01 绪论

1.1 绪论随堂测验

1、动力气象学主要的研究对象是( )。
    A、大尺度运动
    B、小尺度运动
    C、中尺度运动
    D、微尺度运动

2、动力气象学的两个基本假设是:
    A、连续性假设
    B、薄层假设
    C、理想气体假设
    D、大气均质假设

绪论测验

1、考虑地球大气受到重力场的作用,大尺度运动具有( )特点。
    A、准静力平衡
    B、准水平
    C、准地转平衡
    D、准定常

2、不同尺度运动性质不同,其中,( )运动必须考虑地球自转的影响。
    A、小尺度
    B、大尺度
    C、微尺度
    D、中小尺度

3、动力气象学是应用( )和( )研究大气运动的动力过程和热力过程,以及它们之间的相互关系。
    A、物理学定律
    B、化学
    C、数学方法
    D、微物理学

4、不同尺度的运动系统相互独立,不存在相互作用。

绪论作业

1、考虑地球自转和重力影响的中高纬度的大尺度运动具有什么特点?如何理解这个特点?

02 旋转坐标系大气运动方程组

旋转坐标系大气运动方程组

1、以下哪种物理定律不属于控制大气运动的基本定律?
    A、牛顿第二定律
    B、热力学第一定律
    C、质量守恒定律
    D、牛顿第一定律

2、在旋转地球上,运动的微团所受到的基本力不包括( )。
    A、重力
    B、气压梯度力
    C、万有引力
    D、摩擦力

3、建立p坐标的物理基础是( )。
    A、尺度分析
    B、能量守恒
    C、静力平衡
    D、坐标转化

4、以下哪种力在气团运动中不做功?
    A、气压梯度力
    B、重力
    C、科氏力
    D、摩擦力

5、以下哪种约束不在薄层近似中采用?
    A、绝对角动量定理
    B、机械能定理
    C、质量守恒
    D、体积守恒

6、空气微团在赤道上向上运动时,科氏力( )。
    A、不存在
    B、指向北
    C、指向东
    D、指向西

7、等压面上的气压处处相等,因此等压面上的水平气压梯度力处处为零。

8、局地直角坐标系中x,y,z轴的方向在空间中是固定不变的。

9、局地直角坐标系保持了球坐标系的标架方向,但忽略了球面曲率的影响。

10、在极区不能采用局地直角坐标系。

11、视示力是反应大气旋转的力,是真实作用于气团的力。

12、科氏力改变了运动方向,从而减缓了气压梯度力做功的过程。

13、若运动过程中空气微团的温度不变,则也不会造成空间固定点的温度变化。

14、中尺度满足静力平衡,所以可以应用p坐标。

旋转坐标系大气运动方程组

1、根据你对全导数与局地导数关系式的理解,完成下题。 已知地面气压沿着向东方向每180 km降低3 hPa,一艘以10 km/h速度向东运动的船只每3小时观测到1 hPa的气压下降。船只经过的某个岛屿上气压每小时变化多少?请以东方向为x轴,并写出计算过程。

03 大气运动方程组的简化

3.1 尺度分析随堂测验

1、尺度是有量纲的。

2、尺度分析法略去方程中量级( )的项。

3.2 基本方程组的尺度分析随堂测验

1、在中纬度地区的大尺度系统,扰动热力学变量与基本热力学变量之比为( )。
    A、
    B、
    C、
    D、

2、垂直速度的上限是( )。

3.3 中纬度大尺度运动方程组的简化随堂测验

1、方程的零级近似是( )。
    A、只保留方程中量级最大的项
    B、不仅保留方程中量级最大的项,还保留比最大项小一个量级的项
    C、不仅保留方程中量级最大的项,还保留第二大的项
    D、只忽略掉最小项

2、方程的一级近似是( )。
    A、只保留方程中量级最大的项
    B、不仅保留方程中量级最大的项,还保留比最大项小一个量级的项
    C、保留方程中量级最大的两项
    D、只忽略掉最小项

大气运动方程组的简化

1、大气基本态垂直厚度尺度为( )。
    A、m
    B、m
    C、m
    D、m

2、水平风速在5~25m/s,那么水平风速的尺度为( )。
    A、
    B、m/s
    C、
    D、m/s

3、以下不属于大尺度运动系统的有( )。
    A、温带气旋、反气旋
    B、龙卷
    C、飑线
    D、对流单体

4、中纬度大尺度运动具有( )基本性质。
    A、准水平
    B、准水平无辐合辐散
    C、准地转平衡
    D、准静力平衡

5、静力平衡意味着没有垂直运动。

6、无量纲量是常量。

7、在一个方程式中,数量级最大项至少要有两项。如果方程中只有一个最大项,不是各项量级估计不正确,就是原方程不成立。

大气运动方程组的简化

1、对于典型的龙卷风运动,各项量级如图所示, 对铅直运动方程进行尺度分析,说明此情况下静力平衡能否成立? 按以下步骤进行: (1)将气压和密度分解为基本量和扰动量,确定垂直气压梯度力和重力合力的尺度; (2)可根据连续方程的分析结果:确定扰动密度与基本密度尺度之比; (3)对垂直运动方程的尺度分析,说明此情况下静力平衡能否成立。 备注:垂直运动方程如下所示:

