气象学期末考试题基本概念复习题

一、名词解释范围（共计20分） （1）冷暖平流：由温度的个别变化与局地变化的关系： 33dT T V T dt t ?=+???u u r 或 dT T T V T w dt t t ??=+??+??u r 移项后，有： T dT T V T w t dt t ??=-??-??u r 设0,0dT w dt ==，则有 T T V T V t s ??=-??=-??u r （ s 方向即水平速度的方向。空气微团做水平运动时，即使为微团本身的温度保持不变，也会引起温度场的局地变化。） 当0T s ?>?，即沿着水平速度方向温度是升高的，风由冷区吹向暖区，这时0T V s ?-?（即0T t ?>?），会引起局地温度升高，我们便说有暖平流。 总之温度平流是通过水平气流引起温度的重新分布而使局地温度发生变化的。 （2）罗斯贝数：水平惯性力与水平科氏力之比，即：00U R f L =，表示大气运动的准地转程度，也可用来判别大气运动的类型（大、中、小尺度）和特性（线性或非线性）。 （3）梯度风：水平科氏力、离心力和水平气压梯度力三力达成的平衡。此时的空气运动称为梯度风，即21V p fV R n ρ?+=-?。 （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 的空气作水平直线运动，称为地转风，表达式为： 1g V p k f ρ =-??u u r r 。 （5）β平面近似：中高纬地区，对大尺度运动，/1y a <，则0f f y β=+，其中002cos 2sin ,f const const a ??β=Ω=== 具体做法：f 不被微分时，令0f f const ==。f 在平流项中被微分时，令 f const y β?==?。

《动力气象学》问题讲解汇编

“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 dt d ，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t T ??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。相对于相对坐标系的运动称为相对运动。相对运动中的速度称为相对速度，气象站观测的风速就是空气的相对速度。相对运动中的加速度称为相对加速度。在惯性坐标系中观测到的速度和加速度，分别称为绝对速度和绝对加速度。 绝对速度=相对速度+牵连速度 随地球旋转（旋转角速度为Ω?）的坐标系的牵连速度为r ρ??Ω，r ρ为运动物体在 地球旋转坐标系中的位置矢量。 问题2.4 大气运动受到那些力的作用？ 受到气压梯度力、地心引力、摩擦力、惯性离心力和地转偏向(科里奥利）力等作用。其中气压梯度力、地心引力、摩擦力是真实力，或称牛顿力。而惯性离心力和地转偏向力是“视示力”，是虚拟的力。 问题2.5 气压梯度力的定义及其数学表达式？ 当气压分布不均匀时，气块就会受到净压力的作用。我们定义：作用于单位质量气块上的净压力称为气压梯度力，其数学表达式为 ? p 1G ?-=ρ ?

