動(dòng)力氣象試題分類

1、試題參數(shù)(分值，難度系數(shù)，知識(shí)點(diǎn)，題型)一、 填空題1. 控制大氣運(yùn)動(dòng)的基本物理定律有牛頓第二定律、質(zhì)量守恒定律、熱力學(xué)能量守恒定律和氣體實(shí)驗(yàn)定律。(8,1,2,1)2. 在旋轉(zhuǎn)地球上，一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的空氣微團(tuán)所受的基本作用力氣壓梯度力、科里奧利力、慣性離心力和摩擦力。(8,1,2,1)3. 中緯度大尺度運(yùn)動(dòng)具有以下基本性質(zhì)，即準(zhǔn)水平、準(zhǔn)定常、準(zhǔn)地轉(zhuǎn)平衡、準(zhǔn)靜力平衡和準(zhǔn)水平無(wú)輻散。(10,1,2,1)4. 環(huán)流和渦度都是描述流體渦旋運(yùn)動(dòng)的物理量，前者是對(duì)流體5. (4,1,8,1)16. P 坐標(biāo)系中，地轉(zhuǎn)風(fēng)的表達(dá)式是，地轉(zhuǎn)風(fēng)渦度V kgf1的表達(dá)式是 。(4,1,4,1)2fg07. 平流時(shí)間尺

2、度。 L U P Lf Uh0(4,2,3,1)8. (4,1,2,1)9. 建立P坐標(biāo)系的物理基礎(chǔ)是大氣的靜力平衡性質(zhì)，P坐標(biāo)系中靜力平衡方程的形式為，連續(xù)方程的形式為 pu v。(6,1,4,1) 0 xyp pp10.定常情況下，?？寺鼘又械娜ζ胶馐侵负?、水平氣壓梯度力、科里奧利力、和湍流粘性應(yīng)力之間的平衡。(6,1,8,1)11. 理查孫數(shù)是湍流運(yùn)動(dòng)發(fā)展的重要判據(jù)，其定義式為gln z=。(2,1,8,1)Ri V z2p(z) 12. 任意高度z的氣壓z 的氣壓p z 相當(dāng)精確地等于該高度以上單位截面積空氣柱的重量。(4,1,4,1)13. 700 百帕地轉(zhuǎn)風(fēng)為東風(fēng) 4ms ,50

3、0 百帕地轉(zhuǎn)風(fēng)為西風(fēng)18ms 700-500百帕之間的熱成風(fēng)為西風(fēng)12 ms 1114. 暖平流。(4,1,5,1)15. 擦層又稱為?？寺鼘印?4,1,8,1)16. 大氣中的四種基本能量形式是內(nèi)能、位能、動(dòng)能和潛熱能。(8,1,9,1) 17. 1 f0 。(4,1,3,1)R U f L00V V18. 相對(duì)渦度在自然坐標(biāo)系中的表達(dá)式是。Rns(2,1,6,1)19. Rossby 變形半徑cf，當(dāng)初始非地轉(zhuǎn)擾動(dòng)的水平尺度L 000時(shí)，風(fēng)場(chǎng)向氣壓場(chǎng)適應(yīng)。(4,1,10,1)L L020. 正壓適應(yīng)過(guò)程的物理機(jī)制是重力慣性外波對(duì)初始非地轉(zhuǎn)擾地轉(zhuǎn)擾動(dòng)的水平尺度和強(qiáng)度。(6,1,10,1)21

4、. 面位勢(shì)高度會(huì)降低，槽區(qū)有冷平流，有利于槽加深。(4,1,11,1)22. 壓不穩(wěn)定是發(fā)生在具有垂直切變基流中的長(zhǎng)波不穩(wěn)定。(4,1,12,1)23. 壞靜力平衡起維持作用。(4,1,12,1)24. 第一、二類準(zhǔn)地轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)的條件分別是S1。(4,1,11,1) 1和S 25. 斜壓適應(yīng)過(guò)程的物理機(jī)制是重力慣性內(nèi)波對(duì)初始非地轉(zhuǎn)擾地轉(zhuǎn)擾動(dòng)的水平尺度和強(qiáng)度。(6,1,10,1)26. 場(chǎng)是相互制約的。(6,1,2,1)27. 根據(jù)準(zhǔn)地轉(zhuǎn) 方程，正渦度平流隨高度增加，有利于產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)，冷平流有利于產(chǎn)生下沉運(yùn)動(dòng)。(4,1,11,1)28. 正壓不穩(wěn)定的必要條件為，正壓不穩(wěn)定擾動(dòng)0d2u2yyk發(fā)

