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第一章 大气边界层2。假定在近地层中，雷诺应力 Tzx 为常数，混合长，并且在下边界 z=0 处,，试求风随高度的分布。解： ∴∴∴…………①对①式积分 3.已知由于湍流摩擦引起的边界层顶部的垂直速度为(1）试推出正压大气中，由于湍流摩擦引起的二级环流对天气尺度涡旋的旋转减弱时间的公式。（2)若湍流系数 k=8m2/s，f=10-4s—1,涡旋顶部 w=0 的高度为 10km,试计算为多少？解：(1）正压大气的涡度方程简化形式：设∴…………①当 z=H 时 对①积分 f 为常数∴∴∴∴(2） k=8m2/sf=10—4s—1H=10km∴6.在某地测定平均风速随高度的分布，得到如下结果,假定风速分布对数规律，试计算 z0，u 及 T0（去卡曼常数为 0.40）.高度(m）720.300.04平均风速（m/s)3.923.302.401。41解：引入对数坐标系 令得出右表：则通过带入前两组值 ∴(m)(m/s)15。在定常、均匀的气流中，铅直方向处于静力平衡的空气质点受到水平气压梯度力、水平地转偏向力和水平摩擦力的作用，假定后者与风速矢方向相反、大小成比例，试求风压场之间的关系,并作图说明。解: 定常均匀的流场满足静力平衡即:∴第二章大气能量学1。推出 Ekman 层中动能消耗公式。 解:Ekman 层中与不平衡，存在,大尺度运动中,空气微团做准水平运动，所以用 p 坐标。① 对①两边同点乘，得② 摩擦耗散项：③ 在 Ekman 层中，湍流粘性力耗散动能 所以，④ 代入④式所以,对于单位截面积气柱，从地面到边界层顶的动能耗散为⑤在 Ekman 层中,设，风速与 x 轴平行,三力平衡 且得：⑥将⑥代入⑤中， ⑦令,利用 Ekman 层中的风俗分布表达式：⑧z720。300.04x3.923。302。401。41y1。9460.693-1。204—3。219科氏力湍流摩擦力气压梯度力将⑧代入⑦中， 因为 所以动能消耗将⑧代入，得2。简述进展槽在实际大气能量转换中的作用。 因为温度槽落后于高度槽，如下图,气压槽槽前吹西南风，暖空气向北做上升运动，槽后吹西北风，冷空气向南做下沉运动,即,4 平均有效位能向涡动动能转化，即进展槽的作用。3。简述斜槽在实际大气能量转换中作用。 斜槽如图所示 所以，斜槽的性质：与正相关,即 即斜槽使涡动动能向平均动能转化。4。简述大型涡旋在实际大气能量循环中的作用.表示由涡旋运动引起的某个纬带内热量的净输送量，通过大型涡旋，温度槽落后于高度槽的水平进展槽,引起的热量输送，使得向转化。 通过大型涡旋运动，温度槽落后于高度槽的进展槽中的垂直运动，使得向转...