動力氣象學(xué)學(xué)位考試大綱

”動力氣象學(xué)“學(xué)位考試大綱考試科目代號：考試科目名稱：動力氣象學(xué)第一部分：課程目標(biāo)與基本要求一．課程目標(biāo)通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生理解大氣動力學(xué)的基本規(guī)律；掌握大氣動力學(xué)的基本理論；并學(xué)會運用動力學(xué)方法去分析和解決大氣科學(xué)方面的一些問題。二．基本要求要求學(xué)生掌握有關(guān)動力氣象學(xué)的基本概念、基本理論；并具有應(yīng)用動力氣象學(xué)的基本理論，去分析研究大氣動力學(xué)和熱力學(xué)相關(guān)實際問題的基本能力。為今后從事與氣象業(yè)務(wù)有關(guān)的工作打下良好的基礎(chǔ)。第二部分：各章節(jié)的要求與考試內(nèi)容描寫大氣運動的方程組一、要求掌握根據(jù)物理學(xué)中的基本定律導(dǎo)出各基本方程了解球坐標(biāo)系中的基本方程組及薄層近似掌握局地直角坐標(biāo)系中的基本方程組并會應(yīng)用了解所需的初始條件及邊條件二、考試內(nèi)容個別變化與局地變化絕對坐標(biāo)系與相對坐標(biāo)系作用于大氣上的各種作用力及其特性運動方程、連續(xù)方程、狀態(tài)方程、熱力學(xué)方程、水汽方程球坐標(biāo)系的取法及其特點、速度及加速度的表示；曲率加速度；球面性引起的散度球坐標(biāo)系的薄層近似中要遵循的角動量守恒定律及機械能守恒定律局地直角坐標(biāo)系取法及其特點上述兩坐標(biāo)系的閉合方程組初始條件及邊界條件第二章尺度分析與基本方程組的簡化一、要求1、了解尺度概念及大氣運動的尺度分類2、掌握基本方程組的尺度分析方法3、了解中高緯度中尺度及大尺度大氣運動的性質(zhì)4、掌握重要的特征參數(shù)二、考試內(nèi)容尺度的概念大氣運動的尺度分類尺度分析方法基本方程組的尺度分析與簡化中高緯度中尺度及大尺度大氣運動各自的特性重要的特征參數(shù)Ro數(shù)、Ri數(shù)等平面近似第三章渦度方程和散度方程一、要求了解流函數(shù)、速度勢、環(huán)流及渦度的物理意義掌握渦度方程的推導(dǎo)、各項的物理意義及應(yīng)用3、掌握散度方程的推導(dǎo)及意義4、了解位勢渦度方程的意義及應(yīng)用二、考試內(nèi)容渦度的定義及其物理意義流函數(shù)及速度勢定義及其物理意義渦度方程的推導(dǎo)及各項的物理意義p坐標(biāo)系中的渦度方程和散度方程位勢渦度方程上述方程的應(yīng)用第四章大氣能量學(xué)一、要求1、了解大氣能量的主要形式2、掌握大氣能量平衡方程的推導(dǎo)及意義3、掌握靜力平衡大氣中的能量轉(zhuǎn)換4、掌握有效位能的概念、定義了解實際大氣中的能量循環(huán)二、考試內(nèi)容單位質(zhì)量及單位截面積大氣基本能量的表達式單位質(zhì)量及單位截面積大氣組合能量的表達式壓力位能的物理意義靜力平衡下，無限高氣柱中位能與內(nèi)能的關(guān)系大氣的動能平衡方程、位能平衡方程及內(nèi)能平衡方程閉合系統(tǒng)中，上述能量方程各項的物理意義、能量間轉(zhuǎn)換的條件與機制單位質(zhì)量大氣的伯努力能量方程有效位能的概念、定義、分析表達式及近似表達式有效位能的平衡方程及局地效率因子實際大氣中能量的主要轉(zhuǎn)換過程及物理機制第五章大氣行星邊界層一、要求了解大氣行星邊界層及其特征了解邊界層內(nèi)的分層及其特點掌握平均運動方程的推導(dǎo)與湍流粘性力的概念掌握屬性的湍流輸送通量密度及其參數(shù)化的混合長理論掌握近地面層中性及非中性層結(jié)下風(fēng)隨高度分布的特征6、掌握埃克曼層風(fēng)隨高度分布的特征7、了解埃克曼抽吸與旋轉(zhuǎn)減弱8、了解湍流運動發(fā)展的判據(jù)二、考試內(nèi)容大氣邊界層的特征貼地層、近地面層、埃克曼層，它們各自的特點粗糙高度推導(dǎo)平均運動方程的原因及方法混合長理論屬性的湍流輸送通量密度湍流粘性應(yīng)力與湍流粘性力近地面層中性層結(jié)下風(fēng)隨高度分布的特征近地面層非中性層結(jié)下風(fēng)隨高度分布的特征埃克曼層中風(fēng)隨高度分布的特點及原因二級環(huán)流的概念?？寺槲髿庑D(zhuǎn)減弱的物理機制湍流運動發(fā)展的判據(jù)第六章大氣中的基本波動一、要求了解大氣波動的基本概念掌握單波與群波的概念和波速的求法掌握微擾動方法并會用微擾動方法對基本方程組進行線性化掌握聲波產(chǎn)生的物理機制及求解過程掌握重力慣性外波產(chǎn)生和傳播的物理機制與求解掌握重力慣性內(nèi)波傳播的物理機制與求解過程掌握羅斯貝波產(chǎn)生的機制、性質(zhì)及求解過程了解濾波的概念及濾波條件了解波動穩(wěn)定性的概念及數(shù)學(xué)表述二、考試內(nèi)容有關(guān)波動的基本物理量求相速和群速的公式及物理意義微擾動方法及其基本假定波動問題中求頻率方程的基本方法算子行列式方法聲波產(chǎn)生的物理機制及其求解、相速和群速蘭姆波重力慣性外波產(chǎn)生和傳播的物理機制與求解、相速和群速浮力振蕩以及重力內(nèi)波形成的機制布西內(nèi)斯克近似重力慣性內(nèi)波傳播的物理機制與求解、相速和群速羅斯貝波產(chǎn)生的機制、性質(zhì)及求解、相速和群速“噪音”與濾波波動穩(wěn)定性的概念及數(shù)學(xué)表述第三部分:有關(guān)說明與實施要求1．考試目標(biāo)的能力層次的表述考核要求按照理解、掌握、應(yīng)用三個層次規(guī)定其應(yīng)達到的能力層次要求。三個能力層次是遞進等級關(guān)系，各能力層次的含義是：