天气学原理和方法--第8章--于怀征--整理

第八章 一：填空 1、雷暴一般伴有阵雨，有时则伴有大风、（冰雹）、（龙卷）等天气现象，通常把只伴有阵雨的雷暴称为（一般雷暴），而把伴有雷暴、大风、（冰雹）、（龙卷）等严重的灾害性天气现象之一的雷暴叫做（强雷暴）。 2、产生雷暴的积雨云叫（雷暴云），一个雷暴云叫做一个雷暴单体，多个雷暴单体成群成带地聚集在一起叫（雷暴群或雷暴带）。每个雷暴单体的生命史大致可分为（发展）、（成熟）（消亡）三个阶段。 3、雷电是由积雨云中冰晶（温差起电）以及其他作用所造成的。一般云顶高度到达（-20℃等温线高度以上）是才产生雷电。 4、雷暴云中放电强度和频繁程度与雷暴云的（高度）和（强度）有关。 5、在雷暴云下形成一个近乎饱和的冷空气堆，因其密度较大而气压较高，这个高压叫（雷暴高压），当雷暴云向前移动经过测站时，使该站产生气温（下降）、气压（涌升）、相对湿度（上升）、露点或绝对湿度（下降）等气象要素的显著变化。 6、以严重降雹的雷暴叫（雹暴），以强烈阵风为主的叫（飑暴），强雷暴和一般雷暴的区别是（系统中的垂直气流的强度）、（垂直气流的有组织程度）和（不对称性）。 7、超级单体是具有单一的特大垂直环流的巨大强风暴云，它的结构具有以下特征：（风暴云顶）、（气流）、（无（弱）回波区）、（风暴的移动方向）、（环境风）。 8、强雷暴按其结构特征划分不同的类型，常分为（超级单体风暴）、（多单体风暴）、（飑线）。 9、风暴的运动方向一般偏向于对流云中层的风的（右侧），所以这类风暴也叫（右移强风暴）。 10、由许多雷暴单体侧向排列而形成的强对流云带叫做（飑线）。 11、当强雷暴云来临的瞬间，风向（突变），风力（猛增），由静风突然加强到大风以上的强风。与此同时，气压（涌升）、形成明显的（雷暴鼻），气温（急降），相对湿度也（大幅度上升）。 12、雷暴云底伸展出来并到达地面的（漏斗状）云叫做龙卷。龙卷伸展到地面时会引起强烈的旋风，这种旋风叫（龙卷风）。 13、天气系统按其空间、时间尺度可以划分为（大尺度）、(中尺度)、(小尺度)三类天气系统。 14、中尺度可分为三个等级：（200-2000公里的为中-α）、（20-200公里的为中-β）、（2-20公里的为中-γ），我们通常说的“中系统”是中-β，中-α则是中间尺度或次天气尺度系统。 15、和飚现象相联系的一类中系统叫（飚中系统），它包括（雷暴高压）、飚线、（飚线前低压）、（尾流低压）等中系统。 16、雷暴高压是一个中尺度的（冷性）高压，高压内有强烈辐散，其前部压、温、湿水平梯度很大，等值线密集，这个地带叫（飚线或飚锋）。它具有阵风前沿线（阵风锋）、（风向切变线）、（气压涌升线）、气象要素不连续线或不稳定线等特征。 17、飚中系统的生命史大致可分为四个阶段（初始阶段发展阶段成熟阶段

动力气象学总复习

动力气象学总复习 第一章绪论 掌握动力气象学的性质，研究对象，研究内容以及基本假定动力气象学（性质）是由流体力学中分离出来（分支），是大气科学中一个独立的分支学科。 动力气象学定义：是应用物理学定律研究大气运动的动力过程、热力过程，以及它们之间的相互关系，从理论上探讨大气环流、天气系统演变和其它大气运动过程学科。 动力气象学研究对象：发生在旋转地球上并且密度随高度递减的空气流体运动的特殊规律。 动力气象学研究内容：根据地球大气的特点研究地球大气中各种运动的基本原理以及主要热力学和动力学过程。主要研究内容有大气运动的基本方程、风场、气压坐标、环流与涡度、风与气压场的关系、大气中的波动、大气边界层、大气不稳定等等。 一、基本假设： 大气视为“连续流体”，表征大气运动状态和热力状态的各种物理量(U, V, P, T, et al.) 看成是随时间和空间变化的连续函数； 大气宏观运动时，可视为“理想气体”，气压、密度和温度之间满足理想其他的状态方程，大气是可“压缩流体”，动力过程和热力过程相互影响和相互制约； 二、地球大气的动力学和热力学特性 大气是“旋转流体”：90%的大气质量集中在10km以下的对流层；水平U, V远大于w（满足静力平衡）；Ω =7.29?10-5rad/s，中纬度大尺度

满足地转平衡（科氏力与水平气压梯度力相当）。 大气是“层结流体”：大气密度随高度变化，阿基米德净力使不稳定层结大气中积云对流发展；阿基米德净力使稳定层结大气中产生重力内波。 大气中含有水份：水份的相变过程使大气得到（失去）热量。 大气下垫面的不均匀性：海陆分布和大地形的影响。 大气运动的多尺度性：（见尺度分析） 第二章大气运动方程组 控制大气运动的基本规律有质量守恒、动量守恒、能量守恒等等。支配其运动状态和热力学状态的基本定律有：牛顿第二定律、质量守恒定律、热力学第一定律和状态方程等等。 本章要点： 旋转坐标系；惯性离心力和科氏力；全导数和局地导数；预报和诊断方程；运动方程、连续方程；状态方程、热力学方程及其讨论；局地直角坐标系。 一、全导数和局地导数的概念 拉格朗日方法：以某物质体积元（微团）为对象，研究它的空间位置及其物理属性随时间变化规律，并且推广到整个流体的运动； 欧拉方法则以流体空间某一固定体积元（空间点）为对象，研究不同流体经过该固定点时的运动及其物理属性变化的规律，从而掌握流场中各物理量的空间分布及其变化规律。 以温度T为例： T(x, y, z, t)：x=x(t); y=y(t); z=z(t) u=dx/dt; v=dy/dt; w=dz/dt

