天气学第7章

1、一般降水与暴雨形成条件？

一般降水：水汽条件、垂直运动条件、云滴增长条件（中高纬：冰晶效应；低纬度和中纬度夏季：云滴的碰撞合并）

暴雨：充分的水汽供应、强烈的上升运动；较长的持续时间

2、一般造成潜热释放的条件？

1）摩擦层中水汽通量的净辐合；2）其它原因造成的上升运动；3）空气近于饱和

3、地形对降水的作用？

1）动力作用：地形抬升作用、地形辐合

2）地形的云物理作用

3）摩擦作用

4、华南前汛期环流特征？

副热带高空西风急流北跳稳定在30度以北，副热带高压脊稳定在18度附近或其以南地区，华南上空为平直西风带，低层常存在南北两支低空急流。这种形势下，北方不断有冷空气南下与活跃的东亚季风气流交绥于华南地区，与此，南压高压进入中南半岛，使得高空维持辐散的西北气流，为前汛期暴雨提供可有利的高空辐散。

锋前暖区暴雨是华南前汛期暴雨的重要特色，其触发机制包括：边界层侵入浅薄冷空气；地形对暖区暴雨作用；海陆分布对暖区暴雨的作用。

5、江淮梅雨分型？

典型梅雨、早梅雨

梅雨量多少：丰梅类、枯梅类、雨带类

雨带位置：江枯淮多型，南枯江淮局地多雨型，南多北少

6、说明梅雨期间的环流形势。

1）江淮梅雨期高层（200hpa ）环流特征：梅雨开始时，高层（100或200hpa ）的南亚高压从高原向东移动，位于长江流域上空（高压脊线位于N 30以南，其北侧为西风急流，南侧为东风急流。

2）中层环流特征：副热带地区：西太平洋副热带高压呈带状分布，其脊线从日本南部至我国华南，略呈东北-西南走向，在E 120处的脊线位置稳定在N 22左右，在印度东部或孟加拉湾一带有一稳定低压槽存在。中纬度巴尔喀什湖及东亚东岸（河套到朝鲜之间）建立了两个稳定的槽，高纬则为阻高活动地区（三阻、双阻、单阻）此时长江中下游通常为副高西北的西南气流与北方来的冷空气的交汇区，有利于形成降水。

3）低层和地面环流特征：地面图上，在江淮流域有静止锋停滞，在850hpa 或700hpa 上，为江淮切变线之南并有一与之近乎平行的低空西南风急流。雨带主要位于低空急流和700hpa 切变线之间，切变线上常有西南低涡沿切变线东移。当中纬度西风带上有较强的低槽东移时，静止锋波动带能发展为完好的锋面气旋，并向东北方移动

7、江淮梅雨锋与华南静止锋或冷锋的结构差异？

主要表现在梅雨锋上的水平温度梯度比华南锋面上小的多，但湿度梯度仍然较大。此外，梅雨锋上的积云也较华南锋面强，主要由于锋面北侧大陆增暖较锋前快，锋前低层增温大于高层所造成的，使锋面经向水平温度剃度减弱，并使锋前暖湿空气的不稳定层结增强，产生强的积云对流。

8、造成梅雨锋水平温度变化不均匀的原因？

1）30度以北地区受变性高压控制，有较强的下沉气流，下沉绝热增温远远抵消了冷平流降温，北方增温比南方快2）北方上空下沉气流天气晴朗，陆地吸收太阳辐射地面温度升高快，再通过感热输送使低层大气温度升的快

9、华北雨季降水特点？

降水强度大、持续时间短；降水局地性强，年际变化大；降水时段集中；与地形关系密切

10、日本海高压？

对华北暴雨的作用：阻挡低槽东移，与槽后青海高压脊对峙形成南北向切变，使西南涡停滞；其南侧的东或东南气流可输送水汽。

其形成方式：大陆高压东移到海上，稳定后形成；北方高压脊与伸入到日本的副高脊合并。

11、长江下游春季连阴雨环流？

南支急流与北支急流上的槽脊在亚洲位相不同，甚至相反，南支向长江中下游输送暖湿空气与北支输送的冷空气在长江中下游交汇，形成切变和准静止锋，在稳定形势下，不断有小槽活动，造成连阴雨

12、行星尺度天气系统对暴雨的作用？

1）西风带长波槽：巴尔喀什湖大槽、贝加尔湖大槽、太平洋中部大槽、青藏高原西部低槽

2）阻塞高压：乌山阻高、雅库茨克-鄂霍茨克阻塞高压、贝加尔湖阻塞高压3）副热带高压

4）热带环流

13、江淮切变线降水的分布？

P369

14、江淮切变线的形成、移动、转换、消失？

P369-371

15、简述西南涡的定义特点及其天气区分布

一般是指形成于四川西部地区700hpa或850hpa上的具有气旋性环流的闭合小低压，直径一般在300----400公里左右，东移后对我国东部广大地区的降水有较大影响。低涡在原地时,可产生阴雨天气；低涡移出时，95.5%有降水，雨区主要分布在低涡的中心区和低涡移向的右前方

