（精）天气学原理和方法－－新.doc

天气学原理和方法 目录 第一章 大气运动的基本特征 3 第一节 影响大气运动的作用力 3 第二节 控制大气运动的基本定律 3 第三节 大尺度运动系统的控制方程 4 第四节 “P”坐标系中的基本方程组 5 第五节 风场和气压场的关系 5 第二章 气团与锋 8 第一节气团与锋 8 第二节 锋的概念与封面坡度 9 第三节至第五节 9 第三章 气旋与反气旋 11 第一节 气旋、反气旋的特征和分类 11 第二节 涡度与涡度方程 12 第三节 位势倾向方程和方程 13 第三节 温带气旋与反气旋 14 第五节 东亚气旋和反气旋 15 第四章 大气环流 17 第一节 大气平均流场特征与季节转换 17 第五章 天气形势及天气要素的预报 21 第六章 寒潮天气过程 25 第七章 大型降水天气过程 35 第一节 降水的形成与诊断 35 第二节 大范围降水的环流特征 40 第三节 降水的天气尺度系统 46 第四节 暴雨中尺度系统 51 第五节 不同高度急流对暴雨生成的作用 52 第八章 对流性天气过程 53 第一节 雷暴的结构及雷暴天气成因 53 第二节 中小尺度天气系统 54 第三节 对流性天气预报的物理基础 56 第四节 对流性天气的预报 58 雷达原理与业务应用 59 第九章 低纬度和高原环流系统 64 第十章 东亚季风环流 81 第十一章 天气诊断分析 87  第一章 大气运动的基本特征 第一节 影响大气运动的作用力 大气运动受什么定律支配？ 质量守衡、动量守衡和能量守衡定律 影响大气运动的真实力有哪几种？ 气压梯度力、地心引力、摩擦力。 影响大气运动的视示力（外观力）有哪几种？ 惯性离心力、地转偏向力。 气压梯度力的方向？气压梯度力的大小与气压梯度和空气密度有什么关系？ 方向指向—▽P 的方向，即由高压指向低压的方向； 气压梯度力的大小与气压梯度成正比，与空气密度成反比。 地心引力 惯性离心力 地转偏向力 地转偏向力的几个重要特点？ 地转偏向力A 与Ω 相垂直，而Ω 与赤道平面垂直，所以A 在纬圈平面内 地转偏向力A 与V 相垂直，因而地转偏向力对运动气块不作功，它只能改变气块的运动方向，而不能改变其速度大小。 在北半球，地转偏向力A 在V 的右侧，南半球，地转偏向力A 在V 的左侧。 地转偏向力的大小与相对速度的大小成比例。当V=0 时，地转偏向力消失。 重力 单位质量大气所收到的地心引力与惯性离心力的合力 第二节 控制大气运动的基本定律 局地变化 个别变化 平流变化 对流变化 旋转坐标系大气运动方程 连续方程 表示大气质量守恒的数学表达式 当气体不可压缩时，即流体在运动过程中其密度不变（），则 热力学第一定律可描述为：系统的内能变化等于加入系统的热量与系统对环境做功之差 热流量方程 是比容，第二项表示压力对单位质量空气的作功率，代表了热能和机械能之间的转换，反映了大气动力过程与热力过程的相互联系，正是这种相互联系和转换过程使太阳热能可以驱动大气运动。 第三节 大尺度运动系统的控制方程 尺度分析是针对某类运动估计基本方程各项量级的一种简便方法。通过尺度分析，保留大项，略去小项，可以使方程得到简化。 零级简化 只保留方程中数量级最大的各项，其他各项都略去不计。 一级简化 除保留方程中数量级最大的各项外，还保留比最大项小一个量级的各项，而将更小的各项略去不计。 气象学中的静力方程表达式？P27 水平运动方程零级简化 水平运动方程一级简化 大尺度系统的连续方程 热力学能量方程的零级简化 表明大尺度系统中温度局地变化是由温度平流和非绝热作用造成的 第四节 “P”坐标系中的基本方程组 重力位势 单位质量的物体从海平面上升到高度Z 克服重力所作的功。位势的单位是焦耳/千克，量纲为m2/s2。=gz=9.8z 1位势米=9.8焦耳/千克 为什么应用等压面图比用等高面图要方便？P31 因为在等高面上计算水平气压梯度力时，只知道气压梯度还不够，还必须知道该处的空气密度才能计算，而在等压面上计算时，只要根据等位势线计算位势梯度即可，不必考虑密度的大小，所以用高空各层等压面上的位势梯度就可以比较各层上的水平气压梯度力的大小。而用等高面时，则各层的水平气压梯度力就不能作简单的比较。因此，应用等压面图比用等高面图要方便得多。 P坐标系中大气运动基本方程组 第五节 风场和气压场的关系 地转风 水平方向上满足地转偏向力和气压梯度力平衡的风称为地转风。P37 严格地说,地转平衡只有在中纬度 自由大气的大尺度系统中，当气流呈水平直线运动时，且无摩擦时才能成立。在低纬处地转风与实际风差别较大，地转风原理不能应用。 地转风速大小与水平气压梯度力成正比，等