04 自由大气中的平衡运动

自由大气中的平衡运动

1、地转风随高度改变的充分和必要条件是:
    A、地转偏差
    B、热成风
    C、斜压大气
    D、正压大气

2、下列有关地转风的说法中,正确的有:
    A、地转风穿越等压线吹
    B、地转风沿着等压线吹
    C、地转风与水平气压梯度力相垂直
    D、地转风与水平地转偏向力相垂直

3、地转偏差的存在,会使得:
    A、大气具有穿越等压线的运动
    B、低压水平辐合上升,高压水平辐散下沉
    C、风压场发生变化
    D、气压梯度力做功

4、北半球地转风随高度逆时针旋转,与此伴随的是冷平流。

自由大气中的平衡运动

1、简单说明地转风随高度发生变化的原因。

05 涡旋动力学

涡旋动力学

1、在北半球,当气块向南运动时,由于β效应,将引起局地相对涡度( )。
    A、减小
    B、增加
    C、不变
    D、不确定

2、从涡度方程来看,当有水平辐散时,绝对涡度( )。
    A、增加
    B、减小
    C、不变
    D、不确定

3、绝对涡度守恒可应用于( )等压面上。
    A、500hPa
    B、1000hPa
    C、850hPa
    D、200hPa

4、若北半球中纬度大尺度气旋增强,从涡旋动力学角度来看,可能原因是( )。
    A、整体向南运动了
    B、发生了水平辐合
    C、发生了水平辐散
    D、整体向北运动了

5、涡度和散度从不同角度描写了水平流场的特征,涡度是流体( )运动的度量。

涡旋动力学

1、已知30ºN的气块在北移过程中保持绝对涡度守恒,如果其初始相对涡度为5×10-5s-1,那么到达90ºN时它的相对涡度是多少? 其中,Ω=7.292×10-5s-1

06 大气能量学

大气能量学

1、水平动能的来源只能来自( )做功?
    A、科氏力
    B、气压梯度力
    C、摩擦力
    D、重力

2、有效位能和动能之间的转换是通过( )引起的。
    A、冷暖空气的垂直运动
    B、非绝热加热
    C、摩擦耗散
    D、水平运动

3、闭合系统中,总能量(动能与全位能之和)守恒的条件是( )和( )。
    A、绝热
    B、无摩擦
    C、正压大气
    D、水平无辐合辐散

4、潜热能是系统中实际水汽凝结所释放的能量。

5、有效位能取决于大气的初始状态,大气为斜压状态时,大气的有效位能总为正。

大气能量学

1、试总结中纬度大尺度大气运动能量循环过程。

07 大气波动学

单元测验

1、大气长波具有( )特点。
    A、准地转
    B、准水平
    C、水平无辐合辐散
    D、南北振动

2、水平无辐合辐散的假设可以略去( )。
    A、重力惯性波
    B、重力外波
    C、重力内波
    D、大气长波

3、大气长波单向传播,指的是某一纬度某一波长的大气长波( )只向一个方向移动。
    A、振幅
    B、能量
    C、等位相线
    D、槽脊

4、大气长波的形成需要( )。
    A、f 随纬度变化
    B、β存在
    C、南北运动
    D、垂直运动

5、一般来讲,短波更易变形。( )

6、一般来讲,短波槽脊东移速度快。( )

7、大气长波具有下游效应,东边的槽脊强度经常会影响到西边的槽脊。( )

8、大气长波的形成机制是( )。

9、大气长波能量相对于基本气流向( )传播。

10、频散波形成的原因是各波长的波动移速 ( )。(答案选择填相同或者不同)

