《天气学原理》复习题 - 图文

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11、我国有几个锋生带?主要锋消区在何处?锋生时要素场的特点如何? 锋生带概况:南方锋生带:华南到长江流域、 北方锋生带:河西走廊到东北 锋生时的温压场形势 地面气压场形势

锋生时气象要素的变化

锋消概况:我国主要锋消区:青藏高原以东30-40oN 第三章

1、写出地转风涡度在“Z”、“P”坐标系及自然坐标系中表达式

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?u?v?u?v?? ?t?x?y?x?y?p

???u???v?u?v ?3、涡度方程各项名称是什么?倾侧项含义是什么? ??(f??)(?) 二、涡度方程( ?y?pp坐标)?xp?坐标涡度方程p?x?yd(f??)???u???v?u?v?(?)?(f??)(?)dt?y?p?x?p?x?y 2、 写出绕垂直轴绝对涡度表达式

绝对涡度个别变化 涡度倾侧项 散度项

???u???v???????????2.涡度倾侧项 ? ? 在斜压大气中出现 ?V???0,?0,??t?y?p?x?p??4???0 ?p?x?t??4在斜压大气中,风随高度变化,同时垂直速度在水平方向分布不均,使得绕水平轴旋转的空气块发生倾斜,在垂直方向有涡度的变化。

4、在涡度方程讨论中,对于波长L≤3000KM、波长L>3000KM的波动,用相对涡度平流输送,地转涡度平流输送定性判断槽脊移动情况

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相对涡度平流项

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槽前脊后:正相对涡度平流 槽后脊前:负相对涡度平流

槽线、脊线:相对涡度平流为?Vh??h?0?,因为速0 ?Vh??h??0槽线、脊线:相对涡度平流为0,因为速度与等涡度线相切

相对涡度平流:相对涡度水平方向分布不均,借助风输送使固定点涡度发生变化。

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结论:

槽无加深减弱,

???0?t?H?0?t

???0?t?H?0?t向前移动,

即:向东移动。槽线,槽前脊后。脊线,槽后脊前 物理意义:

槽前脊后借助西南风将正相对涡度大的向小的方向输送,使得其固定点正相对涡度增加,在地转偏向力作用下伴随水平辐散,气柱质量减少,地面减压,有负变压中心,地面辐合,这样高空辐散,地面辐合,有上升运动,上升绝热冷却,气柱收缩,高层等压面高度降低,有负变高;相反,槽后脊前引起高层等压面高度增加,槽线处变高为零,所以,槽无加深减弱,向东,即向前移动。 ?f?0?f?f?x地转涡度平流 ????????????Vh??f??u?v?f???v??V??f ?t?x?y??h????2?y?t??2

?H????v?0??0?? 0北半球, f>0, β>0 槽前脊后 , ? ? ,正变高

?t??t?2

?H????v?0??0?槽后脊前 , ? ? ? 0 ,负变高 ?t?t??2

? ?槽线、脊线: ? ? ? H ,无变高

v?0???0??0? ?t?t??2

结论:槽前脊后有正变高,槽后脊前有负变高,槽线 处变高为零,槽无加深减弱,向后移动即向西移动。 地转涡度平流项的结论与相对平流项相矛盾。

若波长长于3000km,以第二项(地转涡度平流项)为主,系统稳定或后退; 若波长短于3000km,以第一项(相对涡度平流项)为主,系统前进。 5、绝对涡度、位势涡度守恒条件是什么?对位势涡度守恒原理要求会应用(气柱上山下山强度变化)

绝对涡度守恒条件:正压大气,无水平辐合辐散。 位势涡度守恒,在西风带中有向东运动, f不变, ? ? f =常数

H上山,气柱变短,为了保持位势涡度守恒,正涡度减小,有正变高,所以槽和低压减弱,脊

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和高压增强;

下山,气柱伸长,为了保持位势涡度守恒,正涡度增大,有负变高,所以槽和低压增强,脊和高压减弱。 物理解释:

在青藏高原西风带中,上(下)山,气柱缩短(伸长),为了保证整层大气的不可压缩性,必伴有水平辐散(合),同时在水平地转偏向力作用下,反气旋(气旋)涡度生成,考虑准地转运动有等压面高度升高(降低),低值系统(高空槽、低中心)减弱(加强),高值系统(高空脊、高中心)加强(减弱)。

6、位势倾向方程及ω方程右端各项名称及物理意义是什么? 2222 f???f???fR2)??fVg??(f??g)?(?Vg??)? (??2??p?t??p?pCPp? 地转涡度和相对涡度的地转风平流 温度平流随高度的变化项 非绝热

随高度变化项

对于一般 波长<3000km的波,引起位势高度 变化的物理解释: 槽前脊后:借助西南风将正相对涡度从大的往小的方向输送,使得槽前脊后固定点正相对涡度增加,同时在水平地转偏向力作用下伴随水平辐散,引起低层气柱质量减少、降压,出现负变压中心,有变压风辐合;其高层水平辐散,导致上升运动,上升绝热膨胀冷却,低层气柱降温,此气柱收缩,高层等压面高度降低,即 ; 槽后脊前:借助西北风将负相对涡度从大的往小的方向输送,使得槽后脊前固定点负相对涡度增加,同时在水平地转偏向力作用下伴随水平辐合,引起低层气柱质量增加、加压,出现正变压中心,有变压风辐散;其高层水平辐合,导致下沉运动,下沉绝热增温,此气柱膨胀,高层等压面高度升高,即 ; 槽脊线上:变高为零,即

结论:槽脊向东移动即前进,强度无变化。 ω方程

?dQ?pdt(??2?f22??2?)??fVg??(f??g)2?p?p???????R2dQ???Vg??????p?cppdt?

涡度平流随高度的变化项??fVg??(f??g)?p?? 涡度平流随高度增加(随气压减小)时,有上升运动

??Vg??(f??g)?0,??0?p ??涡度平流随高度减小(随气压增加)时,有下沉运动

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