天氣學原理試題三與答案

1、南京信息工程大學天氣學原理試題三一、 一、名詞解釋：（20分）1 1地轉風和熱成風。2 2絕對渦度。3 3冷式錮囚鋒。4 4溫度平流的拉普拉斯。5 5東北信風。二、 二、填空。（32分）1 1固定點溫度變化由-項決定。2 2一型冷鋒與二型冷鋒區(qū)別是-。3 3若鋒作為密度的一級不連續(xù)面，則鋒附近氣壓分布特征是-。4 4極鋒鋒區(qū)與副熱帶鋒區(qū)的區(qū)別是-。5 5用方程診斷上升及下沉運動由-項決定。6 6在中、高緯大尺度系統(tǒng)運動中，通常固定點渦度增加（減?。┖驮摴潭c等壓面位勢高度降低（升高）是一致的，這種一致性賴以存在的根據(jù)是-。7 7平均層渦度方程中，相對渦度平流項在自然坐標系中采用地轉近似后，可以

2、分為-項討論平均層位勢高度局地變化。8 8用運動學公式，描述低壓中心強度變化用-表示，橢圓型高壓中心將向-移動。三、 三、綜合題。（48分）1 1等壓面分析比等高面分析有哪些優(yōu)越性？（12分）2 2解釋在不穩(wěn)定大氣中，冷鋒上山（爬坡），此鋒是加強還是減弱？（8分）3 3寫出位勢傾向方程： 右端各項的名稱，并用此方程物理解釋圖中槽的（圖中波長，實線為圖上等高線，虛線為等溫線，閉合為地面高低壓中心）（14分）  4請用高空形勢預報方程及地面形勢預報方程物理解釋上圖中槽及溫帶氣旋變化？（14分）天氣學原理試題三答案一、名詞解釋。（20分，每題4分）1 1地轉風：水平氣壓

3、梯度力與水平地轉偏向力兩力平衡，風沿等壓線或等高線吹，背風而立，高氣壓在右（北半球）。熱成風：上、下兩層地轉風矢量差或地轉風隨高度變化稱熱成風。熱成風沿著等平均溫度線或等厚度線吹，背熱成風而立，高溫在右（北半球）。2 2絕對渦度：是大氣絕對運動所產(chǎn)生的旋轉運動的度量是由地轉渦度和相對渦度兩部分之和所組成，其垂直分量的表達式為，若空氣運動是水平、正壓、無輻散輻合，則絕對渦度是不變的。3 3  冷式錮囚鋒：暖氣團、較冷氣團、更冷氣團，三者相遇迫使暖空氣抬離地面錮囚在高空，此兩冷氣團的交界面，稱為錮囚鋒，在交界面兩側，如果更冷氣團推動冷氣團往冷方向運行，使得冷的地方變得更冷，稱為冷式錮囚鋒

4、或高空暖舌處于冷式錮囚鋒后。4 4溫度平流的拉普拉斯：數(shù)學表達式，其中（溫度平流），它可以反映大氣的上升，下沉運動或地面系統(tǒng)的發(fā)展情況，注意溫度平流的拉普拉斯不同與溫度平流本身它決定于溫度平流的分布，但其符號與溫度平流相反。5 5東北信風：行星風系的重要組成部分，它是指北半球低層大氣中從副熱帶高壓吹向赤道低壓帶的盛行風。在北半球稱為“東北信風”，該風系穩(wěn)定，長年盛行。古代，海上的航行常常借助該風，故又名“貿易風”。二、 二、填空。（32分，每題4分）1 1溫度平流、穩(wěn)定度和垂直運動絕熱變化的乘積及非絕熱變化。2 2一型冷鋒是高空槽前對應地面冷鋒；二型冷鋒是高空槽后對應地面冷鋒。 一型冷鋒沿鋒面