理解：知道有關(guān)名詞、概念的意義。

掌握：在理解的基礎(chǔ)上，能全面地把握基本概念、基本性質(zhì)、基本方法，能掌握有關(guān)概念、性質(zhì)、方法的聯(lián)系和區(qū)別，并內(nèi)化為自己實際分析問題、解決問題的應(yīng)用能力。

應(yīng)用：在掌握的基礎(chǔ)上，能夠熟練應(yīng)用所學(xué)知識，解決學(xué)習(xí)中、工作中碰到的問題。2、參考書目：動力氣象學(xué)教程，呂美仲、候志明、周毅編著，氣象出版社，2004年3．命題考試的若干規(guī)定（1）本課程的命題考試是根據(jù)教學(xué)大綱規(guī)定的考試內(nèi)容來確定的。試卷兼顧覆蓋面、能力層次、內(nèi)容難易程度；（2）試卷難易程度分為：較容易、中等難度、較難三級。每份試卷中三種難度試題分數(shù)比例為：較容易題30％，中等難度題60％、較難題10％。（3）試卷中對不同能力層次要求的試題所占的比例大致是：“理解、領(lǐng)會”20％；“掌握”40％：“熟練掌握及應(yīng)用”為40％（4）試題主要題型有：是非題、填空題、選擇題、名詞解釋題、推導(dǎo)題、問答題等。（5）考試方式為閉卷筆試，考試時間為120分鐘。（6）試卷主要測驗考生對動力氣象學(xué)的基本理論、基本知識的熟悉、理解和掌握程度。4.附考試卷一份成人學(xué)士學(xué)位專業(yè)課程考試動力氣象學(xué)試卷(樣卷)（答案必須寫在答題紙上，寫在試卷上無效）是非題（共10分，每小題2分，對√，錯X）有限高氣柱中內(nèi)能與位能是成比例的，它們是具有相同趨勢變化的。實際大氣中邊界層的厚度是與湍流強度及地理緯度成正比的。由于二級環(huán)流引起的旋轉(zhuǎn)衰減作用比湍流擴散作用更為顯著，因此二級環(huán)流引起的垂直速度比大尺度系統(tǒng)垂直速度要強。波動的群速度是指群波（合成波）的移動速度。在實際大氣中，重力內(nèi)波的產(chǎn)生與傳播是在強烈不穩(wěn)定的大氣中。解釋及說明（共20分，每小題4分）β平面近似的物理本質(zhì)；2、重力慣性外波；3、?？寺菥€；4、；5、回答問題（共20分）右圖給出了某測站觀測到的三個高度上的地轉(zhuǎn)風(fēng)。請畫出層的熱成風(fēng)及層的熱成風(fēng)；（6分）請分別說明層及層的冷暖平流情況；（6分）未來該測站的天氣趨勢如何。（4分）四、回答問題（共20分）有下列方程組：o1、請說明上述兩個方程各代表什么？（6分）2、解釋K*與P*互相轉(zhuǎn)換的機制是什么？（5分）3、什么情況下，其中的內(nèi)能與位能一致的變化？（5分）什么條件下K*與P*兩者之和是守