1、1 .2.3.8分）濟 L f2 Rd jdQ Pp J CpP。dp Idt J南信大天氣學原理試題一-、名詞解釋：（20分）1 .質量通量散度。2 .冷式錮囚鋒。3 .氣旋族。4 .大氣活動中心。5 .熱成風渦度平流。二、填空：（36分）1. 連續方程根據 原理求得，P坐標中的連續方程 。2. 固定點溫度變化由 決定。3. 推導馬格拉斯鋒面坡度公式假設鋒為面，其動力學邊界條件為4. 一型冷鋒與二型冷鋒區別是 5. 在中、高緯大尺度系統運動中，通常固定點渦度增加（減小）和該固定點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是6. 用切方程診斷上升及下沉運動是由 項決定。7.

2、控制大氣環流的基本因子有 8. 任一層風速可用 v=v+AvT表示，它能成立的條件是 一 若v為地面風速，則 A取 （填：>0,<0,= -1）9. 我國北方氣旋活動，一般與 急流相對應，南方氣旋活動一般與 急流相對應。三、綜合題。（44分） 從力的平衡觀點說明為什么在北半球大尺度系統運動中，高壓內空氣作順時針旋轉？（解釋在穩定大氣中，冷鋒上山（爬坡），此鋒是加強還是減弱？ （ 8分）請寫出位勢傾向方程：右端各項的名稱，并用此方程定性解釋圖中槽的變化（圖中波長L<3000KM,實線為500hPa圖上等高線，虛線為等溫線，閉合 G，D為地面高低壓中心）（14分）14分）4.請用

3、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？（南京信息工程大學天氣學原理試題二一、填空：（25分）1 .尺度分析含義是2 .控制大氣環流的基本因子有 3 . 一型冷鋒與二型冷鋒區別是 4 .溫度平流的拉普拉斯其含義是 5 .熱成風渦度平流的含義是 ，二、選擇：（25分）（對打v）22 二1 .慣性離心力表達式是（1PAr ）（2 ）-Q AAr ）（3P R（4）C R （其中r為地球半徑，R為緯圈半徑）。2,高空等壓面圖上等高線密，則等壓面坡度是（1）大（2）無變化（3）小3.某站風隨高度逆時針旋轉，表示有可能（1 ）冷鋒通過（2 ）暖鋒將來臨。4.以c速度相對固定坐標

4、系運動的閉合高壓中心有:3dtv5,位勢渦度守恒條件是（1）無水平輻散輻合（2）斜壓大氣（3）正壓大氣（4）大氣不可壓縮（5次 氣可壓縮。（10 分）在圖中標出，無相對渦度平流及正、負相對渦度平流區。四、下圖為單站高空風分析圖上的熱成風Vt ,試分析:五、下圖為地面天氣圖上的冷暖鋒的分布, 附近及其周圍等溫線的分布示意圖。1冷平流及暖平流層次（4分）2.3KM高度上的水平氣壓梯度力方向。（4分）3.5-6KM高度上的平均溫度梯度方向。（4分）試與A AB線作一空間垂直剖面圖請畫出垂直剖面圖上鋒（8分）六、試從地形影響分析自西向東移動的高空槽，在青藏高原各點 （1。分）（A,B,C,D,E）上空

5、的移速情況。七、請寫出位勢傾向方程:p右端各項的名稱，并用此方程物理解釋圖中槽的（圖中波長L<3000KM ）。（10 分）南京信息工程大學天氣學原理試題三名詞解釋：（20分）1 .地轉風和熱成風。2 .絕對渦度。3 .冷式錮囚鋒。4 .溫度平流的拉普拉斯。5 .東北信風。填空。（32分）1 .固定點溫度變化由 項決定。2 . 一型冷鋒與二型冷鋒區別是 。3 .若鋒作為密度的一級不連續面，則鋒附近氣壓分布特征是 4 .極鋒鋒區與副熱帶鋒區的區別是 。5,用。方程診斷上升及下沉運動由 項決定。6 .在中、高緯大尺度系統運動中，通常固定點渦度增加（減小）和該固定點等壓面位勢高度降低（升高）是

6、一致的，這種一致性賴以存在的根據是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，可以分為 項討論平均層位勢高度局地變化。8 .用運動學公式，描述低壓中心強度變化用 將向 移動。三、綜合題。（48分）1 .等壓面分析比等高面分析有哪些優越性?2 .解釋在不穩定大氣中，冷鋒上山（爬坡）表示，橢圓型高壓中心12分）,此鋒是加強還是減弱?8分）fd2.2 cp t df2 1 ' 一V（f +：-g ）+-Vg。勾I竺）f2 R 丁 fdQ pp ） CpP。 Idt J3 .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L <3000K

