天氣學(xué)復(fù)習(xí)題

1、第一章d1d1、站在轉(zhuǎn)動(dòng)的地球上觀測(cè)單位質(zhì)量空氣所受到力有哪些？各作用力定義、表達(dá)式及意義、站在轉(zhuǎn)動(dòng)的地球上觀測(cè)單位質(zhì)量空氣所受到力有哪些？各作用力定義、表達(dá)式及意義如何？如何？答：氣壓梯度力、地心引力、慣性離心力、重力、地轉(zhuǎn)偏向力及摩擦力的分析（1）、氣壓梯度力：當(dāng)氣壓分布不均勻時(shí)，單位質(zhì)量氣塊上受到的凈壓力稱為氣壓梯度力。表達(dá)式：拉普拉斯算子：拉普拉斯算子：▽p為氣壓梯度，由氣壓分布不均勻造成。為氣壓梯度，由氣壓分布不均勻造成。G的

2、大小與的大小與ρ成反比，與成反比，與▽p的大小成正比的大小成正比G的方向垂直等壓線，由高壓指向低壓的方向垂直等壓線，由高壓指向低壓（2）、地心引力、地心引力：地球?qū)挝毁|(zhì)量的空氣塊所施加的萬有引力。表達(dá)式：表達(dá)式：其中：K：萬有引力常量，M：地球質(zhì)量，a：空氣塊到地心的距離大?。捍笮。翰蛔儯?shù)方向：不變，常數(shù)方向：指向地心。指向地心。（3）.摩擦力：?jiǎn)挝毁|(zhì)量空氣所受到的凈粘滯力。摩擦力：?jiǎn)挝毁|(zhì)量空氣所受到的凈粘滯力。表達(dá)式：表達(dá)式：其

3、中：為粘滯系數(shù)大氣為低粘性流體，一般只在行星邊界層（摩擦層）考慮摩擦作用，自其中：為粘滯系數(shù)大氣為低粘性流體，一般只在行星邊界層（摩擦層）考慮摩擦作用，自由大氣中則忽略摩擦作用。由大氣中則忽略摩擦作用。（4）、視示力：由旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的加速作用而假想的力（慣性離心力、地轉(zhuǎn)偏向力）、視示力：由旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的加速作用而假想的力（慣性離心力、地轉(zhuǎn)偏向力）1.慣性離心力：觀測(cè)者站在旋轉(zhuǎn)地球外觀測(cè)單位質(zhì)量空氣塊所受到一個(gè)向心力的作用，但慣性離心力：觀測(cè)

4、者站在旋轉(zhuǎn)地球外觀測(cè)單位質(zhì)量空氣塊所受到一個(gè)向心力的作用，但站在轉(zhuǎn)動(dòng)地球上（）觀測(cè)它的運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)它是靜止的（）站在轉(zhuǎn)動(dòng)地球上（）觀測(cè)它的運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)它是靜止的（），這必然引入一個(gè)與向心力大小相，這必然引入一個(gè)與向心力大小相同，方向相反的力，此力稱為慣性離心力。同，方向相反的力，此力稱為慣性離心力。表達(dá)式：表達(dá)式：大?。号c緯圈半徑成正比，即：與緯度成反比；方向：在緯圈平面內(nèi)，垂直地軸指向外大?。号c緯圈半徑成正比，即：與緯度成反比；方向：在緯

5、圈平面內(nèi)，垂直地軸指向外2.地轉(zhuǎn)偏向力地轉(zhuǎn)偏向力(科氏力）科氏力）觀測(cè)者站在旋轉(zhuǎn)地球上觀測(cè)單位質(zhì)量空氣塊運(yùn)動(dòng)（）觀測(cè)者站在旋轉(zhuǎn)地球上觀測(cè)單位質(zhì)量空氣塊運(yùn)動(dòng)（），發(fā)現(xiàn)在北半球有一個(gè)向右偏的力，在，發(fā)現(xiàn)在北半球有一個(gè)向右偏的力，在南半球向左偏的力。稱此力為地轉(zhuǎn)偏向力，又名科氏力。南半球向左偏的力。稱此力為地轉(zhuǎn)偏向力，又名科氏力。表達(dá)式：表達(dá)式：VA???????2地轉(zhuǎn)偏向力的大?。海ǖ剞D(zhuǎn)偏向力的大小：（1）與相對(duì)速度）與相對(duì)速度|V|大小成

6、正比（因角速度為常數(shù)）大小成正比（因角速度為常數(shù)）；當(dāng)；當(dāng)|V|=0時(shí)，時(shí)，A=0，只有在做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，，只有在做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，A才存在。才存在。（2）與速度夾角也成正比。）與速度夾角也成正比。水平地轉(zhuǎn)偏向力：大氣中垂直運(yùn)動(dòng)一般也較小，氣塊主要受水平地轉(zhuǎn)偏向力：大氣中垂直運(yùn)動(dòng)一般也較小，氣塊主要受x方向和方向和y方向地轉(zhuǎn)偏向力，方向地轉(zhuǎn)偏向力，即：水平地轉(zhuǎn)偏向力的影響。即：水平地轉(zhuǎn)偏向力的影響。地轉(zhuǎn)偏向力方向：與垂直地軸和速度方向垂直，只

7、能改變氣塊的運(yùn)動(dòng)方向，不能改變其大地轉(zhuǎn)偏向力方向：與垂直地軸和速度方向垂直，只能改變氣塊的運(yùn)動(dòng)方向，不能改變其大1Gp??????ijkxyz?????????????02KMRGaR?????????????2()CRR??????????????????(6)慣性離心力：在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中物體受到向心力的作用卻靜止。違反牛頓運(yùn)動(dòng)定律，從而引入此力以平衡向心力，使牛頓運(yùn)動(dòng)定律成立。慣性離心力在緯圈平面內(nèi)，與向心力大小相等，方向相反。5、重

8、力方向如何？與等高面是否垂直？海平面上重力如何？重力方向如何？與等高面是否垂直？海平面上重力如何？旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的重力：?jiǎn)挝毁|(zhì)量大氣所受到的地心引力與慣性離心力的合力。重力垂直于水平面，赤道最小，極地最大6、局地變化：固定位置（x0y0，z0）上溫度隨時(shí)間的變化率。個(gè)別變化：氣塊在運(yùn)動(dòng)中其溫度隨時(shí)間的變化率。溫度平流變化：V▽h▽hT氣塊在溫度水平分布不均勻的區(qū)域內(nèi)保持原有的溫度作水平運(yùn)動(dòng)而對(duì)局地溫度變化所提供的貢獻(xiàn)。▽T溫度梯度由高溫指