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1、”动力气象学“ 学位考试大纲考试科目代号： 考试科目名称：动力气象学 第一部分：课程目标与基本要求 一课程目标通过本课程的教学，使学生理解大气动力学的基本规律；掌握大气动力学的 基本理论；并学会运用动力学方法去分析和解决大气科学方面的一些问题。 二基本要求要求学生掌握有关动力气象学的基本概念、基本理论；并具有应用动力气象 学的基本理论， 去分析研究大气动力学和热力学相关实际问题的基本能力。 为今 后从事与气象业务有关的工作打下良好的基础。 第二部分：各章节的要求与考试内容 第一章 描写大气运动的方程组一、要求1、掌握根据物理学中的基本定律导出各基本方程2、了解球坐标系中的基本方程组及薄层近似3
2、、掌握局地直角坐标系中的基本方程组并会应用4、了解所需的初始条件及边条件二、考试内容1、个别变化与局地变化2、绝对坐标系与相对坐标系3、作用于大气上的各种作用力及其特性4、运动方程、连续方程、状态方程、热力学方程、水汽方程5、球坐标系的取法及其特点、 速度及加速度的表示； 曲率加速度； 球面性引 起的散度6、球坐标系的薄层近似中要遵循的角动量守恒定律及机械能守恒定律7、局地直角坐标系取法及其特点8、上述两坐标系的闭合方程组9、初始条件及边界条件第二章 尺度分析与基本方程组的简化一、要求1、了解尺度概念及大气运动的尺度分类2、掌握基本方程组的尺度分析方法3、了解中高纬度中尺度及大尺度大气运动的性
3、质4、掌握重要的特征参数二、考试内容1、尺度的概念2、大气运动的尺度分类3、尺度分析方法4、基本方程组的尺度分析与简化5、中高纬度中尺度及大尺度大气运动各自的特性6、重要的特征参数 Ro 数、Ri 数等7、-平面近似第三章涡度方程和散度方程一、要求1、了解流函数、速度势、环流及涡度的物理意义2、掌握涡度方程的推导、各项的物理意义及应用3、掌握散度方程的推导及意义4、了解位势涡度方程的意义及应用二、考试内容1、涡度的定义及其物理意义2、流函数及速度势定义及其物理意义3、涡度方程的推导及各项的物理意义4、p 坐标系中的涡度方程和散度方程5、位势涡度方程6、上述方程的应用第四章大气能量学一、要求1、
4、了解大气能量的主要形式2、掌握大气能量平衡方程的推导及意义3、掌握静力平衡大气中的能量转换4、掌握有效位能的概念、定义5、了解实际大气中的能量循环二、考试内容1、单位质量及单位截面积大气基本能量的表达式2、单位质量及单位截面积大气组合能量的表达式3、压力位能的物理意义4、静力平衡下，无限高气柱中位能与内能的关系5、大气的动能平衡方程、位能平衡方程及内能平衡方程6、闭合系统中，上述能量方程各项的物理意义、能量间转换的条件与机制7、单位质量大气的伯努力能量方程8、有效位能的概念、定义、分析表达式及近似表达式9、有效位能的平衡方程及局地效率因子10、实际大气中能量的主要转换过程及物理机制 第五章 大
5、气行星边界层一、要求1、了解大气行星边界层及其特征2、了解边界层内的分层及其特点3、掌握平均运动方程的推导与湍流粘性力的概念4、掌握属性的湍流输送通量密度及其参数化的混合长理论5、掌握近地面层中性及非中性层结下风随高度分布的特征6、掌握埃克曼层风随高度分布的特征7、了解埃克曼抽吸与旋转减弱8、了解湍流运动发展的判据二、考试内容1、大气边界层的特征2、贴地层、近地面层、埃克曼层，它们各自的特点3、粗糙高度4、推导平均运动方程的原因及方法5、混合长理论6、属性的湍流输送通量密度7、湍流粘性应力与湍流粘性力8、近地面层中性层结下风随高度分布的特征9、近地面层非中性层结下风随高度分布的特征10、埃克曼
6、层中风随高度分布的特点及原因11、二级环流的概念12、埃克曼抽吸13、大气旋转减弱的物理机制14、湍流运动发展的判据 第六章 大气中的基本波动一、要求1、了解大气波动的基本概念2、掌握单波与群波的概念和波速的求法3、掌握微扰动方法并会用微扰动方法对基本方程组进行线性化4、掌握声波产生的物理机制及求解过程5、掌握重力惯性外波产生和传播的物理机制与求解6、掌握重力惯性内波传播的物理机制与求解过程7、掌握罗斯贝波产生的机制、性质及求解过程8、了解滤波的概念及滤波条件9、了解波动稳定性的概念及数学表述二、考试内容1、有关波动的基本物理量2、求相速和群速的公式及物理意义3、微扰动方法及其基本假定4、波动