16、西南涡的形成？

P371

17、西南涡的移动、发展、天气？

P372-373

18、低空急流的形成与维持机制？

P377-378

19、低空急流与暴雨的相互作用？

P380

20、简述地面气旋冷锋段位于高空急流出口区左侧下方时，高低空次级环流的耦合情况及其对天气发展的影响。

处在急流出口区左侧的冷锋段，地面冷锋前的上升运动与高空急流出口区次级环流上升气流叠加，有利于灾害性深对流天气发展，同时由于强烈的减压作用促进爆发性气旋的发展。

21、天气尺度对暴雨的作用？

1）制约和影响形成暴雨的中尺度系统的活动；2）供应暴雨区的水汽；3）各种系统的有利配合p384

22、暴雨中尺度雨团及系统？

中尺度雨团：由10公里左右的降水单体所组成，由中尺度扰动将小尺度的积云对流组织而成

中尺度低压

中尺度辐合中心：流线从各个方向气旋式朝1点辐合

中尺度切变线：在切变上有明显的气旋式风向转变；偏北风与偏东风。北东北与东南风

中尺度辐合线：前方风速小，后方风速大

中尺度雨带：在大尺度天气背景下产生的中尺度雨团，排列成带状。暖区雨带，与冷锋平行；暖锋雨带，与暖锋平行。其发生原因：在发生源不断发生后，沿着中层气流方向移动，直至消失，于是降水沿着气流方向排列。

23、中尺度系统的不稳定发展条件与触发条件？

不稳定发展条件：对称不稳定、惯性不稳定等

触发条件：锋面抬升、露点锋或干锋抬升、能量锋与q系统触发、地形抬升、近地层加热的不均匀性；重力波的抬升；雷暴前方伪冷锋的抬升作用；海陆风辐合抬升。

24、简述低空急流对暴雨的主要作用？

（1）通过低层暖湿平流的输送产生位势不稳定层结。（2）急流最大风速中心的前方有明显的水汽辐合和质量辐合或强上升运动。（3）在急流轴左前方是正切变涡度区，有利于对流活动发生。

25、简要回答不同高度急流对暴雨的作用？

（1）超低空急流是暴雨区所需水汽的提供者，是暴雨区超低空对流不稳定层结的建立和维持者，是暴雨区超低空天气尺度上升气流的建立者和对流不稳定能量释放的触发者。（2）低空急流是暴雨区低空不稳定层结的建立和维持者，是暴雨区低空天气尺度上升气流的建立者和对流不稳定能量释放的触发机制。（3）高空西风急流的作用主要表现在其强的风切变，为对称不稳定的建立起到了关键作用。

大气静力稳定度（static stability of atmosphere）

表示大气层结特性对气块铅直位移影响的趋势和程度，又称大气层结稳定度和大气铅直稳定度。所谓大气层结，是指大气温度和湿度在铅直方向的分布。若周围大气温度和湿度的铅直分布，具有使受扰气块回到原来位置的趋势,则称大气是静力稳定的;若使受扰气块有继续远离原来位置的趋势,则称大气是静力不稳定的;若受扰气块既无回到原来位置又无远离原来位置的趋势，而是随遇而安，则称大气为中性稳定的。静力稳定度的特点，取决于气块在运动过程中的温度变化，也依赖于周围大气温度的铅直分布。假设处于平衡状态下的一块干空气，它的温度、压力和密度与周围大气相同，当它受到某种冲击作用而作铅直运动时,不与周围大气混和,又不干扰周围大气，且在运动过程中和周围大气的气压处处相等。当干空气块绝热上升时，因绝热膨胀，气块温度下降，每上升单位高度温度下降的值通常称为气块的干绝热递减率或干绝热直减率,记为Γd。它近似为每100米高度温度下降1℃。就气块周围的大气而言,其温度通常也随高度的增加而降低（若温度随高度的增加而升高，则这种铅直分布称为逆温，具有逆温层结的大气层，称为逆温层），每增加一个单位高度，温度下降的值称为大气的温度递

减率或气温递减率、气温直减率、温度直减率，记为Γ。它的大小因时因地而异，但就平均而言，大约为每100米高度温度下降0.65℃。由于Γ和Γo的大小不同，上升的气块达到某高度时同周围大气的温度便有了差异,于是对气块便有了净阿基米德浮力,在此力作用下，气块就具有继续离开或者回到原来位置的趋势。当Γ >Γd时：气块上升,则其温度大于周围大气的温度；下降，则其温度小于周围大气的温度，即气块具有远离原来位置的趋势,这时,大气为不稳定的。当Γ =Γd时：气块在上升或下降的过程中其温度始终与周围大气温度相同，即气块随遇而安，这时,大气为中性的。当Γ <Γd时：气块上升，则其温度小于周围大气的温度；下降，则其温度大于周围大气的温度，即气块具有回到原来位置的趋势，这时，大气为稳定的。当气块经过某一特定过程而达到饱和的高度（即凝结高度）后，则由于潜热的释放使气块得到热量，这时，气块每上升一个单位高度其温度下降的值称为湿绝热递减率或湿绝热直减率，记为Γs，它小于Γd，且因气压和气温的不同而异。在实际大气中，如果Γ >Γd,则周围无论是干空气还是饱和湿空气，都是不稳定的,称为绝对不稳定；同理,如果Γ <Γs，大气总是稳定的,称为绝对稳定；若Γs<Γ<Γd，则对干空气来说，大气是稳定的，但对饱和湿空气来说大气是不稳定的，这种不稳定称为条件不稳定。当气块只有上升到某一临界高度后才呈现不稳定的大气，称为潜在不稳定。