5、暖一側低層和高層都是沿界面抬升上升； 二型冷鋒沿鋒面暖一側低層抬升上升，而高層是下沉。 一型冷鋒降水處在鋒線到鋒后附近為穩(wěn)定性降水； 二型冷鋒降水處在鋒前到鋒線附近為不穩(wěn)定性降水。3 3及說明鋒區(qū)內等壓線氣旋式曲率比鋒區(qū)外大得多，或鋒區(qū)內等壓線反氣旋式曲率比鋒區(qū)外小得多。4 4地點不同及高度不同，極鋒鋒區(qū)發(fā)生在高緯N附近中低層，副熱帶鋒區(qū)發(fā)生在較低緯度N附近高層。 極鋒鋒區(qū)對應低層地面是極鋒；而副熱帶鋒區(qū)對應低層地面是下沉輻散氣流，無鋒存在。 極鋒鋒區(qū)上空對應極鋒急流，與副熱帶鋒區(qū)上空對應副熱帶急流相比后者有一個很強的副熱帶急流與鋒區(qū)相對應。5 5第一項絕對渦度平流隨高度變化項簡稱渦度平流隨高

6、度變化項，對于波以相對渦度平流隨高度變化為主。 第二項厚度平流（溫度平流）的拉普拉斯。 第三項非絕熱加熱的拉普拉斯。6 6要求大氣是準地轉即，還要考慮固定點位勢或位勢高度變化在方向按正弦波變化。7 7曲率項，散合項， 疏密項8 8變壓表示，長軸與變壓（高）升度方向之間。三、 三、綜合題。（48分）1 1實際工作中，不觀測空氣密度“”，在等壓面分析中，研究大氣運動不需要非觀測值空氣密度“”，而在等高面分析中，研究大氣運動需要空氣密度。所以等壓面分析能滿足實際工作需要，而等高面分析不能滿足實際工作需要。 等壓面分析中計算地轉風簡單，而在等高面分析中計算地轉風多一個變量，另外等壓面分析中，上下兩層地

7、轉風可以進行比較，僅決定于等高線的疏密確定地轉風大小，而等高面分析上下兩層地轉風無法比較，涉及到的變化。 等壓面分析計算水平氣壓梯度力簡單，而等高面分析計算水平氣壓梯度力 多一個“”。 等壓面分析水平散度簡單，取決于垂直運動分布，而等高面分析水平散度多密度變化，即 （12分）2 2從鋒區(qū)中等溫線變密角度確定冷鋒上山（爬坡）是加強。因為冷鋒上山（爬坡），靠近等溫線密集帶暖一側上升運動較強，在不穩(wěn)定大氣中，上升絕熱以大量水汽凝結釋放潛熱為主，使其暖一側增溫，而靠近其密集帶冷一側上升運動很弱又干燥，基本上無上升運動冷一側溫度變化不大或無變化，這樣鋒區(qū)中等溫線（等溫線密集帶）變密，此冷鋒上山（爬坡）加

8、強。（8分）3 3第一項 地轉渦度和相對渦度的地轉風平流（絕對渦度平流），通常，以相對渦度平流輸送為主。 第二項 厚度平流或溫度平流隨高度變化項。 第三項 非絕熱加熱隨高度變化項。 （每項2分，共6分） 第一項以相對渦度平流輸送為主，槽前有正相對渦度平流輸送，引起槽前固定點正相對渦度增加，考慮準地轉關系，等壓面高度降低，有負變高，槽后相反有正變高，槽線上變高為零，對槽強度無影響，指示槽向變高梯度方向移動即前進。 第二項溫度平流隨高度變化項。通常對流層溫度平流隨高度減弱，尤其是在對流層中上層。對于對流層中上層等壓面來說，500hPa槽線處及其下層，風隨高度逆轉，有冷平流，此氣柱降溫收縮，500hPa槽線處等壓面高度降低，有負變高，槽加深。(8分) 4上圖中槽變化要求：物理解釋相對渦度平流輸送使槽強度無變化，向變高梯度方向移動即前進；波地轉渦度平流輸送小，以相對渦度平流輸送為主；物理解釋有正熱成風渦度平流輸送使槽加深。（7分參考）上圖中溫帶氣旋變化要求：用平均層約圖中物理解釋正熱成風渦度平流輸送使槽加深，曲率變大。槽前正相對渦度平流輸送加強，溫帶氣旋上空對應槽前由于正相對渦度平流輸送加強同時在水平地轉偏向力作用下伴隨水平輻散加強，引起低層地面質量減少，溫帶氣旋降壓，此氣旋加深發(fā)展。