全程班视频课程+讲义：中国科学院大气物理所947气象学基础综合考研辅导班 强化班课程及讲义

（一）大气运动的基本方程组

知识概要：

地球和大气的基本特征、运动方程、连续性方程、状态方程、热力学方程、p坐标系中的大气运动方程组、局地直角坐标系中的大气运动方程组、β平面近似、能量守恒定律、尺度分析和基本方程组的简化、地转风与热成风、静力平衡

考点综述:

本章历年考试多以问答题（如p坐标的优越性）推导题（如热成风的推导）、名词解释（平面近似、位温等）出现，也考察过坐标转换的计算题。

本章主要熟记基本方程组，为后面的计算推导打下扎实的基础。

考题分析：

名词解释      平面近似、赤道平面近似、位温、正压大气 、斜压大气

大 题        坐标的转换、p坐标的优越性

解析：本部分重点考察考生对基础概念以及方程的掌握程度，答案见核心内容。

复习建议

1．熟悉并掌握地球自转角速度、地球的平均半径、标准大气压和标准大气密度的数值。

2．理解并掌握重力、气压梯度力、Coriolis力和β平面近似的概念

3. 熟悉运动方程及其在p坐标下的形式，熟练掌握局地直角坐标系下的大气运   动的基本方程组。

4.理解并掌握位温的概念，了解连续性方程、状态方程和热力学方程。

5.了解并掌握大气运动的分类及其特征量；理解地转风、热成风和静力平衡的概念，并熟练掌握其公式。

核心内容:：

1.大气运动基本特征

地球自转角速度：

平均半径为：

质量为：

 标准大气压：

标准大气密度：

影响大气水平运动的四种力：

气压梯度力（原动力）；地转偏向力（科氏力，改变方向）；惯性离心力（改变方向）；摩擦力（减速、改变方向）。

1、水平气压梯度力：当气压梯度存在时，作用于单位质量空气上的力，称为气压梯度力。气压梯度力可分为垂直气压梯度力和水平气压梯度力两种。

水平气压梯度力使空气从高压区流向低压区，是大气水平运动的原动力，其表达式为：

G — 水平气压梯度力；ρ — 空气密度；Δp —两条等压线之间的气压差；

Δn — 两条等压线之间的垂直距离；Δp/Δn — 为水平气压梯度；

“－”负号表示方向由高压指向低压。

2、地转偏向力：指由于地球的自转而使地表上运动的物体发生方向偏转的力。它包括水平和垂直两个分力。 它的向量表达式为                      

地转偏向力有以下几个重要特点：

(1)它与风向相垂直，所以它对运动气块不做功，它只能改变气块的运动方向，而不能改变其速度大小。对于水平运动而言，在北半球地转偏向力使运动向右偏,在南半球地转偏向力使运动向左偏.

(2)地转偏向力的大小与相对速度V大小成正比。对于水平运动的地转偏向力，它随地理纬度减小而减小。

(3)如果在赤道上有上升运动，则有向西的偏向力；如果在赤道上有向东运动，则有向天顶方向的偏向力；如果在赤道上有向北或向南的运动，则都没有偏向力。

3、惯性离心力：离心力是指空气作曲线运动时，受到一个离开曲率中心而沿曲率半径向外的作用力。这是空气为了保持惯性方向运动而产生的，所以称为惯性离心力。它的方向与空气运动方向垂直。

在一般情况下，空气运动路径的曲率半径很大，惯性离心力远小于地转偏向力；但在空气运动速度很大而曲率半径很小时，如龙卷风、台风，离心力很大，甚至超过地转偏向力。

4、摩擦力：