7、M ,實線為500hPa 圖上等高線，虛線為等溫線，閉合g,d為地面高低壓中心）（14分）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?天氣學原理試題一答案、名詞解釋。（20分）（每題4分）1,質量通量散度：7 '（Pv）表示單位時間通過固定單位體積的凈流出或凈流入的質量。當 （Pv）A0,表示單位時間通過固定單位體積為凈流出（為質量通量輻散），等于單位時間0通過固定單位體積的質量將減少，即 ；反之,* '（Pv）<0,為質量通量輻合，即&P一 0 、，一，Ct（該體積內流體質量會增加）。2 .冷式錮囚鋒：暖氣團、冷氣團、更冷

8、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氣團方向移動 使冷氣團更冷稱冷式錮囚鋒，或高空暖舌處于冷式錮囚鋒后為冷式錮囚鋒。3 .氣旋族：在同一條鋒系上出現的氣旋序列，即一連串氣旋在一條鋒上出現，沿鋒線順序移動，最先一個錮囚，其后跟著一個發展成熟的氣旋，再后面跟著一個初生氣旋。4 .大氣活動中心：對大范圍天氣或氣候變化有一定影響的半永久性高、低壓系統，經常出現在 一定地區，其位置強度和范圍隨季節變化。如北半球地面圖上阿留申低壓、冰島低壓、西伯利亞高壓、北美高壓。熱成風渦度平流： 一 vT Vh,T熱成風渦度在水平方向分布

9、不均，借助熱成風輸送使得固定 點熱成風渦度增加或減少。從而引起該點上空平均層相對渦度或位勢高度變化。5123456789123填空。（36分）（每題4分）.質量守恒原理；以用 6P溫度平流、穩定度和垂直運動絕熱變化的乘積及非絕熱變化.物質面；PL = PN,1卜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。2卜型冷鋒沿鋒面暖一側的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。（3）一型冷鋒降水處在鋒線到鋒后附近為穩定性降水；二型冷鋒降水處在鋒前到鋒線附近為不穩定性降水。在x,y, p方向按正弦波變化。考慮大氣準地轉絕對渦度平流（或簡稱渦度平流）隨

10、高度變化項對波長小于3000KM的波而言，以相對渦度平流隨高度變化為主；厚度平流（或溫度平流）的拉普拉斯項；還有非絕 熱變化的拉普拉斯。太陽輻射，地球自轉，地表不均勻，地面摩擦。各層等溫線平行或各層之間熱成風方向相同，1。極鋒急流；副熱帶急流。綜合題。（44分）從梯度風的三力平衡原理， 注意對于大尺度系統運動， 中、高緯地區慣性離心力（C）是小量， 水平氣壓梯度力垂直于等壓線（等高線）且由高指向低 （G）, 從而可得水平地轉偏向力 （A片向，由此才可確定運動方向 V |因此高壓周圍的空氣作順時針旋轉。（8分）從鋒區中等溫線變稀角度可確定冷鋒上山是減弱。因為冷鋒上山（爬坡），靠近等溫線密集帶冷一

11、側上升運動很弱或基本無上升運動，其冷一側溫度基本無變化，而靠近其暖一側上山（爬坡）上升運動較強，由于在穩定大氣中，上升絕熱膨脹冷卻使其暖一側降溫，這樣鋒區中等溫線密集帶變稀，此鋒上山（爬坡）減弱。 （8分）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L W 3000KM波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。（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

12、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500hPa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；L E3000KM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500hPa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

13、槽前，由于正相對渦度平流輸送加強的同時，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，此氣旋加深發展，另外平 均層約500hPa槽前脊后本身正相對渦度平流輸送也可解釋使此氣旋加深發展。還有平均層以下溫 度平流的平均物理解釋使它向變高梯度方向移動即前進。還有平均層以下穩定度乘以垂直運動絕熱變化影響。因為穩定溫帶氣旋上空上升絕熱膨脹冷卻會使氣柱收縮，地面等壓面升高，又會抑制溫 帶氣旋發展。（7分參考）天氣學原理試題二答案一、填空。（25分，每題5分）1 .將大氣運動進行分類，引入各種尺度系統運動的特征尺度數量級，以此可比較方程中各項 所對應的不同數量級，從而對方程進

14、行簡化。2 .太陽輻射，地球自轉，地表不均勻，地面摩擦。3 . 1 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。2 L型冷鋒沿鋒面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。（3）一型冷鋒降水處在鋒線到鋒后附近為穩定性降水； 二型冷鋒降水處在鋒前到鋒線附近為不穩定性降水。A .£Al 上 h A -2-24 .數學表達式1cx3 ，其中at - v vhl （溫度平流），它可以反映大氣的上升，下沉運動或地面系統的發展情況，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 . 一vT