处于静力稳定状态的大气，若将该大气的气柱一直抬升到完全饱和时就呈现静力不稳定状态，则这种状态称为位势不稳定。在美国，此状态也称为对流不稳定。

天气学原理

南京信息工程大学天气学原理试题一 一、名词解释： （20分） 1．质量通量散度。 2．冷式锢囚锋。 3．气旋族。 4．大气活动中心。 5．热成风涡度平流。 二、填空：（36分） 1． 连续方程根据------------------原理求得，P 坐标中的连续方程------------------------。 2． 固定点温度变化由---------------------------------------------------------------------- -------------------------决定。 3． 推导马格拉斯锋面坡度公式假设锋为---------------------------面，其动力学边界条件为---------------------------------------------------。 4． 一型冷锋与二型冷锋区别是------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------。 5． 在中、高纬大尺度系统运动中，通常固定点涡度增加（减小）和该固定点等压面位势高度降低（升高）是一致的，这种一致性赖以存在的根据是------------------------------------------------------------------。 6． 用ω方程诊断上升及下沉运动是由-------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------项决定。 7． 控制大气环流的基本因子有------------------------------------------------------------ -----------------------------------------------------------------------。 8．任一层风速可用T v A v +=表示，它能成立的条件是 --------------------------------------------------------------------若为地面风速，则A 取---------------------（填：1,0,0-=<>） 9．我国北方气旋活动，一般与-----------急流相对应，南方气旋活动一般与-----------急流相对应。 三、综合题。（44分） 1．从力的平衡观点说明为什么在北半球大尺度系统运动中，高压内空气作顺时针旋转？（8分） 2．解释在稳定大气中，冷锋上山（爬坡），此锋是加强还是减弱？（8分） 3．请写出位势倾向方程： ()g g f v f t p f ζφσ+??-=?????? ????+?2222??? ????-???? ??????-??+dt dQ p R p c f p v p f p g σφσ22 右端各项的名称，并用此方程定性解释图中槽的变化（图中波长L<3000KM,，实线为hPa 500图上等高线，虚线为等温线，闭合D G ,为地面高低压中心）（14分）

农业气象学测试题第七章

第七章气候与农业气候 一、名词解释： 天文辐射气候带气候型小气候活动面农田小气候 二、填空题； 1、影响的气候形成因素有( ) ( ) ( ) ( )。 2、下垫面对气候的影响包括( ) 、( )、( ) 。 2、北半球的气候带有赤道气候带、热带气候带、( )、( )、 ( )、极地气候带。 3、中国气候特征为( ) 、( )、( ) 。 3、中国可分为( ) 、( )、( ) 三大气候区。 4、气候四季是：候平均温度( ) 为冬季，候平均温( ) 为夏季。 5、根据天文季节的划分，( )为冬季，( )为夏季。 6、根据天文季节的划分，( )为春季，( )为秋季。 三、多选题：（下列选项中至少要选择两项） 1、天文能辐射的特点是( ) ( ) ( ) ( ) A、辐射总量随纬度的增高而增加；b、夏半年辐射总量最大值在赤道； C、夏半年辐射总量最大值在副热带；d、同一纬度上辐射总量相等。 2、季风气候( ) ( ) ( ) ( )。 A、是大陆性气候与海洋性气候的混合型；b、冬季气候具有大陆性；c、夏季气候具有海洋性；d、沙漠气候与海洋性气候的混合型。 3、地中海气候( ) ( ) ( ) ( )。 A、是大陆性气候与海洋性气候的混合型；b、冬季气候具有大陆性，夏季气候具有海洋性；c、冬季气候具有海洋性，夏季气候具有大陆性；d、也称橄榄气候。 4、草原气候和沙漠气候的共同特点是( ) ( ) ( ) ( )。 A、降水少且集中夏季；b、蒸发量超过降水量； c、日照充足，太阳辐射强； d、气温年、日较差大。 5、我国的气候大区为（）（）（）（） ①东部季风区；②西北干旱区；③青藏高寒区；④热带雨林区。 6、我国的农业气候资源特征是（）（）（）（） A、光资源充足，利用潜力大；b、热量资源丰富，有利于多种植物种植； c、东部季风区光、热、水同季； d、地形复杂，气候多样、灾害频繁。 四、改错（请将下列错误改正确） 1、高山气候具有大陆性，高原气候具有海洋性 2、我国具有除极地气候外的所有气候类型。 3、热带气候带的自然植被为树林草原，营养生长在雨季，结实收获在干季。 4、副热带气候带由于受副热带高压下沉气流的控制和信风带盛行陆风的影响，温度高雨水少，以至形成沙漠气候。世界上最大的沙漠都在副热带。 五、判断题：（正确√，错误×） 1、高山气候具有海洋性，高原气候具有大陆性。 2、草原气候是半干旱大陆性气候，而沙漠气候则是极端干燥的大陆性气候。 3、我国具有除极地气候和地中海气候外的所有气候类型。 4、农田中光的分布符合比尔-郎伯定律。 六、简答题：

