BY MR.W
一、 名词解释 1. 天气系统
指具有一定的温度、气压或风等气象要素空间结构特征的天气运动系统。如温带气旋，反气旋，锋面，热带气旋，高压，低涡，长波，短波等。 天气系统是开放系统。
2. 行星锋区
在中、高纬度地区对流层中、上层的天气图上，等温线密集的带状区域。
北半球主要锋区：a.极锋锋区，40—45°N附近（极锋气团与中纬度气团之间的过渡带），又称为北支、温带锋区。
b.副热带锋区：高空锋区，500hPa以上30°N附近（中纬与热带气团之间），又称南支锋区。
行星锋区宽为几百公里，呈波状环绕半球。
3. 西南涡
西南涡一般是指形成于四川西部地区, 700(或850)hPa上的具有气旋性环流的闭合小低压。其直径一般在300~400公里左右。 形成原因：（1）西南的地形作用。(2) 500hPa面上有高原槽东移。(3) 700hPa图上，高原东南侧的西南气流加强,并在四川盆地形成明显的辐合气流。
4. 阻塞高压
西风带大气长波不稳定发展，或者两个不同纬带内的槽脊在移动过程中相互叠加时，槽脊强度可显著加强。因此，在长波脊中往往可形成闭合的暖高压，称为阻塞高压。
阻塞高压的一般特征定义为
(a)在地面图上和500hPa等压面图上必须同时出现闭合等值线，而且在高空图上，阻塞高压将西风急流分为南北两支； (b)阻塞高压中心位于30ºN以北； (c)阻塞高压持续时间至少5天。
5. 切断低压
出现于对流层中上层的冷性闭合的低压系统，在高空等压面图上表现为与北方冷空气主体割裂的一堆孤立冷空气，这种系统一般在300~500hPa等压面上表现最为明显。
6. 位势高度
就是把单位质量的物体从海平面上升到某高度时克服重力所作的功来表示的高度，其单位是位势米。
等高线的数值是高度单位，但不是几何高度，而是位势高度。
1
7. 位势涡度 两邻近等熵面（等位温面）之间的大气柱在被带到某一规定纬度并被伸长到某一厚度时的绝对涡度。
实质：绝对涡度的垂直分量(ζ+f)与涡旋的有效厚度之比，有效厚度是用单位度量两等熵面（位温）θ和θ+∆θ之间的距离。PV=(ζ+f)(−g𝜕𝑝)
8. 气旋
是在同一高度上中心气压低于四周的、占有三度空间的大尺度涡旋。
低压（气压场）中心气压比周围低；气旋（风场）气流逆时针旋转（北半球）气流顺时针旋转（南半球）
9. 热带气旋
a. 热带气旋是形成在热带或副热带洋面上，具有有组织的对流和确定的气旋性地面风环流的非封面性的天气尺度系统。
b. 一般具有暖中心结构，总是伴有狂风暴雨，给影响地区造成严重灾害
10. 江淮切变线
从6月到7月初,副热带高压脊位置移到22º~25ºN,这时切变线多位于江淮流域,称之为江淮切变线。
形成：当江淮流域高空500hPa上西风气流较平直，西太平洋副高呈东西向时，从西经河西一带东移的西风槽比较平浅，多不发展。这时700hPa槽线在移动过程中，南端就受到副热带高压的阻挡，槽线停滞或移动缓慢，而北端则继续东移，遂使槽线顺转而成为东西向的切变线。
江淮切变线的南侧为副热带高压脊,北侧为西风带小高压。江淮切变线常与地面静止
锋或缓行冷锋相配合,但有时只有切变线而无锋面。
切变线形成后一般可维持3~5天,长的可达10天以上。
从流场形势来看江淮切变线可分为冷锋式切变线、暖锋式切变线和准静止锋式切变
线三种。
大多数江淮切变线过程都能带来暴雨。
江淮切变线的降水多位于地面锋线的北部、700hPa切变线以南的地区。 移动规律：（1）当高空槽加深,地面气旋发展时,处于槽后的切变线南移。 （2） 冷锋式切变线南移,暖锋式切变线北移,所以当有低涡沿切变线东移时,涡前切变线北抬,涡后切变线南压,东移过去一个低涡,切变线就南北摆动一次。
（3） 如西太平洋副热带高压脊势力加强而北上,则整个切变线也北抬；反之,如高脊势力减弱而向东南撤退,则整个切变线也南移。
𝜕𝜃
11. 南支槽
西风带的高空冷低出现槽线时，就是西风槽。西风槽是冷性和斜压，槽中有强正涡，槽前常有随温带气旋的发展，槽后则形成反气旋。西风槽在经过青藏高原会分开北支槽和南支槽,南支槽如果东移至离开高原,便会在云南附近形成低压区,这就是西南涡,西南涡通常会伸出低压槽为华南带来有雨的天气。西风槽也令副高东退,令热带气旋转东北移 。
2
12. 飑线
由许多强雷暴单体排列形成的强对流云带，是线状的中尺度对流系统。 特征：a.长约150—300公里，生命期一般4—18小时。 b.能在风垂直切变值为4.5~8.0m/s的环境中发生、发展。
c.可以发生在冷锋前（后）或冷锋上，也可以发生在暖锋后的暖气团中或暖锋前的冷气团中。
d.是最强烈的对流天气系统，沿着飑线可与出现强雷暴、暴雨、大风、冰雹和龙卷等强对流天气。
13. 南亚高压
a. 是夏季出现在青藏高原及其邻近地区上空的对流层高层（100hPa附近）的大型高压系统，又称为青藏高压或亚洲季风高压。
b. 在100百帕高度附近最强，是夏季100百帕高度上除极涡外最强大、最稳定的系统。 c.
14. 长波调整
广义的长波调整应包括两方面的内容： 一是长波的位置变化：长波的前进或后退;
另一是长波波数的变化：如小扰动不稳定而发展成为新长波,就使长波波数增多。 又如长波衰减,成为短波,就使长波波数减小。 有时长波波数无变化,但长波已经过一次更替。
一般仅把长波波数的变化及长波的更替称为长波调整。
15. Rossby数
𝑹𝟎=𝑭𝑳=𝑳⁄𝑭𝑽′ =惯性力/科氏力，表示惯性力和科氏力的相对重要性——地球
𝑽
𝟐𝑽
旋转的重要程度。
𝑹𝟎<<1 科氏力不可忽略，惯性力可忽略； 𝑹𝟎>>1 科氏力可忽略，惯性力不可忽略； 𝑹𝟎~1 科氏力不可忽略，惯性力不可忽略。
16. Rossby形变半径。 𝐿0=
√𝑔𝐻𝐹
由运动系统的水平尺度决定。中纬度大尺度准地转运动𝐿0~3000km。
17. 频散波
相速与波数有关的波称为频散波，否则称为非频散波。
18. 准地转运动
大气在运动过程中，风场和气压场均在变化，但风场与气压场基本维持地转平衡，此运动称为准地转运动。 19. f-平面近似
设局地坐标系原点所在纬度为𝜑0，则在其邻近纬度φ处，f可展开为f=2Ωsin𝜑0+
3
2Ω𝑐𝑜𝑠𝜑0𝑎−Ω𝑠𝑖𝑛𝜑0(𝑎)+⋯在不考虑极地的中高纬度地区，sin𝜑0≈cos𝜑0;当y< 20. Boussinesq近似 除了垂直运动方程式中的浮力项外，将所有动力方程中的ρ全部以常数𝜌0代替，即为布辛涅司克近似。 21. 正压不稳定 对于正压大气，其基本气流仅为纬向函数，即，扰动发展的能量只能来自基本气流的动能。正压基本气流提供能量给扰动，使扰动得到不稳定的发展，这种不稳定称为正压不稳定。 22. 斜压不稳定 在斜压大气中，斜压基本气流提供给扰动能量，使扰动得到不稳定发展，这种动力不稳定称为斜压不稳定。斜压不稳定扰动发展所需要的能量，除了基本流水平切变动能提供能量外，还可通过斜压位能的释放提供。 23. 惯性不稳定 若大气对受扰动的气块的运动起限制作用，使气块返回原来的平衡位置，称之为惯性稳定；如大气对受扰动的气块起加速作用，使气块远离平衡位置，称惯性不稳定。 24. 地转适应过程 当地转平衡在局部受到破坏，出现地转偏差，大气通过流场和气压场的相互调整使运动恢复到准地转平衡的过程，称为~ 准地转转适应过程中，流场和气压场不断变化以调整到相互适应，若在适应过程中，与初始状态相比，气压场相对于流场有较大的变化（流场变化小，气压场变化大）则称为气压场适应流场；否则，流场相对于气压场有较大变化（气压场变化小，流场变化大），则称流场适应气压场。 气压场适应流场或流场适应气压场，统称为适应方向 25. 演变过程 准地转条件下，大尺度运动缓慢发展和演变的过程。 26. 干绝热和湿绝热过程 干绝热过程：在绝热过程中，气块内的水汽始终未达到饱和、没有相变发生的过程。 湿绝热过程：饱和湿空气继续上升的过程。 27. 气温递减率、干绝热温度递减率和湿绝热温度递减率：它们的相对大小如何？ 气温递减率γ=−𝜕𝑍，表示气体随高度增加温度变化程度的物理量。 作干绝热升降运动的气块的温度随高度的变化率γ𝑑=−𝑑𝑧≈0.98℃∙100𝑚−1 作湿绝热升降运动的气块的温度随高度的变化率γ𝑠<γ𝑑 28. 按气温垂直分布特征。通常将大气分为哪几层？各层温度分布特征和最下面高度范围如何？ 对流层、平流层、中间层、热层和外逸层。 𝑑𝑇 𝜕𝑇 𝑦 𝑦2 4 1） 对流层 低纬度平均为17～18公里；中纬度平均为10～12公里；高纬度仅8～9公 里。气温随高度的增加而递减，平均每升高100米，气温降低0.65℃。 2） 平流层 自对流层顶向上55公里高度。温度随高度增加由等温分布变逆温分布。平流 层的下层随高度增加气温变化很小。