15、 "h二T熱成風渦度在水平方向分布不均，借助熱成風輸送使得固定點熱成風渦度增加或減少。從而引起該點上空平均層相對渦度或位勢高度變化。一、選擇。（25分，每題5分）1232 .（1）3 .（1）4,化）（4）5 .（3）（4）二、AC為負相對渦度平流區。CE為正相對渦度平流區。EF為負相對渦度平流區無相對渦度平流為 A,C,E四、1. 1.04.0KM風隨高度順轉，此氣層4.0 -6.0KM風隨高度逆轉，此氣層（共10分）1.0-4.0KM之間為暖平流。4.0-6.0KM之間為冷平流。（2分）（2分）2.F'3.由東北指向西南方向由東南指向西北方向由東北指向西南。（4分）由東南

16、指向西北。（4分）（8分）C點變高梯度無變化，正常;下坡引起等壓面高度降低,，通常L W 3000KM ,以相對渦六、1t在A點變高梯度減小，移速慢；B點變高梯度加大，移速快；D點變高梯度加大，移速快；E點變高梯度減小，移速慢。用位勢渦度守恒原理說明在地形作用下，上坡引起等壓面高度增高,使得槽前后等壓面高度增高、降低發生變化。再用運動學公式中槽線兩側變高梯度加大、減小說明槽移動快慢。（10分）七、第一項地轉渦度和相對渦度的地轉風平流（絕對渦度平流） 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

17、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（4分）溫收縮，500hPa槽線處等壓面高度降低，有負變高，槽加深。天氣學原理試題三答案、名詞解釋。（20分，每題4分）1 . （1加轉風：水平氣壓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Vg = 4 Kh -立，高氣壓在右（北半球）。

18、f2臥成風：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 .絕對渦度：是大氣絕對運動所產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.=f +z=2Qsin+f- 所組成，其垂直分量的表達式為zx cy/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 .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，稱為冷式錮囚鋒或高空暖舌處于冷式錮囚鋒后。22 -12A :

19、A A At' h at = T4.溫度平流的拉普拉斯：數學表達式excy ,其中 AT = VT «hT (溫度平流），它可以反映大氣的上升，下沉運動或地面系統的發展情況，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.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”，該風系穩定，長年盛行。古代，海上的航行常常借助該風，故又名“貿易風”。填空。（32分，每題4分）1. 溫度平流、穩定度和垂直運動絕熱變化的乘積及非絕熱變化。2. 1卜型冷鋒是高空槽前對應地面冷鋒

20、；二型冷鋒是高空槽后對應地面冷鋒。（2 L型冷鋒沿鋒面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。（3 L型冷鋒降水處在鋒線到鋒后附近為穩定性降水；二型冷鋒降水處在鋒前到鋒線附近為不穩定性降水。 Pf22PL F2Pf F2Pn3. lx »7聲及7記» 丁2說明鋒區內等壓線氣旋式曲率比鋒區外大得多，或鋒區內等 壓線反氣旋式曲率比鋒區外小得多。4. （1朋點不同及高度不同，極鋒鋒區發生在高緯60 N附近中低層，副熱帶鋒區發生在較低緯度30 'n附近高層。2叔鋒鋒區對應低層地面是極鋒；而副熱帶鋒區對應低層地面是下沉輻散氣流，無鋒

21、存在。（3 ）極鋒鋒區上空對應極鋒急流，與副熱帶鋒區上空對應副熱帶急流相比后者有一個很強的 副熱帶急流與鋒區相對應。5 .第一項絕對渦度平流隨高度變化項簡稱渦度平流隨高度變化項，對于L43000KM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。h2H,還要考慮固定點位勢或位勢高度變.二.Y gh6 .要求大氣是準地轉即fg僅2H - 2, 2os I on )化在x,y, p方向按正弦波變化。衛工一 ：2h一、 KK- s疏密項7 .曲率項小史,散合項esen ,8 .變壓表示，長軸與變壓（高）升度方向之間。綜合題。（48分）1. （1反際工

22、作中，不觀測空氣密度“P”，在等壓面分析中，研究大氣運動不需要非觀測值空氣密度“ P”，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。1 9 8 一Vg = 1k 、h =98khH2年壓面分析中計算地車t風簡單ff,而在等高面分析中一 1 7Vg = k ; V，h P計算地轉風fP多一個變量P,另外等壓面分析中，上下兩層地轉風可以進行比較，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 及到戶的變化。 b-（3解壓面分析計算水平氣壓梯度力簡單，G = -Vh* =-9.8V h H而等高面分析計算水平 一 1 , G = - 一 h PV h Vh =-pP ,而等高面分析水平散氣壓梯度力° 多一個“ °（4）等壓面分析水平散度簡單，取決于垂直運動分布- 1dp : w、' h M =-一度多密度P變化，即d dt a2 .從鋒區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