5、展的能量來(lái)自基本緯向氣流的平均動(dòng)能。(4,1,12,1)29.旋轉(zhuǎn)層結(jié)大氣中可能出現(xiàn)的四種基本波動(dòng)是聲波、重力波、慣性波和羅斯貝波。(8,1,9,1)。30. 和準(zhǔn)地轉(zhuǎn)演變過(guò)程。(4,1,10,1)。31.根據(jù)準(zhǔn)地轉(zhuǎn)位勢(shì)傾向方程，高空槽脊系統(tǒng)的移動(dòng)是由渦度平32.聲波是由大氣的可壓縮性造成的，重力內(nèi)波生成的必要條件是大氣層結(jié)是穩(wěn)定的。(4,1,10,1)c變形半徑LL0L 00f0場(chǎng)向風(fēng)場(chǎng)適應(yīng)。(4,1,10,1)34.科氏力是一種視示力，當(dāng)空氣微團(tuán)沿赤道向東運(yùn)動(dòng)時(shí)，科氏力的方向指向天頂；在赤道向北運(yùn)動(dòng)時(shí)，科氏力為零。(6,1,2,1)35.所謂力管是指間隔一個(gè)單位的等壓面和等比容面相交割成的

6、管子，力管存在的充要條件是大氣的斜壓性。(4,1,6,1)36.根據(jù)準(zhǔn)地轉(zhuǎn)斜壓兩層模式的分析結(jié)果，影響斜壓不穩(wěn)定的主要因子是波長(zhǎng)、垂直風(fēng)切變、靜力穩(wěn)定度和 效應(yīng)。(8,1,11,1)37.建立熱成風(fēng)關(guān)系的物理基礎(chǔ)是地轉(zhuǎn)平衡和靜力平衡。(4,1,5,1)38.正壓不穩(wěn)定擾動(dòng)發(fā)展的能量來(lái)自基本緯向氣流的平均動(dòng)能，斜壓不穩(wěn)定擾動(dòng)發(fā)展的能量來(lái)自有效位能的釋放。(4,1,12,1)二、 是非判斷題1.等壓面圖上等高線與等溫線重合 ,此大氣一定是正壓的。(2,1,4,2)數(shù)可以表示為相對(duì)渦度與牽連渦度之比。(2,1,4,2)3.采用準(zhǔn)地轉(zhuǎn)近似不可能濾去所有快波。(2,3,9,2)近似只適用于大氣淺層運(yùn)動(dòng)。

7、(2,1,9,2)5.頻散波的相速與群速一定不等。(2,1,9,2)6. 正壓地轉(zhuǎn)適應(yīng)過(guò)程中,渦度與散度隨時(shí)間變化很大,但位勢(shì)渦度總是不變。(2,1,10,2)7.斜壓不穩(wěn)定波的增長(zhǎng)率與鉛直風(fēng)切變有關(guān) ,與波數(shù)無(wú)關(guān)。(2,1,12,2)8.大氣中絕大部分全位能不能用來(lái)轉(zhuǎn)換成動(dòng)能。(2,1,7,2)9.只要大氣是斜壓的,就一定會(huì)產(chǎn)生斜壓不穩(wěn)定(2,1,12,2)10.等壓面圖上等高線愈密集的地區(qū)水平氣壓梯度力愈大。(2,1,4,2)11.等壓面圖上等溫線愈密集的地區(qū)大氣的斜壓性愈強(qiáng)。(2,1,5,2)12.等壓面上氣壓處處相等，因此等壓面上的水平氣壓梯度力處處為零。(2,1,4,2)13. 平流