天气学原理和方法--第7章--刘强--整理

第七章 第一节降水的形成与诊断 一、降水形成过程 (一)一般降水的形成过程（有三个条件） 1、水汽条件：水汽由源地水平输送到降水地区 2、垂直运动条件：水汽在降水地区辐合上升，在上升中绝热膨胀冷却凝结成云 3、云滴增长条件：云滴增长变为雨滴而下降 前两个条件决定于天气学条件，是降水的宏观过程，第三个条件主要决定于云物理条件，是降水的微观过程。云滴增长的条件主要决定于云层厚度，而云层厚度，由决定于水汽和垂直运动的条件，所以在降水预报中，通常只要分析水汽条件和垂直运动条件即可。一般任务云滴增长的过程有两种：一种是“冰晶效应”可促使云滴迅速增长而产生降水，在中高纬度，这种过程起着重要作用；另一种是云滴的碰撞合并作用，尤其是云层发展较厚时，这种过程更明显。 （二）暴雨的形成条件 凡是日降水量达到和超过50.0毫米的降水称为暴雨。 有三个普遍的主要条件，分别是充分的水汽供应、强烈的上升运动、较长的持续时间，另外还有一个地形条件，就是有利的地形条件。 1、充分的水汽供应 暴雨是在大气饱和比湿达到相当大的数值以上才形成的，700hpa

上比湿≥8克/千克（对北京来说，比湿≥5克/千克），是出现大、暴雨的必要条件；有了相当高的饱和比湿条件，还必须有充分的水汽供应，因为只靠某一地区大气柱中所含的水汽凝结下降量很小，因此必须研究水汽供应的环流形势。 2、强烈的上升运动 强烈的上升运动只有在不稳定能量释放时，才能形成，因此暴雨预报必须分析不稳定能量的储存和释放问题，研究形成暴雨的中、小尺度系统。 二、水汽方程和降水率 （一）水汽方程 水汽方程是表示水汽输送和变化的基本方程。单位时间内通过某一单位面积的水汽量，称为水汽通量。水汽方程表达式： 此式说明，一个运动的单位质量湿空气块，其比湿的变化等于凝结率及湍流扩散率之和。 单位时间内，某一体积所含水汽的变化量主要有四个方面的因素决定：水平方向上水汽的净流入量，垂直方向上水汽的净流入量，凝结量，湍流扩散。 （二）降水率 单位时间内降落在地面单位面积上的总降水量，称为降水率或降水强度。表达式：

中小尺度动力气象学

中小尺度天气动力学 第一章中尺度天气系统的特征 1、中尺度天气系统：时间尺度和空间尺度比常规探测站网小，但比积云单体的生命周期及 空间尺度大得多的一种尺度。即水平尺度为几公里到几百公里，时间尺度由1小时到十几小时。 2、划分依据及分类： 1）早期的经验分类 天气系统——大尺度、中尺度和小尺度 空间尺度分别为：106m、105m和104m 时间尺度对应为：105s、104s和103s 2）依据物理本质对天气系统进行分类（动力学分类方法） 行星尺度、气旋尺度、中尺度、积云尺度、小尺度 3）Orlanski的综合分类（观测与理论分类） 大尺度（α、β）中尺度（α、β、γ）小尺度 3、中尺度大气运动的基本特征 1)空间尺度范围广，生命周期跨度大； 2)气象要素梯度大； 3)散度、涡度与垂直速度； 4)非地转平衡和非静力平衡； 5)质量场和风场的适应； 6)小概率和频谱宽、大振幅事件 第二章地形性中尺度环流 1、中尺度大气环流系统的分类：地形性环流系统、自由大气环流系统 2、地形波的基本类型主要依赖风的不同类型 （1）层状气流 小风、层状气流。平滑浅波，波动只发生在山脉上空的浅层，向上很快消失——山脉波（mountain wave） （2）驻涡气流： 在山顶高度以上风速较大时，可能在山脉背风坡形成半永久性的涡动，上面则有气流的平滑浅波——驻涡（standing eddy） （3）波动气流 当风速随高度增大时，在背风坡出现波动气流——背风波（lee wave）。背风波可以伸展到对流层上层和平流层。 （4）转子气流： 在背风波出现时，当垂直方向有风速极大值出现时，则会形成转子气流（rotor streaming）。 驻涡和转子是背风波的特殊形式！ 3、背风波的形成、特征及大气条件 背风波是地形波的一种类型，由于障碍物引起空气垂直振荡而造成的。 特征：波长：1.8～70km之间，多为5～20km左右。波长一般随高度而变，高层较长，低层较短。随风速而变，风速愈大，波长愈大。