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。

大气科学概论知识梳理大气基础知识

大气科学概论知识梳理（大气的基本知识）一、地球大气成分由三个部分组成Clean Air【没有水汽和悬浮物的空气称为干洁空气】①干洁大气（即干空气）Moisture 水汽（滴）② Impurity 悬浮在大气中的固液态杂质③ 二、低层大气的各种主要成分N2)：氮气（①存在方式：以蛋白质的形式存在于有机体中。作用：是有机体的基本组成部分，也是合成氮肥的基本原料。）：氧气（O2②是人类和动植物维持生命活动的极为重要的气体；积极参加大气中的许多化学过程；对有机物质的燃烧、腐败和分解起着重要的作用。）：臭氧（O3③ 时空变化：最大值出现在春季，最小值出现在夏季。 空间变化：平：由赤道向两极增加。水 ，含量极少。～60km 垂直：55 ，达最大值，形成臭氧层；～25km 20 15km以上，含量增加特别显著；12 ～ 10km向上，逐渐增加；从 近地面，含量很少； 臭氧的作用： 对紫外线有着极其重要的调控制作用。a. 对高层大气有明显的增 b. 温作用。 CO2) 二氧化碳（④ 空间变化：水平：城市大于农村；

垂直：0～20km，含 量最高；20km 以上，含量显 著减少。 作用： a.绿色植物进行光合作用不可缺少的原料。 b.强烈吸收长波辐射（地面辐射、大气辐射），使地面保持较高的温度，产生“温室效应”。 三、水汽来源：主要来自江、河、湖、海、潮湿陆面的水分蒸发以及植物表面的蒸腾。① ②时空变化：时间：夏季多于冬季 空间：一般低纬多于高纬，下层多于上层。 ③作用： a.在天气气候变化中扮演了重要角色。 b.能强烈吸收地面放射的长波辐射并向地面和周围大气放出长波辐射，对大气起着“温室效应”。 四、大气中的杂质 在大气中悬浮着的各种固体和液体微粒（包括气溶胶粒子和大气污染物质两大部分）。 气溶胶的作用： ①吸收太阳辐射，使空气温度增高，但也削弱了到达地面的太阳辐射； ②缓冲地面辐射冷却，部分补偿地面因长波有效辐射而失去的热量； ③降低大气透明度，影响大气能见度； ④充当水汽凝结核，对云、雾及降水的形成有重要意义。 五、气温、 ①定义：表示大气冷热程度的物理量，反映一定条件下空气分子平均动能大小。 通常指距地面1.5m高处百叶箱中的空气温度。 ②单位：摄氏度（℃）温标；绝对温标，以K表示；华氏温标：℉，水的沸点为212℉ ③单位换算：

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 ?-=

空间天气学十问答

空間天氣學十問答 一、什麼是空間天氣學？（魏奉思中科院空間中心） 二、空間災害性天氣對人類航太活動有什麼影響？（趙華中科院空間中心、朱文 明航太工業總公司501部） 三、空間災害性天氣對人類通信、導航活動有什麼影響？（郭兼善中科院空間中 心、吳健資訊產業部22所） 四、空間災害性天氣對人類地面技術系統（電力、輸油（氣）和資源等）和生態環 境有什麼影響？（湯克雲中科院地質地球物理所、焦維新北京大學） 五、空間天氣學的基本問題是什麼？（魏奉思中科院空間中心） 六、如何監測空間天氣的變化？（焦維新北京大學、王家龍北京天文臺、萬衛星 武漢物理與數學所、徐寄遙中科院空間中心） 七、空間災害性天氣變化是如何發生的？（肖佐北京大學、王家龍北京天文臺 八、目前關於空間災害性天氣變化的預報能力如何？（王家龍北京天文臺、高玉 芬國家地震局地球所） 九、國際空間天氣研究的態勢如何？（馮學尚中科院空間中心、張貴銀總參大氣 所） 十、我國在推動空間天氣學方面正在作出哪些努力？（於晟國家基金委地學部、 朱志文國家基金委地學部） 資料：重要的空間災害性天氣事件簡介（馮學尚中科院空間中心） 一、什麼是《空間天氣學》? 魏奉思 中國科學院空間科學與應用研究中心，空間天氣研究實驗室 千百年來，人們就知道，狂風暴雨、電閃雷鳴、洪澇、水旱，地球上這些惡劣的天氣變化給人們的衣、食、住、行和生產活動帶來災難。地球20-30公里以上的高空，甚至千萬公里的空間（或稱太空），也存在惡劣的空間天氣變化。例如，當太陽上高溫、高超音速的物質噴發所形成的太陽風暴吹過地球，有時會使衛星失效、提前隕落、通信中斷、導航、跟蹤失誤、電力系統損壞以及人的健康與生命帶來嚴重危害，卻是近2-30年來才逐步認識到的新事實。 我們現在知道，從太陽到地球這個日地空間環境與人類生存和發展息息相關。它由太陽大氣、行星際介質、地球的磁層、電離層和中高層大氣所構成。這個空間環境自1957年人造衛星上天，人類的航太、通信、導航以及軍事活動等從地表擴展到成百、上千公里的空間，成為人類活動的重要場所；它的高高度、高真空、微重力、強輻射、高電導率等獨特的環境條件既為人類發展提供豐富的資源，又為航太、通信、資源探測、軍事等活動提供地面不可能有的便利；它阻止和吸收來自太陽的X 射線、紫外線、高能帶電粒子以及超音速的太陽風暴對地球人類的直接轟擊，是人類生存的重要保護層。然而“水可載舟也可覆舟”，常常出現的惡劣空間天氣變化也給人類的高科技活動帶來如前所述的嚴重危害。太陽活動控制著它的喜怒哀樂。