8、過(guò)程總是對(duì)地轉(zhuǎn)平衡和靜力平衡起破壞作用。(2,1,11,2)14. 疊置在準(zhǔn)地轉(zhuǎn)水平環(huán)流上的二級(jí)環(huán)流總是對(duì)地轉(zhuǎn)平衡和靜力平衡起恢復(fù)和維持作用。(2,1,11,2)15. 定常流場(chǎng)中流線與軌跡相重合。(2,1,5,2)16. 對(duì)于氣旋性流動(dòng)，梯度風(fēng)速比地轉(zhuǎn)風(fēng)速要小。(2,1,5,2)17. 對(duì)于反氣旋性流動(dòng)，梯度風(fēng)速比地轉(zhuǎn)風(fēng)速要大。(2,1,5,2)18. 大氣的斜壓性是地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度改變的充分與必要條件。(2,1,4,2)19. 過(guò)程。(2,3,10,2)20. 斜壓不穩(wěn)定是中緯度天氣尺度擾動(dòng)發(fā)展最主要的物理機(jī)制。(2,1,11,2)21. ?？寺鼘又酗L(fēng)總有指向低壓一側(cè)的分量。(2,1,8,2)

9、22. 低壓區(qū)一定有水平輻合，高壓區(qū)一定有水平輻散。(2,3,8,2)23. 斜壓性愈強(qiáng)，層結(jié)愈不穩(wěn)定，大氣中的有效位能愈充沛。(2,1,7,2)24. 局地直角坐標(biāo)系中 、 、 軸的方向在空間中是固定不變xyz的。(2,2,2,2)25. 曲率的影響。(2,2,2,2)26.在極區(qū)采用局地直角坐標(biāo)系是不適宜的。(2,2,2,2)27.大氣運(yùn)動(dòng)不可能在嚴(yán)格的地轉(zhuǎn)平衡和靜力平衡條件下進(jìn)行。(2,2,7,2)28. 坐標(biāo)系渦度方程中不含力管項(xiàng)，因此大氣的斜壓性對(duì)渦度p變化的沒(méi)有作用。(2,2,6,2)29.斜壓大氣中的準(zhǔn)地轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)不可能是純水平運(yùn)動(dòng)。(2,2,11,2)30. 的影響。(2,2,11

10、,2)三、 計(jì)算題1.計(jì)算跟隨地球一起旋轉(zhuǎn)的空氣微團(tuán)的牽連速度。45 N(10,2,2,3)V 328.3ms 1r向與赤道成 交角，相對(duì)水平速度為，試求它的科里奧利加1608kms 速度。(10,2,2,3)3. 一物體在，方向指向地心。2V ms2的地方由100m高度上自由下落，若不計(jì)空氣45 N距離。(10,2,2,3) 向東偏移。1.55 m24. 700百帕地轉(zhuǎn)風(fēng)為東風(fēng)4ms ,500百帕地轉(zhuǎn)風(fēng)為西風(fēng)8ms ，11計(jì)算700-500百帕之間熱成風(fēng)的大小和方向。(5,1,5,3)西風(fēng)12ms。15. 角，又夾角的最大值為多少(10,3,2,3)。 5.916. 度繞地球旋轉(zhuǎn)的周期為多少

11、(10,3,2,3)，z km T 86105.46s7. 45N處，700hPa等壓面圖上3000gpm和2960gpm兩根等高線間最短距離為190km，問(wèn)地轉(zhuǎn)風(fēng)有多大(5,1,5,3)V ms1g8. 當(dāng)羅斯貝數(shù)=時(shí)，取地轉(zhuǎn)風(fēng)近似的相對(duì)誤差有多大Ro(5,2,5,3) 10/1009. 考慮 145N處的地v msfg轉(zhuǎn)風(fēng)散度的大小。(5,2,6,3)1.57 s6 110. ，rp00T溫度為 r220)p p 20T K如果 =288 100m處氣壓為100ms，1問(wèn)中心氣壓為多大(5,2,5,3)hPa實(shí)際風(fēng)偏于地轉(zhuǎn)風(fēng)右側(cè)30，如果地轉(zhuǎn)風(fēng)為20ms ，計(jì)算水1平速度大小隨時(shí)間的變率（

