依据流体力学中的赫姆霍茨(Helmhotz)速度分解定理,大气的水平速度分解为 无水平辐散辐和,称旋转风;无旋,称辐散风,而为流函数,χ为速度势,利用试分析中纬度大尺度运动的,证明。
问答题试对热力学能量方程进行尺度分析,证明 其中 为层节稳定度参数(即布伦特—维塞拉频率的平方)。若取N2=10-4m s2,计算出大、中、小尺度运动系统中W的具体量级。
问答题通过证明。
问答题估对于大、中、小尺度运动系统,其水平尺度L,铅直(厚度)尺度D,水平速度尺度U,时间尺度τ,如表所示: 对流层厚度(又称大气标高)H,定义为均质大气高度 由表可看出: (1)大尺度运动的τ=L U,中、小尺度运动的τ〉L U,于是又τ≥L U(大尺度运动的τ=L U); (2)大、中尺度运动的D=H,小尺度运动的D≤H,于是D≤H(大、中尺度运动的D=H),试对水平运动方程进行尺度分析,证明在中纬度有
问答题估计在大尺度运动系统中等压面和等θ面坡度的量级。
问答题估计在大尺度运动系统中fv和在哪个纬度带里具有相同的量级?
问答题将z坐标系和p坐标系的大气基本方程组及边界条件作一比较,讨论p坐标系的优缺点。
问答题什么是铅直p速度(ω)?为什么ω>0常表示有下沉运动,ω>0常表示有上升运动?对于中纬度大尺度运动,ω的量级有多大?
问答题说明与的区别。
问答题若取某一物理量s为铅直坐标,从数学的角度上来看,对s有什么要求?
问答题地转近似的充分条件什么?试从物理上对这些条件说明。
问答题试讨论基别尔数(ε),罗斯贝数(Ro),理查孙数(Ri)意义。
问答题为什么要引进热力学变量的变动(扰动)尺度?
问答题哪些尺度可以认为是基本尺度?什么是惯性运动的时间尺度?什么是气压变动(扰动)的地转尺度?什么是平流时间尺度?
问答题试证明在柱坐标系中大气运动方程和连续方程分别为 其中分别为径向速度、切线速度和铅直速度,且已设极平面只绕铅直轴以角速度Ωsinφ=f 2旋转。
问答题在柱坐标系中给出全导数df dt的展开式。