大约在20公里以上，气温又随高度增加而显著升高，出现逆温层。 3） 中间层 从平流层顶到85公里高度。气温随高度增高而迅速降低，中间层的顶界气温 降至－83℃～－113℃。 4） 热层 从中间层顶到800公里高度。随高度的增高，气温迅速升高。 5） 外逸层 热层顶以上 。气温也随高度增加而升高。 29. 瑞利散射和米散射 散射是指每一个散射分子或散射质点将入射的辐射重新向各方辐射出去的一种现象。粒子尺度远小于入射光波长的粒子散射现象（x= 2𝜋𝑟𝜆 <<1）,称为瑞利散射。 其特点：散射通量密度与波长的四次方成反比。散射辐射以短波为主。散射光强度与粒子的体积平方成正比，与距离的平方成反比。入射方向上，前向和后向的散射相等并且为最强；垂直方向上散射为最弱，只有最强方向上的一半。 粒子尺度接近或大于入射光波长的粒子散射现象（x>=1），称为米散射。特点：①散射强 度比瑞利散射大得多，散射强度随波长的变化不如瑞利散射那样剧烈。随着尺度参数增大，散射的总能量很快增加，并最后以振动的形式趋于一定值。②散射光强随角度变化出现许多极大值和极小值，当尺度参数增大时，极值的个数也增加。③当尺度参数增大时，前向散射与后向散射之比增大，使粒子前半球散射增大。 30. 气压梯度，气压梯度的方向指向何处？ 单位距离间的气压差叫做气压梯度，气压差异表示气压分布不均匀程度的空间矢量。其方向多垂直于等压线或等压面，由高压指向低压；其大小等于气压随距离的变化率。 31. 静力稳定度，等温大气和均质大气的静力稳定度分别是什么？ 1）静力稳定度是指处于静力平衡状态的大气中，一旦空气团块受到外力(动力或热力)因子的扰动，离开原来位置，产生垂直运动.当除去外力后，空气能保持它的原位、或上升或下降的这种趋势，称为大气静力稳定度。 2） 32. 什么是不稳定能量？不稳定能量和对流有什么关系？ 不稳定能量是气层中可能供给单位质量气块上升运动的能量，它用单位质量上升气块受到重力和浮力的合力(净举力)所作的功来度量。 33. 什么是地转偏差？地转偏差主要受什么因子影响？ 实际大气中大尺度运动，一方面基本维持准地转运动，另一方面又并不是完全地转的，即存在地转偏差；实际风与地转风的向量差称为地转偏差。 地转偏差与变压梯度成正比，与f 2成反比；流线的辐合辐散产生地转偏差；流线的弯曲产生地转偏差；水平温度梯度和垂直速度引起地转偏差。此外，大气摩擦、f的变化、ρ的变化同样能导致地转偏差出现 34. 什么是地转风和地转风尺度关系？ 水平气压梯度力与水平科氏力平衡下的水平运动为地转风。自由大气中，地转风是水平匀速直线运动，通常用Vg表示。地转风的方向与等压线平行，在北半球(f＞0)，背风而立，高压在右，低压在左；在南半球（f＜0），背风而立，高压在左。 5 35. 什么是梯度风，对于同样的曲率半径和气压梯度，低压中的梯度风，高压中的梯度风和相应的地转风的大小顺序如何？ 梯度风是水平气压梯度力、水平科氏力和离心力相平衡下的无切向加速度的空气水平运动， 常用Vgr表示。 高压中梯度风>地转风 >低压中梯度风 36. 锢囚锋 由冷锋赶上暖锋或者两条冷锋迎面相遇叠并而成的锋，称为锢囚锋。两条锋面相遇时，迫使暖空气被抬离地面，凌驾在上空。 锋前锋后都是冷气团。分为冷式锢囚锋（锋后的冷气团比锋前的冷气团冷 ）和暖式锢囚锋（锋后的冷气团比锋前的冷气团暖）。 37. 温带气旋 温带气旋是出现在中高纬度地区中心气压低于四周且具有冷中心性质的近似椭圆型的斜压性空气涡旋，是影响大范围天气变化的重要天气系统之一。 温带气旋的直径平均1000公里，小的也有几百公里，大的可达3000公里或以上。气旋随高空偏西气流向东移动，前部为暖锋，后部为冷锋，两者衔接处的波动南侧为暖区。温带气旋从生成，发展到消亡整个生命史一般为2-6天。同一锋面上有时会接连形成2-5个温带气旋，自西向东依次移动前进，称为“气旋族”。温带气旋对中高纬度地区的天气变化有着重要的影响，多风雨天气，有时伴有暴雨、暴雪或强对流天气，有时近地面最大风力可达10级以上。 38. 极涡 围绕极地地区的低压中心。北半球冬季极区对流层中上层500hPa上的绕极区气旋式涡旋，称为极涡。它是大规模极寒冷空气的象征，地面为浅薄冷高压，700hPa转为低压环流 39. 群速和相速 1）群速：波群的传播速度；波动能量的传播速度。 2）位相相同的各点组成的面称为等位相面,等位相面的移速称为相速c 40. 上下游效应 上游某地区长波系统发生某种显著变化之后,接着就以相当快的速度(通常比系统本身移速以及平均西风风速都快)影响到下游地区长波系统发生变化,叫上游效应。 当下游某地区长波发生显著变化后也会影响到上游环流系统随着发生变化,称为下游效应。 41. 超级单体风暴 对流风暴的中尺度组织如果扩展得很大，使整个风暴成为单一实体，而不是一组单体，这种强大的风暴称为超级单体风暴 超级单体风暴是最强的雷暴，水平尺度可达数十公里，在成熟期可准定常维持一个小时以上。超级单体风暴在雷达回波上的显著特征是钩状形和无回波穹窿 42. MCC(中尺度对流复合体) a.在中纬度，雷暴云团通常组成两种类型：一类是呈线状排列的雷暴带，这就是飑线；另一类是圆形或椭圆形的雷暴群，这就是中尺度对流复合体（简称为MCC），是一种有组织的对流天气系统 b．MCC是中纬度夏季大陆的主要降水系统，产生的对流天气包括龙卷、冰雹和 6 下击暴流、暴雨等，其中暴雨是主要的。MCC的降水效率经常在夜间加强。 43. 切变线和槽线 1） 在天气图上表现为一条近于东西向的风向不连续线(两侧的风存在明显的气旋性切变), 往往会使空气辐合上升, 常能形成云雨天气 ；一般主要出现在中、低空即3000米和1500米左右的空中 三类：冷(锋)式切变、暖(锋)式切变和准静止(式)切变； 2） 槽线，就是连结自低压中心到低压槽内气压最低的点而成的一条线，通常呈东北～西南 向或北～南向，槽线的两侧风向有明显转折。在水平方向，槽前盛行西南暖湿气流，槽 后为干燥的西北气流。在垂直方向，槽前有上升运动，如水汽充沛，常产生降水；槽后为下沉气流，天气转晴。 44. 西风指数和指数循环 1）为了定量地表示西风强弱,Rossby提出,把35º~55º之间的平均地转西风定义为西风指数。实际工作中把两个纬度带间的平均位势高度差作为西风指数I。高指数表示西风强大,与纬向环流对应；低指数表示西风弱,经常与经向环流对应 2）西风环流的中期变化主要表现为高低指数交替、循环的变化过程,称为指数循环 45. 有效位能 闭合系统中大气总位能与经过绝热过程重新调整后产生的具有稳定水平层结的温度场所具有的最小总位能之差，这是大气位能能够转换为动能的最大值。（最小总位能指经过绝热调整后产生的正压状态和稳定层结下的全位能。） 46. 假相当位温和假相当温度 1） 未饱和的湿空气微团先经干绝热过程上升到饱和，再经假绝热过程使水汽全部凝结(降 落地面)，后经干绝热过程压缩到气压为1 000 hPa 处所具有的温度。这是对应于绝热相当温度的位温。 47. 𝛃平面近似 对于大气中的大尺度运动，南北运动范围在103km 48. 赤道辐合带 热带辐合带（ITCZ--InterTropical Convergence Zone）又称为赤道辐合带，是南北两 7 半球副热带高压带之间气压最低、气流汇合地带，在气压场上表现为一个低压槽，故又称“赤道槽” 几乎环绕整个地球赤道，是一个持久的、行星尺度的大型天气系统。 49. 平流雾（包括形成条件） 暖而湿的空气流经冷的地表面，贴近下垫面的空气冷却凝结而形成的雾。 平流雾形成的条件 平流条件：风速适中。 冷却条件：平流过来的暖湿空气与冷下垫面之间的温差越大，低层冷却越大，平流逆温越强，越有利于平流雾的形成。 湿度条件：平流过来的暖空气，湿度大。 层结条件：低层有比较稳定的层结。 50. 辐射雾 由于辐射冷却而形成的雾 由于近地面层强烈的辐射冷却，使潮湿空气温度降到露点温度而形成。 形成辐射雾的四个有利条件： 晴夜 微风 近地面层水汽充沛气层比较稳定或有逆温存在。 51. 夹卷过程，其对大气稳定度有什么影响？ 云内空气与云外环境空气的物质能量交换的过程，主要发生在云顶。未饱和的环境空气被夹卷进入积云中，云水的一部分蒸发，以使夹卷进来的空气块达到饱和，因而降低了云中的液态水含量。 夹卷作用通常使正不稳定能量减小，不稳定度降低。 52. 感热和潜热 1）亦称显热，物体在加热或冷却过程中，温度升高或降低而不改变其原有相态所需吸收或放出的热量 2）是指在温度保持不变的条件下，1kg物质在从某一个相转变为另一个相的相变过程中所吸入或放出的热量。 53. 辐射通量密度 是指单位时间内通过单位面积的辐射能。 