12、設(shè)f 10 4s 1 ms3114. 700百帕地轉(zhuǎn)風(fēng)為西風(fēng)4ms ,500百帕地轉(zhuǎn)風(fēng)為東風(fēng)8ms ，11計(jì)算700-500百帕之間熱成風(fēng)的大小和方向。(5,1,5,3)東風(fēng)12ms。115. 正壓大氣中，在30N有一圓形空氣柱，其半徑為100km，平均切線速度為多大(10,2,6,3)5.47ms116. 計(jì)算以下四種圓運(yùn)動(dòng)的渦度（1）（3）（2）（4）V cr2V cV c/r2V cr 1/2式中 為常數(shù)。(10,1,6,3)c（1） c/rc/r/22/3317. 在高度上，實(shí)測(cè)到，取湍流系數(shù)1z mu z 1.5s，密度，求該高度上的湍流粘性應(yīng)力。K 0.5ms 1.25kgm 3T

13、21(5,2,8,3)T 0.9375kgm 1 s 218. 取，試根據(jù)?？寺菥€解計(jì)算，u ,K ms N121gcosz1 1u uezf1000 高度上的 、 。 提示,2muvg v u e sin z2z K g(10,2,8,3)19. 取，試根據(jù)埃克曼螺線解計(jì)算 ，u ,K ms30N121gcosz12 1u ue f z600 高度上的 、 。 提示, muvg v u e sin z2z K g(10,2,8,3)20. 如果地轉(zhuǎn)風(fēng)為8m/s，偏差風(fēng)與地轉(zhuǎn)風(fēng)垂直且大小為2m/s，試求 處單位質(zhì)量空氣微團(tuán)水平動(dòng)能隨時(shí)間的變化率。(5,2,8,3)45N2.3310 J kg

14、 s311四、 名詞解釋1尺度分析法(5,2,3,4)2二級(jí)環(huán)流(5,2,8,4)3有效位能(5,2,7,4)4地轉(zhuǎn)偏差(5,1,5,4) VV VV g5地轉(zhuǎn)風(fēng)(5,1,5,4)| R T f6旋轉(zhuǎn)減弱(5,2,8,4)7羅斯貝數(shù)(5,1,3,4) U f LR001R0R108熱成風(fēng)(5,1,5,4)9. 拉姆波(5,2,9,4)10. 埃克曼抽吸(5,2,8,4)11. 位勢(shì)渦度(5,2,6,4)12. 正壓大氣(5,1,5,4)13. 斜壓大氣(5,1,5,4)14. 正壓不穩(wěn)定(5,1,12,4)15. 斜壓不穩(wěn)定(5,2,12,4)4000km16. 對(duì)稱不穩(wěn)定(5,3,12,4)

15、17. 慣性不穩(wěn)定(5,2,12,4)18. 大氣行星邊界層(5,1,8,4)19. 開(kāi)爾文環(huán)流定理(5,1,6,4)20. Boussinesq近似(5,2,9,4) 21. Richardson數(shù)(5,2,3,4) N D U2 Ri22gln zN2N2D2Ri V zV zU222 Ri22. 波包跡(5,3,9,4)23. 平面近似(5,1,3,4)f f，L a0f f 0f f 0 f f 當(dāng)f ；0 常數(shù)2當(dāng) 求微商地位時(shí)，取df dy fy f24. 自然坐標(biāo)系(5,2,5,4)s、n、 的方向分別用單位矢量t 、n、k zt n是t k 25. 梯度風(fēng)(5,1,5,4)|

16、R T26. 準(zhǔn)地轉(zhuǎn)近似(5,2,11,4)27. 局地直角坐標(biāo)系(5,2,2,4)28. 科里奧利力(5,1,2,4) 2V 2V V 和 。333 2V329. Taylor-Proudman定理(5,3,6,4)V 3 30. 薄層近似(5,1,2,4)azara zrarrzr ，五、 問(wèn)答題（1）何謂 平面近似取 平面近似有何意義 f f 當(dāng) f0； 常數(shù)4當(dāng) df dy。fy f（2）何謂地轉(zhuǎn)偏差它對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)的演變發(fā)展有何重要作用 VV VV 。g（3）何謂p坐標(biāo)系，p坐標(biāo)系的主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么pppppp ppp（4）靜力平衡條件下的能量形式和能量關(guān)系有何特點(diǎn)（5）什么是正壓大氣正