7、问题中求频率方程的基本方法5、算子行列式方法6、声波产生的物理机制及其求解、相速和群速7、兰姆波8、重力惯性外波产生和传播的物理机制与求解、相速和群速9、浮力振荡以及重力内波形成的机制10、布西内斯克近似11、重力惯性内波传播的物理机制与求解、相速和群速12、罗斯贝波产生的机制、性质及求解、相速和群速13、“噪音”与滤波1414、波动稳定性的概念及数学表述第三部分 : : 有关说明与实施要求1 1考试目标的能力层次的表述考核要求按照理解、掌握、应用三个层次规定其应达到的能力层次要求。三 个能力层次是递进等级关系，各能力层次的含义是： 理解：知道有关名词、概念的意义。掌握：在理解的基础上，能全面
8、地把握基本概念、基本性质、基本方法，能掌握有关概念、性质、方法的联系和区别，并内化为自己实际分析问题、解决 问题的应用能力。应用：在掌握的基础上，能够熟练应用所学知识，解决学习中、工作中碰到的问题。2 2、参考书目 ：动力气象学教程，吕美仲、候志明、周毅 编著 ，气象出版社， 2004 年 3 3命题考试的若干规定（ 1）本课程的命题考试是根据教学大纲规定的考试内容来确定的。 试卷兼顾 覆盖面、能力层次、内容难易程度；（2）试卷难易程度分为：较容易、中等难度、较难三级。每份试卷中三种难 度试题分数比例为 ：较容易题 30，中等难度题 60 、较难题 10。（3）试卷中对不同能力层次要求的试题所
9、占的比例大致是： “理解、领会 ”20；“掌握” 40：“熟练掌握及应用”为 40（4）试题主要题型有：是非题、填空题、选择题、名词解释题、推导题、问 答题等。（5）考试方式为闭卷笔试，考试时间为 120 分钟。（ 6）试卷主要测验考生对动力气象学的基本理论、 基本知识的熟悉、 理解和 掌握程度。4.附考试卷一份成人学士学位专业课程考试动力气象学 试卷（样卷）（答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效）、是非题（共 1010 分，每小题 2 2 分，对，错 X X ）1 1、 有限高气柱中内能与位能是成比例的，它们是具有相同趋势变化的。2 2、 实际大气中边界层的厚度是与湍流强度及地理纬度成正比的
10、。3 3、 由于二级环流引起的旋转衰减作用比湍流扩散作用更为显著，起的垂直速度比大尺度系统垂直速度要强。4 4、 波动的群速度是指群波（合成波）的移动速度。5 5、 在实际大气中，重力内波的产生与传播是在强烈不稳定的大气中。、解释及说明（共 2020 分，每小题 4 4 分）1 1、B平面近似的物理本质；因此二级环流 引2 2、重力惯性外波；3 3、埃克曼螺线;Po三、回答问题（共 2020 分）右图给出了某测站观测到的1乙乙, ,Z2, , Z3三个高度上的地转风Vg1, ,Vg2, ,Vg3z3层的热成风；（6 6 分）请画出乙至z2层的热成风及z2至2 2、请分别说明 乙至Z层及Z2至3
11、 3、未来该测站的天气趋势如何。Z3层的冷暖平流情况；（6 6 分）（4 4 分）四、回答问题（共 2020 分）有下列方程组:Vg1* *- t：P *Qdm6 6 分）5 5 分）1 1、请说明上述两个方程各代表什么？ （2 2、解释 K*K*与 P*P*互相转换的机制是什么？ （3 3、 什么情况下，其中的内能与位能一致的变化?5 5 分）4 4、 什么条件下 K*K*与 P*P*两者之和是守恒的？ 五、推4 4 分）导题（共 3030 分）有下列方程组:.:uu - fv.:tdv.:x-g.:x:tu - -fu.:h；ft+rhu:x=0假设大气基本状态是静止的，即u=u , v = v , , h = H0 0，1 1、将上述方程组线性化（5 5 分）2 2、求出该方程组所含波动的频率方程（1010 分）3 3、 分别求出该波动的相速与群速（1010 分）4 4、分析该波动的性质（5 5 分），试求:h