天气学原理复习要点

《天气学原理》复习要点 （朱乾根，第四版） 1、寒潮天气过程： 预报着眼点 冷空气路径： 关键区：西伯利亚中部 重要天气系统：极涡、极地高压、寒潮地面高压、寒潮冷锋 中短期天气过程的三种类型：小槽发展型、低槽东移型、横槽型 关键系统：乌拉尔山地区高压脊发展是寒潮中短期关键系统，五天以上是北大西洋和北太平洋的高压脊 2、降水天气过程： 一般降水形成条件：水汽、垂直运动、云滴增长 暴雨形成条件：充分的水汽供应、强烈的上升运动、较长的持续时间 暴雨预报着眼点： 我国大雨带的活动情况：江南春雨期、华南前汛期、江淮梅雨、华北和东北雨季、华南后汛期、淮河秋雨期 江淮梅雨的环流特征：高层、中层、低层、底层 江淮切变线的形成和转换 西南涡的形成、移动、发展和天气 高空冷涡的形成 低空急流的定义、形成和维持机制、与暴雨的关系 与中尺度雨团相配合的几种中尺度系统（P385-387） 对称不稳定的定义及静力稳定度判据（P392） 暴雨中尺度系统的触发条件（P395-396） 不同高度急流对暴雨生成的作用（P398-399） 3、雷暴的三个阶段及各阶段的主要特征（P401） 强雷暴与一般雷暴的主要区别（P403） 超级单体风暴的结构特征 飑的定义（P406） 冰雹云的主要特征（P408-409） 龙卷定义（P410） 中尺度的尺度范围（P411） 飑线和锋面的区别（P414） 中小系统和大系统的比较（P417）——天气现象剧烈程度 层结曲线；状态曲线；抬升凝结高度；自由对流高度（P423） 气块静力稳定度判据（P422） 对流性天气形成的基本条件（P425） 对流天气的触发机制（P428-430） 强雷暴发生发展的有利条件（P431-432） 雷暴云的平移和传播（P434） 雷暴天气预报的着眼点（P436） 几类强对流天气预报的着眼点；

天气学原理知识点汇总

气团与锋 1. 气团气团性质的改变是如何发生的？ 气团是空气在气团源地经过对流、湍流、辐射、蒸发等物质和热量交换作用后，取得与下垫面相同的物理属性而形成的，当它离开源地移至与源地性质不同的下垫面时，二者之间又会产生水汽与热量交换，气团的物理属性发生变化，即发生气团变性。老气团的变性亦是新气团形成的过程。 2. 锋附近要素场的分布特征 T（温度）场：水平温度梯度大（等温线密集）；垂直温度梯度小（因下面是冷气团，上为暖气团，会出现温度垂直减率很小的情况甚至出现逆温）；等位温线密集（锋区内，特别大，强稳定层）。 P（气压）场：等压线通过锋面时呈气旋式弯折，且折角指向高压；锋线一般位于地面气压槽内；锋区内等压线( 等高线) 的气旋式曲率大。 变压场：暖锋前负变压明显；冷锋后正变压明显。（地面变压与温度平流的关系：冷平流使地面气压增加，暖平流使地面气压减小） 风场：（前提：不考虑摩擦，认为满足地转关系）锋线附近的风 场具有气旋式切变，这种现象在有摩擦的地方更为明显。 3. 锋的强度的变化 （1）补充一些： 如何确定锋的强度（简单的说：锋的强度可用锋面两侧的温度差与水平距离（多用纬距）的比值来表示） 850hPa 锋区内温度梯度判断，等温线越密集，锋区越强；剖面 图上锋区内等位温线越密集、等假相当位温线折角越明显对流运动越强烈，锋区越强；各高度层对比，锋面坡度越小，锋面两侧温度差则 越大，锋区越强。 （2）锋强度的变化 锋强度的增强、减弱可以用锋生锋消的条件来判断。