动力气象学第四章习题ALL

第四章p坐标，铅直坐标变换习题答案 1、试说明静力平衡大气中气压场与温度场之间的关系、等压面高度与温度的关系。? 答： （1）气压场与温度场之间的关系如下：在铅直方向，等压面之间的厚度完全决定于两等压面之间的温度铅直分布。 （2）等压面的高度与平均温成正比，平均温度越高等压面越高，反之等压面高度愈低。 2、什么是等高面图，什么是等压面图? 采用等压面图分析气压形势的依据是什么？ 答： （1）在一张特制的地图（称天气底图）上，填写各测站上空某一确定高度上探测到气压值，并按一定的气压间隔（如间隔2。5hpa或间隔5hpa）分析等压线，便得到一张等高面气压形势图，即等高面图。实际天气预报业务工作中只分析海平面（z=0）气压形势图，并俗称地面图。 （2）等压面分析是以一个确定的等压面作为分析对象。将不同高度的等高面与空间一确定的等压面相截，相截的曲线就是等压面上高度相等的连线-----等高线，将各等高线投影在天气底图上，这就是该等压面的绝对形势图，通常称等压面图。 （3）采用等压面分析气压形势的依据是：大气在相当程度上满足静力平衡，在此平衡基础上，气压和高度之间存在确定的函数关系，所以等压面上存在的高度形势与等高面上描绘的气压形势有很好的对应关系。 3、如何理解等压面图上分析的等高线也是等压线? 如何理解等压面图上分析的等温线，也是等位温线、等密度线、等饱和比湿线。 答： （1）大气在相当程度上满足静力平衡，在此平衡基础上，气压和高度之间存在确定的函数关系，所以等压面上存在的高度形势与等高面上描绘的气压形势有很好的对应关系。 （2）位温公式的定义， （3）状态方程 （4）饱和比湿的定义 4、为什么说等压面图上等高线愈密集地区水平气压梯度力愈大。 等压面上存在的高度形势与等高面上描绘的气压形势有很好的对应关系。等压面图上等高线越密集说明在相同的高度内气压变化的就越大，也就是说气压梯度就越大。

动力气象学第三章习题ALL

动力气象学第三章课后题答案 1. 什么是运动的尺度?什么是尺度分析方法？ 大气任何一类运动系统中，表征大气运动状态和热力状态的各物理场变量，其空间分布是不均匀的，也存在时间变化，这种时空变化都存在一定的范围。为此可以用各物理场变量具有代表意义的量值来表示该系统的基本特征，称之为物理场变量的特征值，这也就是物理场变量的尺度。物理场变量的尺度，只是从量级大小这个意义上来表征系统物理属性特征的。 尺度分析法是依据表征某类运动系统的运动状态和热力状态各物理量的特征值，估计大气运动方程中各项量级大小的一种方法。根据尺度分析的结果，结合物理上的考虑，略去方程中量级较小的项，便可得到简化方程，并可分析运动系统的某些基本性质。 2. 为什么常根据运动的水平尺度对大气运动进行分类？ 基于以下三方面的原因常根据运动的水平尺度对大气运动进行分类：（1）地球大气垂直厚度远小于水平长度；（2）具有气象意义的运动系统的场变量的在水平方向上的变动尺度差别很大，可达几个数量级，并且大气运动的特征与水平尺度有密切关系；（3）大气某些变量在垂直方向的尺度依赖于变量的水平尺度，比如速度的垂直尺度。 3. 根据尺度分析的结果，说明中纬度大尺度运动有哪些基本特征？ 中纬度大尺度运动的基本特征有： （1）在水平方向上，气压梯度力与科氏力基本是相平衡的，即运动的准地转性。 （2）在垂直方向上，满足静力平衡近似。 （3）运动准水平无辐散。 （4）温度的局地变化主要是由温度平流和铅直运动决定的。 （5）运动系统是缓慢变化的。 4. 如何将运动方程组进行无量纲化？ 利用尺度分析中物理量的特征尺度，引进无量纲变量，将运动学方程组进行无量纲化。 5. 地转近似的充分条件是什么？试从物理上对这些条件给予说明。 根据水平运动方程的无量纲化方程（3.54）可知，地转近似的充分条件如