动力气象总结

1、基本运动方程组（一）n作用在空气微团(质点)的基本力n控制大气运动的基本方程组n平面近似n初始条件和边界条件作用在空气微团(质点)的基本力n作用于空气微团上的基本力有四种：万有引力、气压梯度力、分子粘性力和外摩擦力n另外，由于地球这个旋转坐标系下，还必须引入科氏力和惯性离心力控制大气运动的基本方程组n表征大气运动基本规律的方程一共有六六个，即运动方程（三个方向)、连续方程、热力学方程和状态方程。这些方程是研究大气运动的基础。其中状态方程是一个与时间无关的代数方程，可作为其它方程中密度、气压和温度等任一变量的置换关系。其它几个方程都包含有对时间的微商即随时间的变化，是预报方程平面近似n为科氏参数

2、在y方向的一阶导数。平面近似认为为参数，这种近似考虑了地球的球面性的主要效应，但又把地球看成是平面，即部分考虑地球的球面性初始条件和边界条件n为了求解大气运动控制方程组数值解，必须给定合适的初始条件和边界条件 初始条件：在初始积分时刻（t=0)时，描述大气的各种物理量在空间分布特征 边界条件：大气的上下边界和侧边界处描述大气的各种物理量在时空分布特征大气运动的尺度分析与基本方程组的简化（二）n尺度概念n中高纬度中尺度及大尺度大气运动各自的特性nRossby数尺度概念n完全的运动方程组是很复杂的，然对给定的运动并不需要对方程的所有各项都加以考虑。对方程进行简化的意义就在于突出影响某一运动的本质特

3、征而略去非本质特征n尺度乃是物理量的基本特征的度量n一般都根据天气系统的水平尺度，将大气运动分成大中小三类尺度的运动，并相应地确定各有关气象要素的特征尺度，作为对方程各项进行分析和简化的依据中高纬度中尺度及大尺度大气运动各自的特性n对于大尺度和中尺度的运动，得到如下重要性质：准定常、准静力、准水平和准地转。n这些性质在理论研究和实际天气分析中常常得到应用 Rossby数n惯性力和科氏力的比值，反映了惯性力与科氏力的相对重要性。当Rossby数远大于1时，表示惯性力的作用远大于科氏力的作用，反之，科氏力的作用远大于惯性力的作用。 自由大气中的平衡运动（三） n地转平衡与地转风n在自由大气中，天气

4、尺度的运动与地转风甚为相近。地转风的风压定律也是高空天气图分析的重要规则n地转平衡即在自由大气中，当水平气压梯度力与科氏力平衡时，空气质点做匀速直线运动n地转平衡条件下的空气运动称为地转风环流与涡度（四）n涡度与散度涡度与散度n涡度的定义：涡度是度量流体旋转程度和方向的物理量。 n散度的定义：散度是度量流体辐合或辐散大小的物理量。大气能量学（五）n大气主要的能量形式n闭合系统 n有效位能大气主要的能量形式n大气中最重要的能量形式是动能、内能、位能、潜热能n实际大气中，内能与位能经常是同时增加或同时减少，因此将这二者之和称为全位能闭合系统n与外界无物质与能量交换的系统有效位能n有效位能是指系统的

5、全位能与按绝热过程调整后系统所具有的最小全位能之差，而且规定系统的最小全位能是绝热调整后产生的正压状态和稳定层结情形下的全位能 大气边界层（六）n太阳常数n埃克曼抽吸n贴地层、近地面层、埃克曼层，它们各自的特点太阳常数n在地日平均距离处，单位面积的黑体系数的太阳辐散的总能量。埃克曼抽吸n由于地转涡度的分布不均，造成自由大气中动量大的空气通过反气旋（WB0)被抽入自由大气埃克曼抽吸贴地层、近地面层、埃克曼层各自的特点贴地层：分子粘性力起主要作用；主要运动形式为分子扩散近地面层：湍流摩擦力和气压梯度力起主要作用，科氏力可省略；风向几乎不随高度变化，但风速随之增加；物理量通量的垂直输送几乎不随高度改变；物理量的垂直梯度远大于水平梯度，湍流强烈，呈准定常。艾克曼层：湍流摩擦力，气压梯度力和科氏力同等重要；物理量垂直梯度水平梯度；下垫面对自由大气的影响通过该层向上输送；风向、风速随高度变化呈Ekman 螺线规律大气中的主要波动（七）n描述波动的基本物理量n群速度 n大气中的基本波动有哪些描述波动的基本物理量n位相、波长、周期、频率、相速度、群速度等。群速度n不同频率的单谐波组成的合成波成为群波n波包是群波的载波最大振幅点的连线，波包的移速为Cg称为群速度大气中的基本波动n声波：由大气的可压缩性引起n重力外波；