锋生函数可以表示为：F T n v n n (r r) d w n 1 c p n ( dQ dt ) F = 水平运动（f1 ）+ 垂直运动（f2 ）+ 非绝热加热项（f3 ）F>0:锋生；F<0: 锋消。 影响锋生锋消的因素（影响锋强度变化的因子） i ．水平运动f1 若水平气流沿着温度升度方向是辐合的，当f1>0 ，有锋生作用。 若水平气流沿着温度升度方向是辐散的，当f1<0 ，有锋消作用。 有锋生作用并不一定有锋生成，还要求在相当广阔区域内，温度梯度或速度梯度都不能呈线 性分面。 ii ．垂直运动的影响f2 若大气层结稳定( d )，w 表示xyz 坐标下的垂直速度，当暖气团 w n 中下沉w 0 ，冷气团中上升w 0 ，即时，F2〉0，有锋生作用，反之有锋消作用；若大气层结不稳定( d ) ，当暖气团中上升w 0 ， w n 冷气团中下沉w 0 ，即 时，F2〈0，有锋生作用，反之有锋消 作用。 iii ．非绝热加热f3 冷空气冷却，暖空气加热最为有利于锋生。非绝热过程的凝结潜 热释放多在锋区暖空气一侧，因而有助于锋的生成及加强。 4. 地面图上锋移动速度的判断 p 1 p 2 C t p 1 t p 2 i ．根据锋面移动速度公式x x ，地面图上锋的移动速度与附近变压梯度成正比，与附近气压槽深度成反比； ii ．地面锋的移动与锋线两侧风场的分布情况有关，即决定于锋两侧垂直于锋线的风速分量，锋沿着垂直于锋的气流方向移动，在不考虑其它因素的前提下，风速越大移动越快；

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。

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：

天气学原理

南京信息工程大学 天气学原理课程教案 课程名称：天气学原理 英文名称：Principle of Synoptic Meteorology 总学时：60学时（其中：上课60学时，另考试2学时） 课程简介：天气学原理课程是大气科学专业的重要专业基础课程之一。在先行课必修后，系统讲授大气运动、天气系统、大气环流、天

气形势及天气要素预报基本的天气学和有关的大气动力学理论如大气运动基本方程组、尺度分析和方程组简化、风压场关系、涡度方程。位势倾向方程和ω方程等。初步掌握天气分析和天气预报的基本原理和基本方法，为进一步学习“动力气象学”，“中国天气”，“中长期天气预报”，“中尺度天气学”，“热带天气学”，“高原天气”，“诊断分析”以及“气象统计预报”“数值天气预报”等专业课奠定必要的基础。教材：《天气学原理与方法》.第三版 .气象出版社.朱乾根等编著 参考书： （1）J.R.Holton, An Introduction, to Dynamic, Meteorology, Second edition, Academic press, Inc.1979. （2）动力气象学，上海科学技术出版社，1983，伍荣生等。 授课对象：大气科学专业2001级（2003.9~12月使用） 拟用教学手段：主要采用传统板书形式 第一章大气运动的基本特征（16学时） 重点： 描述大气运动的基本定律；“P”坐标系的特点及该坐标系的方程组；地转风、梯度风概念及关系式及其在天气分析中的应用。难点： 1.建立大气运动基本方程组 2.实际工作中高空分析等压面图而不分析等高面图 3.地转风、梯度风、热成风、地转偏差在天气分析中的应用 主要内容： 1.1 旋转坐标系中运动方程及作用力分析（2学时） 牛顿第二定律，气压梯度力、地心引力、惯性离心力、重力、 地转偏向力及摩擦力的分析 1.2 基本方程组（3学时） 三个运动方程，状态方程，质量守恒 连续方程，热力学能量 守恒方程6个基本方程的推导 1.3 大尺度系统运动的控制方程（2学时） 大气运动特征尺度及分类，运动方程、连续方程和热力学能量 方程的简化 1.4 “P”坐标系（2学时） “P”坐标系的定义及其优越性，“P”坐标系中的运动方程、连 续方程及热力学能量方程

天气学

小结 1．概念： 天气学、系统、尺度、天气学的分支 2．天气预报的一般原理与方法 天气学 是研究天气系统和天气现象发生、发展及变化的基本规律，并利用这些规律来预测未来天气的一门学科。 天气系统 指具有一定的温度、气压或风等气象要素空间结构特征的大气运动系统。 如温带气旋，反气旋，锋面，热带气旋，高压，低涡，长波，短波等。 天气系统的分类 ＞400km 大尺度系统 4km-400km 中尺度系统 40m-4km 小尺度系统 ＜40m 微尺度系统 近百年来的天气预报的实践与发展的历史，可分为以下几个阶段： 1、单站预报方法阶段天气经验谚语 2、地面天气图阶段外推法来预报天气 3、单站与天气图预报方法结合阶段—Bergen学派的建立分析与发现了大气中的气团与不连续面，称之为锋面。将低压中的冷锋和暖锋结合起来，创立了近代锋面－气旋模式。 4、高空天气图的引入与波动理论的建立阶段 Rossby 发现Rossby波，使得天气学就与动力学紧密结合起来 5、开展数值天气预报的研究与应用阶段天气分析已从主观到客观；数值预报产品已经成为日常预报的主要手段或参考工具；多种工具和资料(如云图、雷达等)的综合应用，预报准确率从总体上说，有了明显提高；在预报准确率明显提高的同时，有时也出现了“马失前蹄”的情况