FFd0 54. 气溶胶的间接气候效应 水汽凝结形成云需要气溶胶充当凝结核，人为气溶胶增加将增加云滴浓度，使云滴尺度减小，结果使云对太阳辐射的反射率增加、云的生命史延长、降水效率下降。造成气温下降和降水减少。 55. 大气边界层 指靠近地球表面、受地面摩擦阻力影响的大气层区域。 边界层厚度：一般1~2km，随时间空间变化，从几百米~4km。 边界层上方为自由大气,湍流是边界层最重要的特征。 56. Hadley环流 纬向风带的出现，阻碍了低纬的高空大气继续北流，使大气在那里堆积产生辐合，加上辐射冷却而下沉。下沉后的空气再在低层分别流向南方和北方。低层向南的气流受地转偏向力的作用，东风分量逐渐转变为低纬地面层的偏东北风，即“东北信风”。同样，在南半球地面层有流向赤道的气流为“东南信风”。两支信风在赤道地区汇合上升，再在高空流向高纬度。这样在低纬度地区，南北半球各有一个环流圈，这个环流圈称为Hadley环流。 8 57. 东风波 在副热带高压南侧对流层中、下层的东风气流里，常存在一个倒V形低压槽区或气旋性曲率最大区，呈波状形式自东向西移动，这就是热带波动。因为这种波动常出现并活动在东风气流里，因此泛称为东风波。 这种波动的最大振幅，有时在对流层低层有时在中层 58. 太阳色温度 由测量到的最大单色辐射通量密度对应的波长值，根据Wein 定律计算得到的温度称为色温度。 Tc 色温度仅仅表示辐射体的主体颜色。 59. 气压阶 单位气压高度差(气压阶) 单位气压高度差:气压每变化1hpa高度的改变值, 叫做单位气压高度差或气压阶。 通常以h表示 60. 冰晶效应 由于同温度时冰面饱和水汽压小于过冷水面饱和水汽压，当实际水汽压间于两者之间时会发生水分从过冷水滴蒸发而在冰晶面上凝华，导致水滴消失而冰晶长大的现象，称为冰晶效应。 在（△E）max=0.27hpa最显著。 61. 梅雨 6月中下旬到7月上半月的初夏，在江淮流域至日本南部狭长区域内频繁出现连阴雨降水过程，称为“梅雨”。梅雨期常常有暴雨出现。 a) 这时正值江南梅子成熟时期，故称“梅雨” b) 又因为高湿度大，东西易受潮发霉，也称“霉雨” 梅雨期是东亚大气环流由春到夏的转变时期。典型梅雨是东亚大气环流发生急剧变化的结果（六月突变） 62. 湍流 湍流是这样一种不规则运动，其流场的各种特性是时间和空间的随机变量，因此其统计平均值是有规律性的。 湍流的主要特征是湍流运动时流体的主要的物理属性如速度、温度、压力等随时间和空间以随机的方式发生变化。 包括机械湍流、热力湍流、惯性湍流。 63. 城市气候效应有哪些 城市下垫面是一个人造的下垫面，其特点是人为的建筑面积占绝对优势，居民的生产、生活活动排放出大量废气和热量，在这些因素影响下，城市出现了与牧区显然不同的局地气候，称为城市气候。 “城市热岛”、“城市干岛”、“城市雨岛”、“城市浑浊岛”。 1） 在城市中，由于人为以及环境等诸多因素的综合作用，致使城市温度高于其周围乡村的温度，象一个炎热的“岛屿”悬于大气之中，这种现象被称作城市“热岛效应”。城郊气温差即热岛强度。 2） 城市空气的水汽压比郊区平均低0.3～0.7hPa，相对湿度低4～6% 3） 由于城市上空存在大量凝结核，加上热岛效应以及城市粗糙表面的阻碍作用，气流作上升运动。因此，城市上空的云量和降水均比效区多。 4） 城区大气混浊度大于郊区的现象称为“城市混浊岛” 64. 气候正反馈，并举例 9 某一现象使初始作用被不断加强，系统向一个极端方向发展，趋于不稳定； （1）冰雪反照率与全球温度：地球温度降低，冰雪覆盖面积会增大，因而地球行星反照率会增大，气候系统吸收的太阳辐射就会减小，使得地球温度继续降低；反之亦然。 （2）水汽与地面温度：地表温度的升高会使水蒸气蒸发增大，进入大气层的水汽增加，使地大气中的水汽含量增加，地气系统对太阳辐射和长波辐射的吸收增加，而地表向宇宙空间放出的长波辐射减少，地表温度更高，则水汽蒸发继续增大；反之亦然。 65. 气象观测基本手段，各观测哪些要素 常规观测、非常规观测、卫星观测、雷达观测。 66. 抬升凝结高度 未饱和湿空气可逆绝热上升，温度、露点下降，而温度露点差（T-Td）减小，当气块刚达饱和T=Td时（未产生凝结），气块对应的位势高度，称为凝结高度。 67. 温度层结曲线和状态曲线 1）将高空观测所得的气压、温度值点绘在T-lnp图上，连接各点即得温度层结曲线。由于高度与气压存在一定的关系，因此，可以把温度随气压的分布T(p)看作温度随高度的分布T(z)，层结曲线也就是dT/dz的图解表示。 2）状态曲线表示空气上升下降过程中状态(温度)的变化，它是未饱和湿空气先沿干绝热线上升至凝结高度，然后沿湿绝热线上升所构成的曲线。 68. 等效黑体辐射温度 由实际测量到的辐射通量密度，根据Stefan-Boltzmann 定律计算得到的温度称为等效黑体辐射温度。 Te 69. 贯穿下沉气流 在云顶卷入的空气以下述方式分布到云的较底层，当云水蒸发用以使卷入的气块饱和时气块变冷，如果气块由于混合失去它的身份之前有足够的蒸发发生，气块将下沉，并在下沉过程中与更多的云内空气混合。下沉的气块将一直下沉到它的负浮力等于零或失去了它的身份，这样的气块可在云中下降几千米，有时甚至是在云中存在相当大的上升气流情况下，这是它们被称作贯穿下沉气流。 70. 西太平洋副高 副热带高压带（简称为副高）是位于副热带地区（一般指南、北半球20º－35º地区）的反气旋暖高压系统。在副高带盘踞的大部分地区是降水少、天气干热的干旱和半干旱区。影响我国的副热带高压，是北太平洋副高向西伸出的脊或高压单体，称为西太平洋副高（WPSH)。 71. 寒潮 寒潮天气过程是指一种与强大冷高压相伴随的大规模强冷空气活动过程。 寒潮天气的主要特点是剧烈降温和大风，有时还伴有雨、雪、雨凇和霜冻。 72. 天气预报 10 天气预报是根据气象观(探)测资料，应用天气学、动力学、统计学的原理和方法，对某区域或某地点未来一定时段的天气状况作出定性或定量的预测。 73. 冷式锢囚锋 冷式锢囚锋是指锋后的冷空气比锋前的冷空气更冷的锢囚锋。 74. 静力平衡 静力平衡是指大气中垂直方向的水平气压梯度力和重力的平衡。大气既有水平运动，也有垂直运动。一般情况下垂直运动的加速度比重力加速度小得多而可忽略，可认为每一薄层大气受到的重力与垂直方向的气体压力（气压梯度力）相平衡，即处于静力平衡状态 75. Ekman风螺线 描写大气边界层（除大气近地面层）内风矢随高度变化的一种模式分布。风向随高度增大而向右旋转（北半球），风速随高度增加而增大，不同高度的风矢末端的连线为一螺线。表示了Ekman层中风速的垂直分布。 二、 简答 1. 说明急流及急流的特征和类型 急流：指强而狭窄的气流带。是风场上的一个突出特征。 1） 出现在对流层低层，风速最大值达 12或 16m/s以上的强风区，通常称为低空急流。低空急流一般在 850 hPa或 700 hPa层上最明显，在其附近风的水平和垂直切变很强。低空急流与强对流的发生发展有密切的联系，是给中纬度暴雨和强暴雨提供水汽和动量的最重要系统 2） 通常将300或200 hPa层上风速等于或大于 30 m/s的强风区称为高空急流。 2. 冷锋后及暖锋前测站的风随高度如何变化？请作示意图 3. 地形对温带气旋的发展有何作用？ 4. 写出影响我国寒潮冷空气的源地、路径及关键区。 (1)中路（西北路）(I)新地岛以西的北冰洋洋面 (2)东路 (II)新地岛以东的北冰洋洋面 (3)西路 III)冰岛以南的大西洋洋面 关键区：高压出现频数最多的区域的东部，是冷空气活动最多的地区 关键区位于70-90oE和43-65oN之间，地处俄罗斯西西伯利亚平原到哈萨克斯坦 11 东部这一带，再向东就是我国新疆。 5. 副热带高压对热带气旋（台风）的移动有何影响？ 当副高强大、稳定，呈东西向带状分布时a)位于副高南侧的热带气旋，往西运动；b)当热带气旋位于副高西侧时，将向北运动；c)而当热带气旋位于副高北侧时将向东移动。 6. I，II型冷锋天气的主要差异及原因。 缓行冷锋 – 地面锋线位于高空槽前部，锋面坡度不大，约为1/100，移动速度较慢，暖空气沿着冷空气向上滑升。 – 主要云系和降水分布与暖锋大体相似，只是云雨区出现在地面锋线后面，云系排列次序与暖锋相反。由于此型冷锋坡度通常比暖锋大，云区和降水区比暖锋窄。 – 天气特征：地面锋线过后开始降水，风速突然增大，天气恶劣，待高空槽过后，降水逐渐停止，天气开始转晴。 急行冷锋 – 地面锋线一般位于高空槽线附近或槽后，其坡度大，约为1/70，移动较快，其低层锋面特别陡峭，有时甚至向前突出成一个冷空气“鼻子”，使前方的暖空气产生激烈的上升运动。 – 在高空，这时冷锋往往处于西风带低槽后，冷平流较强，暖空气沿锋面下滑，出现下沉气流。锋的上半部盛行下沉运动，而在近地面的下半部有强烈的上升运动。 – 因而云系及降水区分布于地面锋线附近，云雨区比较狭窄，一般约为几十公里到一百公里。 – 天气特征：在地面锋线移近时，由于冷空气的冲击，往住形成强烈发展的积雨云，沿着锋线排列成一条狭窄的积雨云带，顶部常可达10公里以上，而宽度则仅仅有数十公里。这种积雨云带之间一般多有空隙。当这种冷锋来临时，常常是狂风暴雨，乌云满天，且有雷电现象，待锋面过后不久，天气即转晴朗。 7. 说明锋面气旋的再生及主要类型 在锢囚阶段或已衰亡的温带气旋内若有新的温度梯度出现，其对称的温压场结构受到破坏，使气旋发展的热力、动力因子再起作用，锋面气旋便会重新发展起来。这种过程称为气旋的再生。 a.锢囚点新生气旋 b.两个锢囚气旋合并再生 c.副冷锋进入锢囚气旋后再生 d.气旋入海后再生 8. 西太平洋副热带高压的季节变化规律。 冬到夏，北进增强；夏到东，南撤减弱，8月初达最北 北进南撤过程并非匀速进行，表现为三种形式：稳定少变(冬季，15°N)，缓慢移动(3、4月)和跳跃(5、6月第一次北跳过20°N，稳定在20-25 °N一月左右，7月中旬再次北跳至25°N以北，9月后南撤) 12 副高一年内两次北跳 9. 季风形成的主要原因。 （1）海陆表面的热力差异：导致海陆间气压的季节变化和风向变化，其空间尺度和周期较海陆风大的多。 （2）行星风带位置的季节移动对季风形成的作用 太阳辐射、温度、气压的季节变化引起整个环流场的夏北冬南的季节移动，从而出现风向的明显季节变化-季风现象。如信风的季节转化，在低纬度呈十分明显的周期性的季节交替。低纬度地区，冬季为偏东风，夏季为偏西风。印度及其邻近海域的此种季风现象最为典型，即印度季风或西南季风。 10. Rossby数R0<<1有何物理意义？（至少三点） 1） 科氏力不可忽略，惯性力可以忽略，该运动是大尺度运动； 2） 11. 人工降水的原理是什么？主要催化剂有哪些？ 1） 影响暖云降水的基本原理就是撒入大水滴或者吸湿性核，改变云滴谱分布的均匀性，破坏其稳定状态，促使碰并过程的进行，导致降水的形成。常用催化剂： 2） 影响冷云降水：使云中产生适当的冰晶，改变云体微结构的稳定性而促使其产生降水。主要催化剂：干冰，甲烷，碘化银，硫化铜等。 12. 天气预报主要有哪几种方法？基本原理是什么？ 天气学预报方法 数值天气预报方法 天气-统计预报方法 天气学预报方法一般可以分为两步。首先做出天气形势预报，然后在形势预报的基础上作天气要素和天气现象的预报。 数值天气预报是根据以大气动力学和热力学为基础建立的描述大气运动的方程组（数值模式），以通过观测所得到的气象要素（或称变量）场作为大气某一时刻的运动状态（方程的初始值），用数值计算方法，计算出气象要素在这一时刻随时间演变和未来要素场 的分布，亦即预报出大气运动未来的状态，这就是数值天气预报的基本原理。 13. 今后几十年气候变化趋势及其原因 14. 你认为当今世界上有哪些主要的环境问题？他们的原因是什么？ 15. 何为不稳定能量？它和对流有什么关系？影响气块不稳定能量大小的因子有哪些？ 不稳定能量是气层中可能供给单位质量气块上升运动的能量，它用单位质量上升气块受到重力和浮力的合力(净举力)所作的功来度量。 • W＞0，气层对气块具有正的不稳定能量，有利于受扰动气块的加速运动， 13 因而气层是不稳定的，促进对流； • 当W＜0，气层对气块具有负的不稳定能量，对受扰动气块的垂直运动具有抑制作用，气层是稳定的，抑制对流； • 当W=0，气层对气块的垂直运动既不有利也不抑制，气层属于中性层结， 既不抑制也不促进。 气块的湿度、起始高度。 16. 南北半球对流层中上层的西风环流是如何形成的？ 由于气压分布为北低南高，气压梯度力由南指向北，风就从北向南吹，由于受到向右的科氏力，逐渐变为西南风。北半球平均温度分布为南高北低（即南暖北冷），若假设等温线为平直东西向风分布（不考虑东西向温差），则热成风方向总是自西向东吹。使得实际风随高度的西风分量越来越大，在对流层中上层形成西风环流。 17. 不饱和空气静力稳定度的判据有哪些？等温大气和均质大气的静力稳定度分别是什么？夹卷过程对大气的稳定度有何影响？ 18. 什么是温室效应和温室气体？大气中有哪些重要的温室气体？温室气体对气候的影响如何？未来几十年气候变化趋势如何？为什么？ 19. 锋面附近的位温场有何特征？为什么？ 在垂直剖面上，等θ线在锋层内最为密集；与锋区的上下界近于平行。 对流层中，一般0﹤﹤d，即θ随高度增加而增大，但在锋区内， ≤0或 ﹥0但很小，所以（ d - ）比一般气团内大很多，使锋区内θ/ z 比周围大得多，所以等θ线密集。 等θ线平行于锋面。假定锋面是物质面，即其两侧的冷、暖空气只能沿锋面上下滑动。而在干绝热条件下，θ是守恒的，于是沿锋面滑动的空气的位温保持不变，因而锋面必将是等θ面。 20. 低空急流对强对流天气的形成有何作用？ a) 通过低层暖湿平流的输送产生位势不稳定层结; b) 急流最大风速中心的前方有明显的水汽辐合和质量辐合或强上升运动 这对强对流活动的连续发展是有利的; c) 急流轴的左前方是正切变涡度区，有利于对流活动发生 暴雨主要发生在急流轴左侧 200 km之内的地区。 21. 简述东亚夏季风和南亚夏季风 的主要差异。 (1)它们的来源、季风成员及其影响的地区不同 a.南亚季风源于南半球的马斯克林高压，在东非沿岸越赤道后形成索马里急流， 14 以西南季风形式影响印度、中南半岛和我国西南地区，对印度季风槽的形成和季风降水有很大影响 b.东亚季风起源于澳大利亚高压，越赤道后在南海、西太地区也成为西南气流，由于西太副高的影响，形成ITCZ。副高南侧的东南气流向北成为西南气流，与北方冷空气活动配合，在长江流域形成梅雨锋 (2)从大气热源分布来看，两个系统各有一个热源中心位于北半球，各有一个冷源中心位于南半球，组成季风经圈环流 孟加拉湾热源和青藏高原热源与南半球马斯克林冷源维持了印度季风槽的上升支和南半球的下沉支，组成印度季风系统的季风经圈环流； 而南海和东亚大陆的热源与澳大利亚的冷源维持了南海和西太平洋ITCZ的上升支和澳大利亚的下沉支，从而组成了东亚季风系统的季风经圈环流。 22. 什么叫天气形势预报和气象要素预报？如何制作地面气温的预报？ 天气形势预报，预报各种天气系统的生消、移动和强度的变化，它是气象要素预报的基础。天气形势预报主要是气压场和流场的预报。 气象要素和天气现象预报，是对气温、湿度、风、云、降水和其它天气现象变化的预报。 3)要预报气温必须对影响气温的各种因子进行综合分析。 如果有强的冷暖平流，应先考虑平流变化，然后再考虑日变化。 气温预报主要是预报最高气温和最低气温. （1）最低气温预报方法 在天气形势预报的基础上，应用经验和指标方法进行预报。 （i）根据经验作预报。 若在预报时效内，天气形势变化不大，预报地区仍受同一气团控制，则可根据预报气团内部气温变化的经验来预报。 若在预报时效内，有锋面过境，则可根据高空冷平流强度，综合分析平流变温和非绝热变温对最低气温的影响，然后根据预报经验作预报。 （ii）外推法作定性预报。 若在预报时效内天气形势无大变化，可根据当天和前一天天空状况和最低温度作外推。 （iii） 利用夜间冷却量作预报。 Tm=T19-T 其中Tm为最低温度，T19为当日19时的干球温度，T为冷却量，即19时至次日最低温度出现时由于冷却而降温的数值。 冷却量根据天气条件如云和风，利用统计方法求得。 （2）最高气温预报方法 （i）外推法。在天气形势变化不大的条件下，可根据最近一两天的最高温度来预报。 （ii）利用统计资料作预报。 TM=TM0+T，T=T1+T2+TR TM为预报最高温度，TM0为当日最高温度，T1为白天云量日际变化所引起的变温，T2为风向日际变化所引起的变温，TR为降水引起的订正值。 （iii）显著冷暖平流的影响。 15 TM=TM0+T－VT 可计算850hPa上的平流强度。 23. 请写出：1）Z坐标和自然坐标中相对涡度垂直分量的表达式；2）温度平流、涡度平流和热成风涡度平流的表达式，并分析它们对地面气旋或高空槽的发展所起的作用。 1） R2p00(VT)dlnpp5tf22)a. 温度平流, 在暖平流最强处，气旋发展 在冷平流最强处，反气旋发展 直接作用是引导气旋移动（沿BA方向），而不改变气旋的强度。 0V5(5f)t1b. 涡度平流 槽前脊后，正涡度平流,气旋发展，反气旋减弱槽后脊前 ，负涡度平流，气旋减弱，反气旋发展 地面气旋多在槽前脊后处发展 1VTpTd. 