动力气象学第三章课后题答案 1. 什么是运动的尺度?什么是尺度分析方法？ 大气任何一类运动系统中，表征大气运动状态和热力状态的各物理场变量，其空间分布是不均匀的，也存在时间变化，这种时空变化都存在一定的范围。为此可以用各物理场变量具有代表意义的量值来表示该系统的基本特征，称之为物理场变量的特征值，这也就是物理场变量的尺度。物理场变量的尺度，只是从量级大小这个意义上来表征系统物理属性特征的。 尺度分析法是依据表征某类运动系统的运动状态和热力状态各物理量的特征值，估计大气运动方程中各项量级大小的一种方法。根据尺度分析的结果，结合物理上的考虑，略去方程中量级较小的项，便可得到简化方程，并可分析运动系统的某些基本性质。 2. 为什么常根据运动的水平尺度对大气运动进行分类？ 基于以下三方面的原因常根据运动的水平尺度对大气运动进行分类：（1）地球大气垂直厚度远小于水平长度；（2）具有气象意义的运动系统的场变量的在水平方向上的变动尺度差别很大，可达几个数量级，并且大气运动的特征与水平尺度有密切关系；（3）大气某些变量在垂直方向的尺度依赖于变量的水平尺度，比如速度的垂直尺度。 3. 根据尺度分析的结果，说明中纬度大尺度运动有哪些基本特征？ 中纬度大尺度运动的基本特征有： （1） 在水平方向上，气压梯度力与科氏力基本是相平衡的，即运动的准地转性。 （2） 在垂直方向上，满足静力平衡近似。 （3） 运动准水平无辐散。 （4） 温度的局地变化主要是由温度平流和铅直运动决定的。 （5） 运动系统是缓慢变化的。 4. 如何将运动方程组进行无量纲化？ 利用尺度分析中物理量的特征尺度，引进无量纲变量，将运动学方程组进行无量纲化。 5. 地转近似的充分条件是什么？试从物理上对这些条件给予说明。 根据水平运动方程的无量纲化方程（3.54）可知，地转近似的充分条件如下， 01,1,1iRR 01,1,1iRR它表明准地转平衡运动应是缓慢变化的大尺度运动，同时大气层结应是高度稳定的。 6. 什么是中纬度β平面近似？取β平面近似的条件是什么？取β平面近似有什么好处？ （1） 在中纬度地区，将f 展开成泰勒级数，则有f＝f0＋βy+(高次项) ①当 f 处于系数地位不被微商时，取 f≈ f0; ②当 f 处于对求微商地位时，取 df/dy=β=常数。 这种对f 的近似处理称为中纬度β平面近似。 （2）取β平面近似的条件是运动的径向尺度L 能够满足科氏力参数 f在径向作...