6、数值预报与卫星、雷达等先进探测技术综合应用阶段 天气预报的一般原理与方法 首先，仔细分析天气图中的观测资料，了解天气系统与天气状况分布与演变的特点； 然后，利用天气学原理，诊断与分析为什么在这些地区有这样的天气出现，为什么有这样的特点； 最后，利用天气学和动力学原理，结合天气学模型和数值预报的产品，以及最新的观测资料，进行未来的天气预报。 局地直角坐标系中的大气运动的基本方程组 牛顿第二定律 大气质量守恒定律 理想气体的状态方程 热力学第一定律 尺度分析法 依据表征某类运动系统各场变量的特征值，来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，可简化方程。

天气学原理名词解释

天气学原理名词解释汇总 1、Hadley环流圈：哈德里环流圈指赤道附近热带辐合带空气受热上升到对流层后，到高空向高纬输送，受地转偏向力的作用，气流向东偏转出现高空西风，分别向两极方向移动，之后逐渐冷却，约在纬度30度附近沉降。空气在副热带纬度下沉分为两支，其中一支由地表向赤道移动，在低纬地区形成闭合环流，即哈德里环流圈。 2、变压风：局地气压变化的水平梯度所产生的非地转风分量。 3、飑：伴随强风暴云来临，气压涌升，气温急降，相对湿度增大的突然发作的强烈阵风。飑是强阵风的意思 4、飑线：有许多雷暴单体（其中包括若干超级单体）侧向排列而形成的强对流云带。风向、风速突变的狭窄的强对流天气带。很具破坏力的严重灾害性天气。 飑中系统：雷暴高压、飑线、飑线前低压和尾流低压等中系统。 5、冰雹：直径大于5毫米的固体降水物。 6、超级单体风暴：具有单一的特大的垂直环流的巨大的强风暴云。 多单体风暴：由许多较小的处于不同发展阶段雷暴单体组成，但有一个统一的垂直环流的风暴。 7、赤道槽：又称热带辐合带，是指南北两半球副热带高压之间的一个宽广低压区。辐合带中南北半球的信风气流的汇合有两种形式。太阳高度角这个因子以外，地形和海陆分布等其他因子也影响赤道槽的季节变动。由于气流辐合和空气的暖湿不稳定，产生上升运动，常导致低云的形成并出现降水、雷阵雨天气。当辐合很强时，很容易形成热带低压，如进一步发展也可称为台风。 8、赤道辐合带：又称热带辐合带，赤道锋，赤道槽，是南北半球两个副热带高压带之间气压最低，气流汇合的低压带，气流辐合带。 9、大尺度天气系统 10、大气长波：是指波长较长、波幅较大、移动较慢、维持时间较长的波动。其波长一般在5000—7000km，振幅大多在10—20个纬距以上。长波自西向东移动，移速较慢，通常1天不超过10个经度，有时呈准静止状态，也有时表现出不连续的向后“倒退”现象。长波维持的时间一般3—5天以上。 11、低空急流：600～900hPa之间水平动量集中的气流带，风速大于12m/s。低空热量、动量的输送带，与暴雨、飑线、龙卷、雷暴等剧烈天气关系密切。 与夏季强降水相联系的、位于600-900hPa之间的水平动量相对集中的气流带。日常工作中常把850或700hPa面上，风速≥12米/秒的西南风极大风速带称为低空急流。 12、地转风平衡：在水平方向上，地转偏向力与气压梯度力平衡的条件下，空气沿着平行等压线的水平直线运动。 13、地转涡度(行星涡度、地球涡度、牵连涡度)：地球自转所产生的涡度，它数值上等于地 球旋转角速度→ Ω的2倍，方向指向地球旋转轴的北极方向。 绝对涡度：在绝对坐标系里观测到的流体涡度。 相对涡度：在跟随地球一起旋转的相对坐标里观测到的流体涡度。 14、东北冷涡：我国东北附近地区具有一定强度（闭合等高线多于两根）、能维持3－4天、且有深厚冷空气（厚度至少300－400hPa）高空的气旋性涡旋。 15、东亚季风 16、对流性不稳定（位势不稳定）：原来上干下湿的稳定气层，甚至可为绝对稳定的气层

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.