热成风涡度平流f0 槽前脊后，地面辐合;气旋发展，反气旋减弱槽后脊前，地面辐散;气旋减弱，反气旋发展 地面气旋在温度槽前脊后处发展 24. 讨论自由大气、Ekman层风随高度变化的物理原因。 25. 为什么高压中等压线比低压中的等压线稀疏 • 气旋式梯度风（低压）离心力和科氏力 之合力与气压梯度力相平衡。 • 反气旋式梯度风（高压）离心力和气压梯度力指向圆外；科氏力指向圆内。 当风速一样，离心力大小一样时，高压中的气压梯度力<低压中的气压梯度力，即高压中的气压梯度小于低压中的气压梯度，所以高压中的等压线比低压中的等压线稀疏。 26. 边界层大气中风随高度变化的特点是什么？ 随高度增大，风向向右偏转的幅度加大，边界层顶趋于准地转方向。 27. 空气分子和气溶胶粒子的散射特点有何差异？ 16 28. 根据地面和高空天气图，如何确定地面锋的位置？ 锋是向冷空气方向倾斜的，所以高度越高锋区越 向冷区方向倾斜。 850hpa等压面上的锋区，和地面锋线比较靠近而且接近于平行。 ① 先完成高空图的分析。找出上高空锋区的位置，判别其各个不同部位的温度平流性质。 ②在850hPa图上锋区的靠暖区一侧的下方，从地面图上寻找地面锋的大概位置，然后逐站比较分析地面要素，确定出地面锋的具体位置。 ③在定出地面锋面的位置以后，再根据850hPa图上锋区的温度平流性质，确定地面锋的性质。 • 850hPa上冷平流区的前方，地面上有冷锋； • 暖平流区的下方，地面上有暖锋； • 温度平流不明显的地方，对应静止锋。 29. 简述经典温带气旋发生发展各阶段的主要特征。 （1）初生阶段。地面为一个弱的气压扰动，在高空槽前脊后的辐散气流中。最大涡度平流在地面扰动上空。动力因子引起气旋发展。在槽的东侧， 500 hPa脊后，地面气旋的上空存在垂直上升运动，并有正的涡度平流。在地面扰动附近，存在水平辐合。东北一西南走向的高空槽后则存在下沉运动区。高空槽后有一个气流最大中心（急流轴），最大涡度中心位于其左侧。槽内有强冷平流。 （2）快速发展阶段。温度槽和高度槽发展，温度槽落后于高度槽，地面气旋位于高度槽前，温度平流零线穿过地面气旋中心稍稍偏后，气旋中心亦为暖平流，但在气旋前部暖平流最强，气旋后部为冷平流。热力因子主要使气旋向暖平流最大方向移动。上升运动和低层辐合主要发生在地面气旋的东侧和东北侧，下沉运动和地面辐散在西侧及西南侧。随着冷锋后的冷平流和大尺度下沉运动的加强，500hPa涡度最大值中心向槽的底部移动。地面气旋上空仍有强的涡度平流，气旋迅速发展。 （3）成熟阶段。气旋性环流由地面扩展到对流 层中层，高空槽加深到最大程度，槽内形成闭合等高线，中心距地面中心不远。由于地面气旋的发展，气旋上空的温度因上升运动而逐渐降低，这在气旋中心偏后地区最明显，因为同时有冷平流，温度槽更接近于高度槽。冷暖平流零线穿过地面气旋中心。最大涡度中心移到冷锋后部。500hPa流型的改变导致地面气旋上方绝对涡度梯度增大，而地面气旋的发展加强了厚度平流进而改变500hPa位势场和流场。随着气旋的发展，500hPa槽脊不断增幅，其走向由东北－西南向转变为西北－东南向。 （4）衰亡阶段。气旋发展的最强阶段，然后开始锢囚。高低空低压中心轴线接近垂直，温度平流零线移到气旋中心的前方，冷平流侵入到气旋中心及其南部，由于高空温度场接近于高度场，冷暖平流减小，气旋移动缓慢。到后期，高空温压场已重合，对流层冷中心几乎与地面低压中心重合。气旋性环流向高层发展，从低层至高层为冷涡旋，锋面移到气旋之外，气旋移动缓慢。由于地面摩擦辐合使气旋填塞而消亡。 30. 热带气旋的移动主要受那些物理因子影响？各起什么作用？ 大型基本流场的引导作用、内力的作用 一般情况下，大型基本流场的引导作用在热带气旋的移动过程中起主导作用 但在基本引导气流较弱时或大型环流系统发生大的调整时，内力的作用就 17 非常重要，许多异常路径就发生在这种情况下 .影响热带气旋移动的大型环流系统： (1)副热带高压 副热带高压是一个行星尺度的系统，它对热带气旋的移动，特别是对转向前的移动路径起主要作用。 当副高强大、稳定，呈东西向带状分布时 位于副高南侧的热带气旋，往西运动； 当热带气旋位于副高西侧时，将向北运动； 而当热带气旋位于副高北侧时将向东移动。 (2)西风带长波 西风带长波对热带气旋移动的直接影响主要发生在其转向以后。 热带气旋转向后处于副高的北侧，西风带长波槽前，在槽前西南气流引导下向东北移动。 西风带长波还通过影响副高的位置、强度、形状影响热带气旋的移动，特别当西风带长波发生调整时，往往引起副高的突变，进而引起热带气旋路径突变而出现异常路径。 3)双热带气旋 如果在一定的距离内同时出现两个热带气旋，称双热带气旋。 通常双热带气旋将围绕它们之间连线的 “质量中心点”相互作逆时针旋转，距离越近，旋转角速度越大，这称为“藤原效应”。 间距大于 1300 km的双热带气旋，几乎没有什么相互旋转作用。 当间距小于1300 km时，才有明显的互旋，且距离越小，互旋角速度越大。 31. 西风带槽、脊发展的简单动力模式含义是什么？怎样预报槽、脊发展。 mfgVmpmB(p)2VTpTv0VshstRTs(4.94) 32. 简述地表和大气之间的能量交换过程。 33. 分别说出超长波、台风、龙卷风的水平尺度和时间尺度。 天气系统 水平尺度 时间尺度 最大风速 18 温带气旋 冷锋 反气旋 暖锋 飓风 热带气旋 热带低压 干锋 小型台风 中尺度高压 阵风锋 中尺度气旋 下坡风 大暴流 微暴流 龙卷 抽吸性涡旋 沙尘暴 天气系统 500-2000km 500-2000km 500-2000km 300-1000km 300-2000km 300-1500km 300-1000km 200-1000km 50-300km 10-500km 10-300km 10-100km 10-100km 4 -20 km 1-4 km 30-3000 m 5-50 m 1-100 m 水平尺度 3-15 day 3-7 day 3-15 day 1-3 day 1-7 day 3-15 day 5-10 day 1-3 day 2-5 day 3-12 h 0.5-6 h 0.5-6 h 2-12 h 10-60 min 2-15 h 0.5-90 min 5-60 s 0.2-15 min 55 m/s 25 m/s 10 m/s 15 m/s 90 m/s 33 m/s 17 m/s 20 m/s 50 m/s 25 m/s 35 m/s 60 m/s 55 m/s 40 m/s 70 m/s 100 m/s 140 m/s 40 m/s 时间尺度 15 day 3-15 day 2-5 day 5-15 day 1-3 day 2-5 day 3-36 h 1-5 h 2-6 h 1-3 h 10-100 min 2-10 min 20-90 min 1-3 min 5-20 min 不定 长波 短波 气旋波 西风急流 低空急流 急流轴 砧状云团（MCC） 单体砧状云 超级单体风暴 积雨云 积云 上冲堆状云 龙卷涡旋扰动 上冲塔状云 热泡 云内团流涡动 8000-40000km 3000-8000km 1000-3000km 1000-8000km 300-1000km 200-1000km 200-1000km 30-200 km 20-50 km 10-30 km 2-5 km 2-5 km 1-5 km 100-500 m 100-1000m 10-100 m 超长波的波长在一万公里以上,即绕地球一圈可有1~3个波,它是由地形和海陆分布的强迫振动引起,呈准静止,生命史在10天以上,属于中长期天气过程 34. 简述大气平均经圈环流的特征和形成原因。 35. 叙述太平洋副热带高压的结构、季节变动特征及其与我国东部雨带季节变化 19 的关系。 1）a.温度场：对流层内高压与高温区配合，但高压中心与暖中心并不重合；在北半球，暖中心位于高压中心的西北方，相距5-6个经度；在南半球，随高度增加暖中心向南倾斜，两者更不重合。在对流层顶和平流层低层高压区与冷区相配合。 b. 湿度场：副热带高压带中比较 干，南北两侧有湿区带。 北半球最干区位于脊线南侧约5纬距,最大中心在400百帕；南半球对流层低层,最干区位于高压北部;随高度增加,脊线北移, 在700百帕以上位于最干区的北侧。 c.风场：副高脊区风较小，外缘风速较大，且南北两侧高空形成东、西风急流；北侧：副热带西风急流，中心在200hPa；南侧：东风急流，中心在30hPa d.