- •1.Силы, действующие в атмосфере. Массовые и поверхностные силы.
- •2.Особенности проявления силы тяжести в атмосфере.
- •3.Особенности проявления силы Кориолиса в атмосфере.
- •4.Особенности проявления поверхностных сил в атмосфере.
- •5. Тензор упругих напряжений. Связь с вязкостью.
- •7. Индивидуальная и локальная производные. Что изменяется в ур-ниях движения?
- •16.Число гомохронности. Пример применения
- •17. Число Фруда. Пример применения
- •18. Число отклонения от геострофичности. Пример применения
- •19. Число Эйлера. Пример применения
- •20. Число Рейнольдса. Пример применения.
- •22. Определение n- мерного векторного пространства. Свойства.
- •23. Скалярное произведение векторов. Пример в д. Метеорологии.
- •24.Векторное произведение векторов. Пример в динам. Метеорологии
- •Понятие тензора. Пример в динам. Метеорологии
- •27. Ковариантное и контравариантное преобразование
- •28. Уравнение статики. Однородная атмосфера
- •29. Уравнение статики. Политропная атмосфера
- •30. Интегрирования уравнения статики. Барометрические формулы.
- •31. Геопотенциал. Абсолютная и относительная топография.
- •32.Ветер в свободной атмосфере. Гидростатическое и геострофическое приближения.
- •33.Геострофический и градиентный ветер. Линейка Пагосяна.
- •34.Баланс сил в циклоне и антициклоне. Выражения для скорости ветра.
- •36) Выражение и физический смысл дивергенции и ротора в натуральных координатах
- •38) Уравнение Пуассона
- •39) Понятие о потенциальной температуре
- •40. Условие вертикальной устойчивости. Сухоадиабатический градиент.
- •41. Сжатие или расширение воздушного столба. Адвекция тепла и адвекция холода.
- •42. Термодинамические процессы во влажном ненасыщенном воздухе. Виртуальная температура.
- •43. Термодинамические процессы во влажном насыщенном воздухе. Температура точки росы. Высота конденсации. Отношение смеси.
- •44. Понятие и расчет энергии неустойчивости. Мощность конвекции.
- •45.Влажноадиабатический градиент. Последовательность развития конвекции.
- •46. Использование термодинамических графиков. Эквивалентная температура.
- •47. Волновые движения в атмосфере. . Продольные и поперечные волны.
- •49.Процессы, приводящие к движению в атмосфере. Преобразование энергии.
- •51.Взаимодействие глобальных и местных циркуляционных ячеек.
36) Выражение и физический смысл дивергенции и ротора в натуральных координатах
Расхождение линий тока определяется дивергенцией.
Кривизна траектории Kт, т.е. поворот пути частицы, рассчитанный на единицу
пройденного расстояния, определяется из выражения полной производной от угла β по времени
Направим ось x по касательной к линии тока S , тогда будем иметь:
Таким образом найдем выражение горизонтальной дивергенции скорости в натуральных координатах:
Из формулы следует, что горизонтальная дивергенция скорости определяется двумя факторами: изменением модуля скорости вдоль линий тока и сходимостью или расходимостью линий тока. Величина положительна при увеличении модуля скорости в направлении потока, отрицательна при уменьшении скорости и равна нулю, если скорость в направлении потока не меняется.
Величина KnV положительна при расходимости линий тока, отрицательна при сходимости
и равна нулю в случае параллельных линий тока. 37)Уравнение 1 начала термодинамики в явной форме.
Согласно первому началу термодинамики подведенное к единице массы воздуха тепло dQ
будет израсходовано на увеличение внутренней тепловой энергии dJ и на работу dE , которую совершит воздух, преодолевая давление
Сухой и влажный ненасыщенный воздух можно рассматривать как идеальный газ, внутренняя энергия которого пропорциональна абсолютной температуре ,
где Cv - удельная теплоемкость при постоянном объеме. Для сухого воздуха
Cv =718 85
Дж/(кг ⋅K ). Работа расширения dE зависит от приращения удельного объема и от величины
внешнего давления:
Таким образом, уравнение первого начала термодинамики для воздуха, рассматриваемого как идеальный газ, принимает вид:
38) Уравнение Пуассона
При вертикальных перемещениях воздуха в атмосфере, вследствие очень больших перепадов давления, работа расширения или сжатия намного превосходит приток тепла извне, которым
можно пренебречь. Поэтому, в первом приближении, можно считать, что изменение термодинамического состояния движущегося воздуха происходит адиабатически, т.е. воздух в процессе своего движения не получает и не отдает тепло.
При адиабатических процессах приток тепла равен нулю и уравнение первого начала термодинамики принимает вид:
Интегрируя от To до T и от Po до P ,
потенцируя это выражение, получаем уравнение Пуассона для адиабатических процессов:
где R – газовая пост, Cp – плоё мкость воздуха, P - давление
39) Понятие о потенциальной температуре
Температура воздуха, приведенная по сухоадиабатическому закону к стандартному давлению. Иначе говоря, та температура Θ, которую принял бы воздух, если адиабатически понизить или повысить его давление до стандартного (1000 мб). По уравнению Пуассона
»
где Τ — абсолютная температура воздуха.
П. Т. воздуха при сухоадиабатическом процессе не меняется; сухие адиабаты на адиабатной диаграмме являются также линиями равной П. Т. Для воздуха, находящегося на высоте z над уровнем моря, П. Т. легко получить приближенно, учитывая, что на каждые 100 м опускания температура при сухоадиабатическом процессе растет на 1°. Тогда, принимая, что на уровне моря давление стандартное Θ = Τ + z, где z — высота в сотнях метров.
При устойчивой стратификации П. Т. с высотой растет, при сухонеустойчивой падает. В слоях изотермии и инверсии (стало быть, и в стратосфере) П. Т. растет с высотой особенно быстро.