气象学复习题

一名词解释 第一章 1、大气：由于地球引力的作用，地球周围聚集着一个深厚的气体圈层，构成大气圈。 2、气象要素：定性或定量描述大气物理现象和大气状况特征的物理量。。 3、天气：一定区域短时间内大气状态和大气现象及其变化的综合称为天气 4.、气候：是一个地区多年的天气状况，它包括平均状态也包括极端状态。 5、干洁空气：大气中除水汽和杂质外的整个混合气体。 6、气压：单位水平面积上所承受的大气静压力，其大小等于单位水平面积上大气柱的重量。 7、水汽压：是大气压强的一部分，它的大小视水汽含量的多少而定。 8、绝对湿度：单位容积湿空气中所含水汽的质量。 9、比湿：单位质量湿空气中所含水汽的质量。 10、露点：在定压而相变的情况下，湿空气达到饱和状态时的温度。 11、相对湿度：空气中的实际水汽压与同温下的饱和水汽压之百分比。 12、饱和差：在某气温下的饱和水汽压和实际水汽压之差，用来表示空气达到饱和时所需要 的水汽量。 13、风：空气的水平运动，它包括风向和风速。 第二章 1、辐射：自然界中的一切物体以电磁波的形式时刻不停地向外发射能量的方式。 2、辐射通量密度：单位时间内通过单位辐射体表面的辐射能。 3、太阳辐射光谱：太阳辐射能随波长的分布。 4、太阳常数：在日地平均距离条件下，地球大气上界垂直于太阳光线面上的辐射通量密度。 5、分子散射：空气分子的直径小于射入辐射的波长并遵循蕾利散射定律，其散射能力与波 长的四次方成正比。 6、太阳高度：太阳光线与观测点地平圈间的夹角。 7、昼长：太阳的视圈面中心从出地平线至入地平线之间的时间间隔。 8、时角：从主点起沿天赤道量到天球上的一点的赤道圈与天赤道交点的弧长为经向坐标称 为时角。 9、单位气质：太阳位于天顶时，以单位面积太阳光束所穿过的大气柱的质量作为一个单位。 10、大气透明系数：当太阳位于天顶时，到达地面与太阳光垂直面上的太阳辐射通量密度S 与大气上界太阳常数之比，即P=S/S0。 11、太阳直接辐射：在与太阳辐射方向相垂直的面上所接收到的直接来自太阳的那一部份太阳辐射通量密度。 12、太阳漫射辐射：来自整个天穹向下的散射辐射和反射的太阳辐射之和 13、地面有效辐射：地面发射的长波辐射与地面吸收的大气逆辐射之差 14、净辐射：是指某一作用面或作用层辐射能收入和支出之差。 15、地面净辐射：单位时间单位面积的水平地表面吸收的辐射能与损失的辐射能之差。 第三章 1、对流：空气在铅直方向上的大规模升降运动。分为动力和热力两类 2、平流：大范围空气的水平运动 3、乱流：空气的不规则运动，分为动力、热力和混合三类 4、热容量：重量热容量(比热c)：单位质量的物质温度变化1℃所吸收或放出的热量，单位 为J·kg-1·℃-1 容积热容量(热容量cv)：单位体积的物质温度变化1℃所吸收或放出的热量，单 位为J·m-3·℃-1

气象学复习题汇总

Part1 第一章地球大气（6分） 重点：大气成分中的臭氧、二氧化碳、气溶胶粒子和大气结构中的对流层。 1、大气是由干洁大气、水汽和液态和固态微粒组成的混合物。 2、什么是干洁大气？干洁大气的主要成分是氮、氧和氩。 干洁大气是指出去水汽和悬浮在大气中的固态液态微粒以外的整个混合气体。 3、高层大气中的臭氧主要是在太阳紫外辐射作用下形成的，大气中臭氧浓度最大的高度是20~30km 。 4、大气中的臭氧具有什么作用？P11 （1）吸收紫外线，保护地面的生物免受过多紫外线的伤害 （2）对紫外线有着极其重要的调控作用，保留对地面生物有利的紫外线A （3）臭氧吸收太阳紫外辐射对高层大气有明显增温作用 5、大气中二氧化碳浓度白天、晴天、夏季比黑夜、阴天、冬季小，城市比郊区大。大气中的二氧化碳具有什么作用？P11 （1）绿色植物进行光合作用不可或缺的原料 （2）重要温室气体，强烈吸收和放射长波辐射，对地面和近地气层具有保温、增温效应6、列举大气中气溶胶粒子的重要影响。什么是霾？雾和霾有何区别P12

气溶胶例子的影响： （1）吸收太阳辐射，使空气温度增高，削弱到达地面的太阳辐射 （2）阻挡地面辐射，减缓地面的辐射冷却 （3）降低大气透明度，影响能见度 （4）充当水汽的凝结核，对成云致雨有重要作用。 霾是指空气中的灰尘、硫酸、有机碳氢化合物等气溶胶粒子组成的大气混浊现象，是水平能见度小于10km。 7、根据大气物理性质的垂直分布，可将大气从低到高依次分为对流层、平流层、中间层、热成层和散逸层。大气中的臭氧主要分布在平流层，热成层对无线电波的远距离传播具有重要作用。 8、对流层大气有哪些主要特点？P13 （1）对流层大气的温度随高度的升高而降低 （2）对流层大气具有强烈的铅直方向上的对流运动和不规则的乱流运动 （3）大气中的云、雾、雨、雪等主要天气现象都发生在对流层中 （4）对流层各种气象要素水平分布不均匀，对流层集中了3/4以上的大气质量和几乎全部水

《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 ?