涡度场 • 北半球高压区内基本上为负涡度，在低层由于地面磨擦,分布凌乱,多小中心 e.散度场 • 比较复杂，在近地面辐散占优，中高层辐合为主, 且扩散到高压中心部分，南北半球不对称 f.垂直速度场 • 在高压区内极为复杂，北半球脊线北侧的对流层中上层上升,脊区及其南侧下沉，沿副高脊线南北两侧构成垂直环流圈 • 南半球的情况有所不同 g.副高垂直环流 • 北半球脊线北侧,对流层中上层上升,脊区及其南侧下沉，沿脊线南北两侧构成垂直环流圈 2) 副高强度的季节变化 西北太平洋副高夏季强，冬季弱。 副高位置的季节性变动特征 冬到夏，北进增强；夏到东，南撤减弱，8月初达最北 北进南撤过程并非匀速进行，表现为三种形式：稳定少变(冬季，15°N)，缓慢移动(3、4月)和跳跃(5、6月第一次北跳过20°N，稳定在20-25 °N一月左右，7月中旬再次北跳至25°N以北，9月后南撤) 副高一年内两次北跳 3)西太平洋副高位置的季节性变动与我国东部各地雨季的起止时间有密切关系： • 脊线位于20ºN以南 华南雨季 • 脊线位于20º－25ºN 江淮梅雨 • 脊线位于25º－30ºN 黄淮雨季 • 脊线位于30ºN以北 华北雨季 36. 简述大尺度大气运动 的主要特点及其形成原因。 准水平：水平运动尺度千公里，垂直运动尺度十公里 准静力：垂直方向气压梯度力与重力近似平衡，静力近似高度精确 准地转：中纬度大尺度运动中，柯氏力与水平气压梯度力近似平衡，风沿着等压线吹 准水平无辐散：以涡旋运动为主 37. 请说明：在大气环流的能量循环的能量循环中，参与能量转换过程的四种主 20 要能量形式以及其相互间转换的关系和这些转换得以实现的物理过程。 纬向平均动能，涡动动能，纬向平均有效位能，涡动有效位能。 1） 通过纬向平均辐射加热使大气膨胀，质量中心上移，产生纬向平均有效位能。 2） 扰动运动向北输送暖空气，向南输送冷空气，使纬向平均有效位能转换为涡动有效位能。这种转换决定于扰动热量输送和纬向平均温度的经向梯度的乘积。 3） 通过扰动垂直运动，使暖空气上升，冷空气下沉，从而使涡动有效位能转换为涡动动能。 4） 通过扰动动量输送方向与纬向平均气流梯度方向的不同配置，使涡动动能与纬向平均动能发生转换。在斜槽情况下，是涡动动能向纬向平均动能转换。 5） 最后，能量由于地面摩擦、内摩擦以及扰动中的内外辐射而耗损。 38. 什么是锋面？冷锋、暖锋、准静止锋分类的依据是什么？ 锋面：冷暖气团之间的狭窄过渡带，亦称锋区。锋面和锋线统称为锋。 锋面是一个倾斜的过渡地带，它向冷气团一侧倾斜 根据锋的移动方向来分：冷锋：冷气团起主导作用，推动锋面向暖气团一侧移动； 暖锋：暖气团起主导作用，推动锋面向冷气团一侧移动； 准静止锋：冷暖气团势力相当，锋面移动缓慢或相对静止 39. 我们经常在等压面坐标系下分析大气运动情况，试说明描述大气运动时为什么可以采用等压面坐标系，等压面坐标系的优缺点是什么？ （1）日常气象资料为等压面资料。z坐标系形式的方程适用于天气学中的等高面分析；为适应等压面分析需要，需将垂直坐标高度ｚ替换为气压ｐ (2) 利于密度ρ的处理。坐标变换 视大气为均匀不可压 利用状态方程 40. 什么是有效位能？对大尺度运动而言，有效位能是否可以转换为系统动能？为什么？ 闭合系统中大气总位能与经过绝热过程重新调整后产生的具有稳定水平层结的温度场所具有的最小总位能之差，这是大气位能能够转换为动能的最大值。（最小总位能指经过绝热调整后产生的正压状态和稳定层结下的全位能。） 41. 叙述东亚季风形成的基本因子 东亚季风起源于澳大利亚高压，越赤道后在南海、西太地区也成为西南气流，由于西太副高的影响，形成ITCZ。副高南侧的东南气流向北成为西南气流，与北方冷空气活动配合，在长江流域形成梅雨锋； 而南海和东亚大陆的热源与澳大利亚的冷源维持了南海和西太平洋ITCZ的上升支和澳大利亚的下沉支，从而组成了东亚季风系统的季风经圈环流。 42. 臭氧总量下降和对流层臭氧增加对气候和环境有什么影响？ 臭氧总量下降会使得入射紫外辐射增加。 因为臭氧是一种化学活性气体，它在许多大气污染物的转化中起着重要作用。对流层臭氧浓度增加可能使得某些地区的酸雨污染变得更为严重。此外，还会加重 21 城市大气污染程度。而且对流层的臭氧对于地表红外辐射的吸收使得它成为一种重要的温室效应气体，加剧全球变暖。 43. 温带锋面气旋和热带气旋有什么异同？ 44. 叙述典型梅雨的环流特征（中层只叙述双阻性的情况）？ 1） 地面形势： a.静止锋特别稳定。 b.梅雨锋南北两侧冷暖空气性质上的差异，主要表现在空气的湿度上，而温度差异则较小。 c.降雨区在南北方向上很窄，但降水强度却很强。 2)高空形势 a.高层 南亚高压稳定于长江流域上空，高压的北侧和南侧分别有西风急流和东风急流。 b.中层 主要的环流特征是西太副高脊线稳定在22N左右，印度东部或孟加拉湾一带有稳 定的低槽，长江流域盛行西南风，并与来自北方的偏西气流构成气流汇合区。在高纬，欧亚 22 大陆呈阻塞形势，有三类，第一类是三阻型，50-70°N是阻塞高压活动地区，常有三个稳定高压自东向西分别位于亚洲东部雅库茨克一带、贝加尔湖以及欧洲东部一带 在阻高南部中纬地带是平直西风带，且有锋区配合，并不断有短波槽生成东移，但不发展。 西太平洋副脊一般在22°N附近摆动，当东北低压一度加深时，可暂时退到15°N附近。 冷空气路径有两支，一支从巴湖冷槽分裂出来，随短波槽东移，经我国新疆和河西走廊南下；另一支从贝湖南下。 第二类是双阻型，50-70°N，常有东西两个稳定的阻塞高压，西阻位于乌拉尔山附近，东阻在雅库茨克附近，两个阻高之间为一宽广的低压槽 35-45°N是平直西风带 西太平洋副高脊在22-23°N，有时可到25°N附近，当东北低压一度加深时，也可以暂时回到20°N以南 在贝湖西侧的大低压槽里，不断有冷空气南下，路径有两条，其中一支南下 双阻型在梅雨期和后期易出现，一般称为“标准型” 第三类是单阻型，阻高位于贝湖的（西）北方;我国东北低压槽的南段可伸到江淮地区;冷空气从贝湖东北低压的西侧南下，到达长江流域；副热带高压脊偏北，大多数在25°N附近摆动 3）低空 850或700hPa：江淮切变线，其南为低空西南急流，切变线上常有西南低涡东移 雨带位于低空急流和700hPa切变线之间 在地面则有静止锋，并有静止锋波动，产生江淮气旋 45. 请写出Rossby长波公式，并说明长波移动速度与哪些因素有关？ L2cU2U2k4 (a) 西风强时，长波移动较快，反之较慢； (b) 波长短时，长波移动较快，反之较慢； (c) 在波长和西风强度相同的情况下，较高纬度(β值较小)，波动移速快，较低纬度(β值较大)，波动移速慢 46. 简述锋面附近气象要素（温压风）特征。 温度场特征 1）锋区内水平温度梯度很大，比锋区两侧气团内湿度梯度大很多，通常5-10ºC/100km，而一般气团内为1-2ºC/100km。 2）锋区随高度增加向冷空气一侧倾斜。 3）高空锋区（等温线密集区）的走向与地面锋线的走向近于平行。 4）锋区内垂直温度梯度很小，表现为逆温、等温和微弱降温。 气压场特征 锋面两侧气压梯度不连续，锋面位于气压槽中，等压线通过锋面时呈气旋式弯曲，其折角指向高压。 风场特征 23 1）水平切变：锋线附近的风场有气旋式切变，地面摩擦使风与等压线成一交角，在锋面附近形成辐合区。 2）垂直切变：因为锋区内水平温度梯度很大，从而热成风很大，故风速在垂直方向切变很大。地面冷锋之后的测站，自低层至高空，通过锋层时风向作逆时针旋转，对应有冷平流；地面暖锋之前的测站，自低层至高空通过锋层，风向作顺时针旋转，对应有暖平流。 47. 阻塞形势出现附近时环流型是高指数还是低指数？指数循环的天气意义是什么？ 阻塞形势出现时是低指数环流型。 指数循环的天气意义是经向环流与纬向环流的维持以及两者之间的相互转换。 48. 何为重力外波？写出描述一维纯重力外波的方程组，并用该方程解释重力外波形成的物理机制。 (表面重力波) 处于大气上下界的空气，受到垂直扰动后，偏离平衡位臵，在重力作用下产生的波动，它发生在边界面上。 𝜕𝑢′ 𝜕𝑡{𝜕ℎ′成波机制见课本。 𝜕𝑢′ +𝐻𝜕𝑥=0𝜕𝑡 =−𝑔𝜕𝑥 𝜕ℎ′ 49. 暴雨形成有哪些条件？阻塞形势对梅雨的产生有何作用？ 50. 热带气旋发生为什么会有季节性和地区性？其分布特征如何？ 51. 请解释为什么低压中有辐合上升气流 52. 大气中的有效位能能否全部参与到大气能量循环中，为什么？ 53. 什么是Ekman抽吸？其形成的物理原因是什么？ 在边界层中，三力平衡下，风要穿越等压线，从高压指向低压，则气旋区产生辐合上升，反气旋区产生辐散下沉。