天气学原理和方法.doc

天气学原理和方法目录第一章 大气运动的基本特征 .................................................................................................3第一节 影响大气运动的作用力 .....................................................................................3第二节 控制大气运动的基本定律 ..................................................................................3第三节 大尺度运动系统的控制方程 ..............................................................................4第四节 “P”坐标系中的基本方程组 ..............................................................................5第五节 风场和气压场的关系 .........................................................................................5第二章 气团与锋 .....................................................................................................................8第一节气团与锋 ...............................................................................................................8第二节 锋的概念与封面坡度 .........................................................................................9第三节至第五节 ...............................................................................................................9第三章 气旋与反气旋 ...........................................................................................................11第一节 气旋、反气旋的特征和分类 ............................................................................11第二节 涡度与涡度方程 ...............................................................................................12第三节 位势倾向方程和 方程 .....................................................................................13𝜔第三节 温带气旋与反气旋 ...........................................................................................14第五节 东亚气旋和反气旋 ...........................................................................................15第四章 大气环流 ...................................................................................................................17第一节 大气平均流场特征与季节转换 ........................................................................17第五章 天气形势及天气要素的预报 ...................................................................................21第六章 寒潮天气过程 ...........................................................................................................25第七章 大型降水天气过程 ...................................................................................................35第一节 降水的形成与诊断 ...........................................................................................35第二节 大范围降水的环流特征 ...................................................................................40第三节 降水的天气尺度系统 .......................................................................................46第四节 暴雨中尺度系统 ...............................................................................................51第五节 不同高度急流对暴雨生成的作用 ....................................................................52第八章 对流性天气过程 .......................................................................................................53第一节 雷暴的结构及雷暴天气成因 ............................................................................53第二节 中小尺度天气系统 ...........................................................................................54第三节 对流性天气预报的物理基础 ............................................................................56第四节 对流性天气的预报 ...........................................................................................58雷达原理与业务应用 .............................................................................................................59第九章 低纬度和高原环流系统 ...........................................................................................64第十章 东亚季风环流 ...........................................................................................................81第十一章 天气诊断分析 .......................................................................................................87第一章 大气运动的基本特征第一节 影响大气运动的作用力1. 大气运动受什么定律支配？ 质量守衡、动量守衡和能量守衡定律 2. 影响大气运动的真实力有哪几种？ 气压梯度力、地心引力、摩擦力。

3. 影响大气运动的视示力（外观力）有哪几种？惯性离心力、地转偏向力 4. 气压梯度力的方向？气压梯度力的大小与气压梯度和空气密度有什么关系？ 方向指向—▽P 的方向，即由高压指向低压的方向； 气压梯度力的大小与气压梯度成正比，与空气密度成反比 𝐺≡‒1𝜌∇𝑝5. 地心引力𝐹𝑔=‒𝐺𝑀𝑚𝑟2( r𝑟 )6. 惯性离心力 C=Ω2R7. 地转偏向力 A= -2Ω×V8. 地转偏向力的几个重要特点？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作功，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9. 重力 单位质量大气所收到的地心引力与惯性离心力的合力g≡g∗+Ω2R第二节 控制大气运动的基本定律10. ∂𝑇∂𝑡=d𝑇𝑑𝑡‒𝑣∙∇ℎ𝑇‒𝑤∂𝑇∂𝑧局地变化 个别变化 平流变化 对流变化11. 旋转坐标系大气运动方程d𝑉𝑑𝑡=‒1𝜌∇𝑝‒2Ω×V+𝑔+𝐹12. 连续方程 表示大气质量守恒的数学表达式当气体不可压缩时，即流体在运动过程中其密度不变（∇∙V= -1𝜌𝑑𝜌𝑑𝑡），则𝑑𝜌𝑑𝑡=0 ∇∙V=013. 热力学第一定律可描述为：系统的内能变化等于加入系统的热量与系统对环境做功之差14. 热流量方程c𝑣𝑑𝑇𝑑𝑡+𝑝𝑑𝛼𝑑𝑡=𝑄是比容，第二项表示压力对单位质量空气的作功率，代表了热能和𝛼=1𝜌机械能之间的转换，反映了大气动力过程与热力过程的相互联系，正是这种相互联系和转换过程使太阳热能可以驱动大气运动。

第三节 大尺度运动系统的控制方程15. 尺度分析是针对某类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 16. 零级简化 只保留方程中数量级最大的各项，其他各项都略去不计17. 一级简化 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，而将更小的各项略去不计18. 气象学中的静力方程表达式？P270= -1𝜌∂𝑝∂𝑧‒𝑔19. 水平运动方程零级简化0= -1𝜌∂𝑝∂𝑥+𝑓𝑣0=‒1𝜌∂𝑝∂𝑦‒𝑓𝑢20. 水平运动方程一级简化 dudt= -1𝜌∂𝑝∂𝑥+𝑓𝑣dvdt=‒1𝜌∂𝑝∂𝑦‒𝑓𝑢21. 大尺度系统的连续方程。