中国海洋大学 动力气象学期末考试试卷

中国海洋大学 2007-2008学年第二学期期末考试试卷海洋环境学院《海洋学系动力气象学》课程试题(A卷)优选专业年级 XXXXXXX        学号         姓名      授课教师     座号    ----------------装----------------订----------------线----------------共3页第1页考试说明：本课程为闭卷考试，可携带   文具，满分为：100分。题号一二三四五六七总分得分一填空(直接在试卷上回答,每空1分,共20分)1．从力的角度来看，Rossby数Ro=(     )力/(     )力，当Ro〉1时,是(    )尺度运动。2．梯度风是是（    ）力，（     ）力和（      ）力三力平衡下的运动。3．（    ）波是流体介质在重力的作用下产生的波动。4．若（     ）是波数的函数，则这样的波称之为频散波。5．在“斜压两层模式”中，为了方便，通常把（    ）方程写在第1，3层上，而把（       ）方程写在第2层上。6．“弯曲槽”的作用，使得（     ）能转化为（     ）能。7.在大气Rossby波中，β效用使波动从（   ）向（  ）方向移动。8．对天气没有影响的一些不重要的波动称之为“气象（     ）”。9．大气各能量成分中，（    ）能/（     ）能≈1/200。10．总位能=（    ）能 （    ）能。二、简单问答下列问题(每题5分，共25分)1.p坐标系的优缺点（5分）2.Ekman抽吸与旋转减弱（5分）3.产生大气声波、惯性重力外波和惯性重力内波的物理机制（5分）4.大气的基本能量形式以及大气动能的来源（5分）5.泰勒-普劳德曼定理（5分）三、推导题（15分）由方程组：⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧​∂t∂u​−fv=−∂x∂φ​∂t∂v​fu=−∂y∂φ​∂x∂u​∂y∂v​=0​  其中u,v为东西、南北方向运动速度，f为科氏参数,φ为位势高度，请推导大气Rossby波的波速公式，并讨论其形成机制和特性。四、推导题（15分）由大气行星边界层方程组⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧​−f0​v=K∂z2∂2u​f0​u=−ρ0​1​∂y∂p​K∂z2∂2v​​​​其中−ρ0​1​∂y∂p​=f0​ug​=constz=0时​​u=0,​v=0​z→∞时​​u=ug​,​v=0​​出发推导出风速随高度变化的达式，式中u,v为x、y方向运动速度，f0​为科氏参数,ρ0​为大气密度，K为湍流系数，以上三个参数均为常数。五、推导题（25分）P-坐标系下的大气运动方程为:∂t∂u​u∂x∂u​v∂y∂u​ω∂p∂u​=−∂x∂φ​fv−μu∂t∂v​u∂x∂v​v∂y∂v​ω∂p∂v​=−∂y∂φ​−fu−μv∂x∂u​∂y∂v​=0其中u,v为东西、南北方向运动速度，ω=dp/dt为垂直运动速度，f为科氏参数,φ为位势高度，μ=10−4s−1为摩擦系数。其中u,v为东西、南北方向运动速度，ω=dp/dt为垂直运动速度，f为科氏参数,φ为位势高度，μ=10−4s−1为摩擦系数。（1）写出大气运动动能的方程式；请证明对于一个封闭的系统(即边界处的法线方向无能量通量),其系统动能按e的负指数幂衰减,并求其e折特征时间。授课教师命题教师或命题负责人签字傅刚李子良院系负责人签字年 月 日共 页 第 页