这种边界层顶的垂直运动，称为Ekman抽吸。 54. 请作出锋区附近等温线和等位温线的垂直剖面图，并解释为什么等位温线具 24 有这样的分布。 55. 叙述锋面气旋发展的四个阶段温压场的特征，并说明在各阶段气旋发展的原因。 （1）初生阶段。地面为一个弱的气压扰动，在高空槽前脊后的辐散气流中。最大涡度平流在地面扰动上空。动力因子引起气旋发展。在槽的东侧， 500 hPa脊后，地面气旋的上空存在垂直上升运动，并有正的涡度平流。在地面扰动附近，存在水平辐合。东北一西南走向的高空槽后则存在下沉运动区。高空槽后有一个气流最大中心（急流轴），最大涡度中心位于其左侧。槽内有强冷平流。 （2）快速发展阶段。温度槽和高度槽发展，温度槽落后于高度槽，地面气旋位于高度槽前，温度平流零线穿过地面气旋中心稍稍偏后，气旋中心亦为暖平流，但在气旋前部暖平流最强，气旋后部为冷平流。热力因子主要使气旋向暖平流最大方向移动。上升运动和低层辐合主要发生在地面气旋的东侧和东北侧，下沉运动和地面辐散在西侧及西南侧。随着冷锋后的冷平流和大尺度下沉运动的加强，500hPa涡度最大值中心向槽的底部移动。地面气旋上空仍有强的涡度平流，气旋迅速发展。 （3）成熟阶段。气旋性环流由地面扩展到对流 层中层，高空槽加深到最大程度，槽内形成闭合等高线，中心距地面中心不远。由于地面气旋的发展，气旋上空的温度因上升运动而逐渐降低，这在气旋中心偏后地区最明显，因为同时有冷平流，温度槽更接近于高度槽。冷暖平流零线穿过地面气旋中心。最大涡度中心移到冷锋后部。500hPa流型的改变导致地面气旋上方绝对涡度梯度增大，而地面气旋的发展加强了厚度平流进而改变500hPa位势场和流场。随着气旋的发展，500hPa槽脊不断增幅，其走向由东北－西南向转变为西北－东南向。 （4）衰亡阶段。气旋发展的最强阶段，然后开始锢囚。高低空低压中心轴线接近垂直，温度平流零线移到气旋中心的前方，冷平流侵入到气旋中心及其南部，由于高空温度场接近于高度场，冷暖平流减小，气旋移动缓慢。到后期，高空温压场已重合，对流层冷中心几乎与地面低压中心重合。气旋性环流向高层发展，从低层至高层为冷涡旋，锋面移到气旋之外，气旋移动缓慢。由于地面摩擦辐合使气旋填塞而消亡。 56. 什么是PM2.5和PM10？它们的来源有哪些？ 通常把空气动力学当量直径在10微米以下的颗粒物称为PM10，又称为可吸入颗粒物或飘尘，直径在2.5微米以下的颗粒物称为PM2.5。 PM2.5产生的主要来源，是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物，大多含有重金属等有毒物质。 一般而言，粒径2.5微米至10微米的粗颗粒物主要来自道路扬尘等；2.5微米以下的细颗粒物（PM2.5）则主要来自化石燃料的燃烧（如机动车尾气、燃煤）、挥发性有机物等。 一些颗粒物来自污染源的直接排放，比如烟囱与车辆。另一些则是由环境空气中硫的氧化物、氮氧化物、挥发性有机化合物及其它化合物互相作用形成的细小颗粒物。 可吸入颗粒物通常来自在未铺沥青、水泥的路面上行使的机动车、材料的破碎碾磨处理过程以及被风扬起的尘土。 57. 什么是焚风？介绍其形成过程。 1）焚风是气流过山后在背风坡形成的干热风，它有可能使植物、庄稼枯死，森 25 林出现火灾。焚风是自然界中存在的一种假绝热过程，又称钦诺克风。 2）当气流遇山被迫抬升时，若其凝结高度ZC低于山脉高度，则山前气流先按干绝热递减率γ𝑑降温，到凝结高度，达饱和后，水汽开始凝结，并进而形成云和降水，这时空气按湿绝热递减率γ𝑚缓慢降温。当气流过山顶沿山坡下滑时，因凝结物大多在迎风坡作为雨降落，有山坡空气在开始下滑的短时间内，会因保留在气块内的一小部分凝结物的蒸发而按湿绝热递减率增温。但在以后的大部分时间里，则以干绝热变温率增温。结果，越山气流到达山下时，其温度就会比越山前高的多，而湿度却小得多，形成焚风。 58. 什么是边界层？边界层厚度一般是多少？边界层主要有什么特征? 指靠近地球表面、受地面摩擦阻力影响的大气层区域。边界层厚度：一般1~2km，随时间空间变化，从几百米~4km。 边界层上方为自由大气（free atmosphere） 湍流是边界层最重要的特征。 （1）由于流体的连续性和地面的粘附作用，在边界层中形成了很大的风速垂直梯度，致使湍流运动成为行星边界层内流动主要特征； （2）风向有规则地随高度右旋； （3）受地面热力作用影响大，低层大气温度分布呈现出很大的垂直梯度； 59. 用热成风理论解释为什么副热带高压是深厚系统。 60. 何为大气长波的长波不稳定？为何说斜压不稳定是中纬度天气尺度扰动的发生发展的主要机制。 61. 请解释为什么在山脉的背风一侧通常会有地面低压或低压槽生成。 由位涡守恒，气流过山后沿着山脉背风泼下降时，气柱垂直拉伸和水平辐合将产生正变涡（涡度增加），从而产生负变压（气压下降）。 如果下坡气流足够强，在山脉的下风方向，海平面气压场将会形成地面低压或低压槽。 62. 热带气旋的移动受哪些力的作用？设有一个对称的圆形热带气旋，其强度不变，试分析它在副高南侧、副高北侧和副高脊线位置的受力情况和移动方向，请绘图示意。 26 三、 问答 1. 暴雨形成的主要因素有哪些？为什么？ 一般降水的形成条件是：具备宏观的水汽条件和垂直运动条件，同时具备微观的物理条件即云滴增长条件。暴雨的形成需要有更佳条件(2个)的配置： 充沛的水汽供应。要产生暴雨以上的大降水量必须要有源源不断的水汽供应。水汽供应取决于两方面：1）大气中水汽含量高（T-Td<5ºC），2）有水汽的输送和累积 通常要求在外围(面积至少比暴雨区大10倍)有大范围的水汽辐合,即有水汽的输送和累积,并集中到较小范围的暴雨区内,以供应暴雨所需的水汽。 B．强烈的上升运动 1）低层的水汽必须上升到空中，才能凝结成云致雨；大尺度天气系统的作用并不是直接造成暴雨的原因，因为垂直速度很小，只有几厘米/秒，在水汽充沛的条件下，造成的降水只有1-2mm/小时或24-48毫米/天，最多达到中-大雨，而达不到暴雨。 2）天气系统在暴雨形成中的作用是制约造成暴雨的中尺度系统的活动和造成水汽的集中。 C．持久的作用时间；这有两种含义：降雨天气系统移动缓慢甚至停滞不动；多次重复出现降雨天气系统（如西风槽、气旋波）。 D． 有利的地形使暴雨增幅；地形的强迫抬升作用 1）暖湿气流遇到山脉和丘陵，被强迫抬升，最大雨量往往出现在500-1000m的迎风坡上，尤其是面向暖湿气流来向的喇叭口形山谷中，它既有迎风坡的抬升，又有地形辐合上升，往往出现特大暴雨。 2）地形还可起到触发作用，抬升运动或背风波促使潜在不稳定能量释放，激发重力波和中尺度扰动等 所以，迎风坡多雨，背风坡少雨。 2. 何谓锋生和锋生函数？说明空气的水平运动和垂直运动对锋生、锋消的作用。 1)锋生：锋的形成或增强；用锋生函数来描述锋生物理过程。锋生函数𝐹ℎ= 𝑑𝑑𝑡 |∇ℎ𝜃|, 𝐹ℎ>0锋生；𝐹ℎ<0锋消（水平位温梯度的水平变化）。 𝜕𝑤 2）垂直：在稳定大气中，若暖空气相对于冷空气有下沉，或冷空气相对于暖空气有上升，导致温度梯度加大的同时有𝜕𝑧>0，则利于锋生；反之利于锋消。 • 在不稳定大气中，暖气团相对上升(或冷空气相对下沉)，温度梯度加大的同时有𝜕𝑧<0，利于锋生；反之利于锋消。不稳定大气中，暖湿空气上升较强烈，相对于冷空气上升运动的同时释放大量凝结潜热，导致温度梯度 加大，锋生。 3） 水平：垂直于等位温线的方向上有气流辐合，等位温线渐趋变密，利于锋生；反之利于锋消。变形流场是最有利的锋生流场，鞍型场是最典型的变形场。 3. 造成地面气压局地变化的主要因子是什么？在什么情况下使地面气旋发展？ 4. 根据下面500hpa形势示意图，从涡度变化的观点出发，讨论：（1）低压槽 𝜕𝑤 27 （2）高压脊的发展情况。 5. 大气运动从运动的水平尺度来划分大致可以分为哪三类尺度运动，其各类运动的基本动力学特征是什么？· 大、中、小尺度。①大尺度运动：Ｌ≥106m （天气尺度）大气长波、大型气旋、阻塞高压、副高—H：整个对流层（10km)；生命史：5天以上；水平风速：十几m/s 垂直速度：(1~5)*10-2m/s；准地转、准静力平衡、准水平、准水平无辐散。 ②中尺度运动：Ｌ~105m 台风、飑线、小低涡、海陆风、雷暴高压；分为中α、中β、中γ；H：大部分对流层(<=10km)；生命史：1~5天；水平风速：5~20 m/s；垂直速度：(5-10)*10-2m/s； 4 ③小尺度运动：Ｌ~10m；龙卷、小雷暴、积云；H：几公里~十几公里；生命史：10小时；水平风速：10~25m/s垂直速度：0.5~1 m/s；非地转、非静力； 6. Rossby波的基本特征是什么？