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动力气象课后习题答案

1、大气运动方程组一般由几个方程组成?那些是预报方程?哪些是诊断方程? 答:大气运动方程组一般由六个方程组成,分别是三个运动方程、连续方程、热力学能量方程、状态方程;若是湿空气还要加一个水汽方程。

运动方程、连续方程、热力学能量方程是预报方程,状态方程是诊断方程。

2、研究大气运动变化规律为什么选用旋转参考系?旋转参考系与惯性参考系中的运动方程有什么不同?

答:地球以常值角速度Ω绕地轴旋转着,所以任何一个固定在地球上并与它一道运动的参考系,乃是一个旋转参考系。

为了将牛顿第二定律应用于研究相对于旋转参考系的大气运动,不但要讨论作用于大气的真实力的性质,而且要讨论绝对加速度与相对加速度之间的关系。相对于惯性参考系中的运动方程而言,旋转参考系中的运动方程加入了视示力(科里奥利力、惯性离心力)。

3、惯性离心力与科里奥利力有哪些异同点?

答:都是在旋转参考系中的视示力;惯性离心力恒存在,而大气相对于地球有运动时才会产生科里奥利力。

4、重力位势与重力位能这两个概念有何差异?

答:重力位势:重力位势表示移动单位质量空气微团从海平面(Z=0)到 Z 高度,克服重力所做的功。

重力位能:重力位能可简称为位能。重力场中距海平面 z 高度上单位质量空气微团所具有的位能为Φ=gz,引进重力位势后, g等重力位势面(等Φ面)相垂直,方向为高值等重力位势面指向低等重力位势面,其大小由等重力位势面的疏密程度来确定。所以,重力位势的空间分布完全刻划出了重力场的特征。

5、试阐述速度散度的物理意义?速度散度与运动的参考系有没有关系? 答:速度散度代表物质体积元的体积在运动中的相对膨胀率。 因 ,故速度散度与运动的参考系没有关系。

8、计算 45° N跟随地球一起旋转的空气微团的牵引速度。 答:由速度公式大小为可知,牵引速度为:;方向为向东。

19、证明相对加速度可写成

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