17、壓大氣具有哪些基本性質(zhì)義1、什么是大氣行星邊界層大氣行星邊界層可分為幾個(gè)層次說(shuō)明各層次的主要特點(diǎn)。2、利用準(zhǔn)地轉(zhuǎn)兩層斜壓模式討論斜壓不穩(wěn)定得到哪些主要結(jié)論（試從斜壓不穩(wěn)定與波長(zhǎng)、垂直風(fēng)切變、靜力穩(wěn)定度、 因子的關(guān)系加以說(shuō)明）4000km外 3、什么是地轉(zhuǎn)適應(yīng)過(guò)程什么是準(zhǔn)地轉(zhuǎn)演變過(guò)程簡(jiǎn)述這兩種過(guò)程的基本特征。4、在準(zhǔn)地轉(zhuǎn)環(huán)流上必疊加有二級(jí)環(huán)流，試說(shuō)明這種二級(jí)環(huán)流產(chǎn)生的原因是什么有何重要作用5、斜壓不穩(wěn)定波具有哪些的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并說(shuō)明這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)于斜壓擾動(dòng)的不穩(wěn)定增長(zhǎng)是十分有利的。 T 226、對(duì)于正壓適應(yīng)過(guò)程，適應(yīng)結(jié)果與初始非地轉(zhuǎn)擾動(dòng)的水平尺度有何關(guān)系 7.由準(zhǔn)地轉(zhuǎn) 方程診斷出地面低壓中心上空有上

18、升運(yùn)動(dòng)，試從物理上說(shuō)明這是維持靜力平衡和準(zhǔn)地轉(zhuǎn)平衡所必需的。500hPa500hPa5001000hPa500hPa5001000hPa氣8.第一類和第二類準(zhǔn)地轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)的條件是什么各有何特點(diǎn) Ro1S L徑a S 1 2 1 aLRo或 六、 推導(dǎo)證明題1 坐標(biāo)系中的連續(xù)方程。Pu v 0 xyp pp2Z坐標(biāo)系中的連續(xù)方程。v w u 0 x y z dt3 高度變化。p()p pp p() R T)pppp(T) 0，p()0p4 如果大氣是正壓的，證明靜力平衡條件下地轉(zhuǎn)風(fēng)不隨高度變化。1 kp VfgkV1 pgpf pVRf k T )gpplnpp(T) 0，pV0，gp5 證明在

19、靜力平衡條件下，無(wú)限高氣柱中的位能與內(nèi)能之比為R* ，其中*為位能，I *為內(nèi)能。I C*v A gzdzdAA0 p0zdpdAA0 0時(shí) zp0 pdzdAA0 p R c cvA0A0V c TdzdAIvA0R Icv6 矢量形式的運(yùn)動(dòng)方程為 dV1 p2V gF3dt33推導(dǎo)單位質(zhì)量的動(dòng)能方程，并證明大氣運(yùn)動(dòng)不可能在嚴(yán)格的地轉(zhuǎn)平衡和靜力平衡條件下進(jìn)行。 1 V PFV33311 1 p V pgw V p g 0z33g dKdt F V37 P坐標(biāo)系中的水平運(yùn)動(dòng)方程為uuuu u v txvyvpxvv p（1）推導(dǎo)渦度方程。uvtxyy u v f pppptxypppp u v fv yy px p ppp（2）說(shuō)明渦度方程中各項(xiàng)的物理意義。 取零級(jí)近似后的簡(jiǎn)化結(jié)果。 d fu v f hx ydtd u vh txy uhuuu v fv gtxvyvxh v8 淺水方程組為u v fu gthxhyhyu vu v h( ) 0 x y x yt（1）推導(dǎo)淺水位渦方程。d f 0dt h （2）設(shè)基本狀態(tài)為靜止大氣，將以上方程組線性化。uh fv g