其形成的物理机制是什么？写出描述线性Rossby波的线性化的控制方程。 A．（1）正压大气中Rossby波是由绝对涡度守恒控制的一种大尺度涡旋性波动，β效应是它得以传播的最主要机制； （2）Rossby波相对于基流向西传播。对于典型中纬度天气尺度波动，若取波长Lx=6000km，波宽Ly=3000km，β=2*10-11 CX-𝑢̅=−𝑘2+𝑚2~4𝑚/𝑠 说明Rossby波速度缓慢，大尺度涡旋慢波； （3）频散波； （4）Rossby波是大尺度波动，具有准地转性，这是与重力惯性波的区别之一。 （5）U、L对波动速度C起着决定性作用。重叠在基本西风气流上的长波，其传播速度总小于纬向风速，波长短时，其传播速度稍小于西风基流，波长较长时，C与西风基流差别较大 c= 𝜔𝑘 𝛽 =𝑢̅−𝑘2=𝑢̅−4𝜋2 𝛽 𝛽𝐿2 b. 回复机制： 初始时刻，基本西风气流下，ζ＝0;现在：受到向北的扰动，由于φ↑，f↑，ζ↓，ζ<0在𝑢̅，u′的作用下，作反气旋的圆周运动；直至回到原纬度，f回到原值；但由于惯性，会继续向南，此时φ↓，f↓，ζ↑，ζ>0作气旋式运动；……再回到原纬度，受惯性继续向北；…… c．正压Rossby波线性化控制方程ω=𝑢̅𝑘−𝑘;c= 𝛽𝑘2𝛽 𝜔𝑘 𝛽 𝛽𝐿2 =𝑢̅−𝑘2=𝑢̅−4𝜋2;cg=𝑢̅+ ; 7. 如何来构造大气运动的垂直坐标？其数学、物理基础是什么？并用一个例子 说明之。 28 8. 从大气能量角度来描述的大气运动。一般采用四种能量形式,请写出这四种能量形式的名称和数学表达式。如果它们之间存在转换过程，是如何转换的？其转换与哪些动力学过程有关？（不要学数学表达式） 9. 从涡度变化的观点出发，详细分析地面气旋发展各因子的作用。 10. 概述我国寒潮形成的条件以及天气形势特征（小槽发展或横槽转竖型） 1）条件：a冷源条件，要有冷空气的酝酿和积聚过程。一般700hPa：有-36ºC冷中心；500hPa：有-40ºC冷中心；b引导条件，要有引导冷空气入侵我国的合适流场； 2）三种寒潮天气形势A小槽发展型寒潮过程的基本特征 冷空气源地在欧亚大陆的西北部，取西北路径侵入我国 500百帕图上乌拉尔山地区有长波脊建立 寒潮的爆发由不稳定小槽的发展所引发，且与500百帕上小槽发展并代替东亚大槽 的过程相伴随，从小槽出现到发展成东亚大槽一般需5-7天 B槽脊东移型寒潮过程的基本特征 冷空气源地偏南，路径偏西，因路径很长，容易变性，温度较其他型偏高，所以寒 潮强度和势力相对较弱 冷空气由位于我国以西的低槽东移发展引发，西来槽在到达蒙古西部山区前一般不 会发展 高压脊的发展，比小槽发展型寒潮的乌山地区的高压脊弱，位置偏南，且很少能形 成阻塞形势 C横槽型寒潮过程的基本特征 1）冷空气的源地偏东，多在中西伯利亚以东的内陆或北冰洋上 ； 29 2）乌拉尔山地区有阻塞高压，阻高以东有横槽； 阻高和横槽切断了正常的西风环流，使亚洲高纬地区成为北高南低的气压场形势 ； 3）前期稳定，爆发突然 ； 阻高和横槽都是较稳定系统，酝酿期天气形势稳定（3~6天，11天），横槽前的平直西风中有小波动东传；当乌山北部有强冷平流时，阻高渐崩溃，横槽转竖，冷空气大举爆发 11. 热带气旋移动的基本路径有哪些？试分析影响热带气旋移动的物理因子。 热带气旋的正常路径：西行、西北行、转向； 热带气旋的移动由作用于整个热带气旋的科氏力、背景场的气压梯度力和内力决定。 30 可见，对一个结构对称的热带气旋，由于内部空气质点受地转偏向力和气旋内上升运动的作用，存在着指向西北方向的内力；在内力的作用下，热带气旋向西北方向移动；热带气旋的移动是内力和外力综合作用的结果。 12. 用Margules锋面坡度公式说明锋面附近的风场和气压场的特征，并作出示意图。 tg由 fvfvcvwT*T*gTgTwTc tg0,cw,PcPwxx故锋面两侧气压 梯度不连续。 锋面位于气压槽中，等压线通过锋面时呈气旋式弯曲，其折角指向高压。 31 2）风场 A．水平切变 地面锋位于气压槽中，等压线通过锋面时呈气旋式弯曲，故锋面附近的风场具有气旋式切变，而地面摩擦使风与等压线成一交角，在锋面附近形成辐合区。 B．垂直切变 风速的垂直切变：因为锋区内水平温度梯度很大，所以热成风很大，故风速的垂直方向切变很大。 风向的垂直切变：地面冷锋之后的测站，自低层至高空，通过锋层时风向作逆时针旋转，对应有冷平流；地面暖锋之前的测站，自低层至高空通过锋层，风向作顺时针旋转，对应有暖平流。 13. 说明环境风的垂直切变对强风暴形成的作用。 ①在切变环境中使上升气流倾斜，从而使上升气流中形成的降水质点能够脱离出上升气流，而不致因拖带作用减弱上升气流的浮力。相反，降落到下沉气流中的降水质点，因蒸发冷却和下沉拖带作用，会增强下沉冷空气出流，从而维持和激发上升气流增强； ②可以增强中层干冷空气的吸入，加强风暴中的下沉气流和低层的冷空气外流，而后通过强迫抬升，使流入的暖湿空气更强烈的上升，导致对流加强； ③造成一定的散度分布，有利于风暴在顺切变一方不断再生，使风暴向前传播； ④能产生流体动力学压强，有利于在风暴左侧新的对流单体增长。 14. Petterssen地面气旋发展方程的含义是什么？分别讨论方程中各因子对温带气旋发展所起的作用。 𝝏𝜻𝟎𝑹𝟐𝒑𝟎𝟏𝒅𝑸 ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗ =−𝑽𝟓∙𝛁(𝜻𝟓+𝒇)−𝛁∫[−𝑽∙𝛁𝑻+(𝜸𝒂−𝜸)𝝎+]𝒅𝒍𝒏𝒑 𝝏𝒕𝒇𝑪𝒅𝒕𝒑𝒑𝟓含义：表示地面相对涡度的变化 0V5(5f)1)t1 500hPa绝对涡度平流项; 32 槽前脊后，正涡度平流，气旋发展，反气旋减弱；槽后脊前，负涡度平流，气旋减弱，反气旋发展。地面气旋多在槽前脊后处发展。 该项作用对于初生、发展中的气旋作用最大，因为这时温度平流的作用较小。 R2p00p(VT)dlnp5f2）t2温度平流项；温度平流的直接作用是引导气旋移 动，而不改变气旋的强度。 在暖平流最强处，气旋发展；在冷平流最强处，反气旋发展在气旋前部暖平流最强，暖锋前正涡度增加。 在气旋后部冷平流最强，冷锋后负涡度增加。气旋中心部分温度平流很弱，并不使地面气压系统加强或减弱。 R2p00p(a)dlnp5tf33）绝热变化垂直运动项； 干绝热时，a=d, d>，大气稳定 <0，在↑最强处，▽2( )>0，气旋减弱，反气旋增强 >0，在↓最强处，▽2( )<0，气旋发展，反气旋减弱 对于南北向的山脉，西风在迎风坡上升产生反气旋涡度，在背风坡下沉产生气旋涡度背风气旋发展 湿绝热过程中，a=m, m<，大气不稳定 <0，在↑最强处，▽2( )<0，气旋发展，反气旋减弱 >0，在↓最强处，▽2( )>0，气旋减弱，反气旋增强 大气层结不稳定时，上升（下沉）运动对气旋（反气旋）的发展起促进作用 R2p01dQ0dlnpp5Ctfdt4p4）非绝热加热项； 在加热率最大区，dQ/dt >0，▽2( )<0， 气旋发展，反气旋减弱； 在冷却率最大区，dQ/dt <0，▽2( )>0， 气旋减弱，反气旋发展； 非绝热过程主要有：下垫面作用: 辐射，传导，乱流等；水汽凝结与蒸发等。 15. 描述旋转大气涡旋特征有哪些物理量（至少四种），具体的表达式是什么？这些物理量在描述大气涡旋特征的优缺点是什么？ 1） 绝对环流， 2） 相对环流， 3） 绝对涡度， 4） 相对涡度， 33 5） 位势涡度 16. 为什么要研究大气运动的动力学不稳定性问题，如何研究线性不稳定？请给出两类动力学不稳定性，并说明这类动力学不稳定性可以解释何种大气系统的变化？（看看课本） 2）利用标准模方法 3）惯性不稳定和正压不稳定。 17. 什么是Ekman抽吸（速度）？它是用何方法求得的？ 𝑤𝑇=− 𝜕𝑢𝑔ℎ𝐸𝜕𝑦2 = ℎ𝐸2 𝜁𝑔(ℎ𝐸=√𝑓)由上式确定的垂直速度𝑤𝑇通常称为Ekman抽 2𝐾 吸，表明边界层顶的速度和地转涡度成正比。当地转涡度不为零时，就会在边界层中激发出强制的垂直环流。 推导见课件。。 四、计算和推导 1. 分别推导多元大气、等温大气和均质大气的压高公式。 2.已知地面太阳直接辐射的表达式，假设大气平均透明系数P=0.7,计算当太阳高度为30度时，考虑和不考虑大气时到达地表的太阳直接辐射之比。 3. 已知850百帕等压面地转风为10m/s，西风，700hpa~850hpa之间的平均气温每向东100Km下降2℃，求700hpa等压面上地转风大小与风向。（f=0.0001/秒，R=287焦耳/度/千克） 34
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