单元作业

1、根据一元线性微分方程: 推导二维大气长波的频散关系式,x方向波速、y方向波速、波速度矢量和群速矢量。

大气运动的稳定性理论

8.1 流体动力学稳定性概念随堂测验

1、不稳定状态下,气团在没有外力作用下,会回到平衡位置。

大气运动稳定性测验

1、正压不稳定是发生在具有( )切变基流中的长波不稳定。
    A、水平
    B、无
    C、垂直
    D、东西方向

2、斜压不稳定扰动发展的能量来自( )。
    A、纬向平均有效位能
    B、层结
    C、基本气流
    D、扰动有效位能

3、以下( )方法可以用于稳定性的讨论。
    A、气块法
    B、尺度分析法
    C、消元法
    D、正规模方法

4、惯性稳定性的判据有以下几种理解方式( ):
    A、波动解
    B、绝对涡度
    C、绝对动量
    D、相对涡度

5、在静力稳定状态下,气团偏离平衡位置后,会受到指向平衡位置的净浮力。

6、在水平惯性稳定和垂直静力稳定的前提下,依然会出现不稳定的情况。

7、在惯性稳定的条件下,向北发生扰动位移的气团会具有负的加速度。

8、只要大气是斜压的,就一定会产生斜压不稳定。

9、斜压不稳定波的增长率与垂直风切变有关,与波数无关。

期末考试

期末考试客观题试卷

1、研究极地地区的大气运动时,多采用哪一种坐标系?
    A、局地直角坐标系
    B、球坐标系
    C、P坐标系
    D、固定坐标系

2、( )是描述流体旋转特征的微观量度。
    A、涡度
    B、散度
    C、环流
    D、力管

3、动能的来源只能来自( )做功。
    A、地转偏向力
    B、气压梯度力
    C、摩擦力
    D、重力

4、重力内波生成的必要条件是大气层结( )。
    A、稳定
    B、中性
    C、不稳定
    D、以上三种都可以

5、惯性不稳定能量来源于( )。
    A、基本气流动能
    B、纬向平均有效位能
    C、扰动有效位能
    D、非绝热加热

6、热成风的大小与下列( )因子有关。
    A、平均气压梯度
    B、平均温度梯度
    C、纬度
    D、经度

7、若大气水平无辐合辐散,以下( )波动无法产生。
    A、重力外波
    B、重力惯性波
    C、罗斯贝波
    D、重力内波

8、地转偏差会对( )有影响。
    A、动能
    B、水平散度
    C、气压场
    D、风场

9、作用于大气的真实力有( )。
    A、重力
    B、万有引力
    C、气压梯度力
    D、摩擦力

10、纬向平均动能和涡动动能转换方向取决于( )。
    A、平均流的结构
    B、平均流的强度
    C、涡动场的结构
    D、涡动场的强度

11、下列说法正确的有( )。
    A、涡动动能代表了天气系统的强度
    B、纬向平均运动略去了波动
    C、动能的纬向平均包括纬向平均运动动能和涡动动能的纬向平均
    D、纬向平均经向风在能量学研究中可以近似为0

12、中纬度地区相对涡度的个别变化主要由( )引起。
    A、辐散项
    B、β效应项
    C、力管项
    D、扭转项

13、中纬度地区大尺度运动具有( )性质。
    A、准地转
    B、准水平
    C、准水平无辐合辐散
    D、准静力平衡

14、在中尺度中,起主要作用的波动有( )。
    A、大气长波
    B、重力内波
    C、重力惯性内波
    D、重力惯性外波

15、关于潜热能,说法正确的是( )。
    A、潜热能为降水过程中释放的潜热
    B、比湿越大,潜热能越多
    C、潜热能在热带地区多于中高纬度地区
    D、潜热能对于中纬度地区大气运动有重要意义

16、下列哪个不稳定属于动力不稳定?
    A、正压不稳定
    B、斜压不稳定
    C、静力不稳定
    D、惯性不稳定

17、球坐标系中的三个基本方向随空间点是变化的。

18、低压一定具有辐合上升气流。

19、采用 f 平面近似,可以滤掉大气长波。

20、实际大气中扰动热量经向输送,一般使得南北方温度差异加大。

21、在等压面图上,若等温线与等高线完全重合在一起,大气是正压大气。

22、如果空气不运动就不会产生地转偏向力。

23、根据涡度方程,当北半球系统有水平辐合时,绝对涡度要减小。

24、非绝热加热可以直接转换成运动动能。

25、在一个方程式中,数量级最大项至少要有两项。如果方程中只有一个最大项,不是各项量级估计不正确,就是原方程不成立。

26、一般来说,单是垂直运动就能改变动能和全位能。

27、地转风的强弱反映的是______的大小。

28、准地转近似可用于大气中_______这一波动的求解。

29、_______不稳定是中纬度地区天气系统发生发展的主要机制。

30、热成风是在地转平衡和_______平衡的综合结果。

31、斜压不稳定的发生与波长和风切变有关,当波长_____于临界波长时,才有可能发生斜压不稳定。

期末考试主观题试卷

1、

2、画出北半球年平均实际能量转换过程框图,并具体说明扰动有效位能与扰动动能之间是通过何种过程转换的。

3、