版权所有:成都信息工程学院大气科学系李国平(教授)2005年8月 动力气家名词130 注:序号右上角有星号的为核心名词。 有效辐射:即地面有效辐射,指地面长波辐射与地面所吸收的大气长波逆辐射的差额 、辐射平衡:地面吸收的总辐射能与发射的总辐射能的差额。 太阳常数:在日地平均距离处,大气上界与太阳光线垂直的平面上所接受到的太阳辐射 能,通常取其值S0=1.97卡·厘米·分-=1367瓦·米2。 4、凝结高度:多指抬升凝结高度(不同于对流凝结高度),即未饱和气块绝热上升至其水 汽达到饱和时的高度,亦即云开始形成的高度,也是干绝热线与通过地面露点等饱和比湿 线相交的高度。 、自由对流高度:状态曲线与层结曲线初次相交的高度,对流依靠不稳定能量的释放而自 由发展的高度。 6、多元大气:气温随高度呈线性变化的大气,即 r=7-y=(=-=c0nh 若y→0.多元大气→等温大气;若y→,多元大气→均质大气:若y→y,多元大气→ R 等位温大气(绝热大气)。 7、温室效应:大气中有许多成分(如水汽、CO2)可以很好地透过太阳短波辐射,又能够 有效地吸收地表发射的长波辐射。大气吸收长波辐射后使自身温度升高,并向各方向重新 发射长波辐射,而大气向下发射的长波辐射将补充地表损失的长波辐射而使地表升温 8、大气窗:大气对地面的长波辐射的吸收具有选择性,在8.5~12微米的波长范围内吸收 很弱,而地面辐射在这段波长范围内的放射能力较强,可透过大气进入宇宙空间。 9、位温:气压为p,温度为T的干气块,干绝热膨胀或压缩到1000百帕时所具有的温度, 即6=7( 1000 p 如果 山=0→千绝热。 de 10、假相当位温:气块沿干绝热线上升到凝结高度后,再沿湿绝热上升,直到所含水汽全
版权所有：成都信息工程学院 大气科学系 李国平（教授） 2005 年 8 月 1 动力气象名词 130 注：序号右上角有星号的为核心名词。 1、有效辐射：即地面有效辐射，指地面长波辐射与地面所吸收的大气长波逆辐射的差额。 2、辐射平衡：地面吸收的总辐射能与发射的总辐射能的差额。 3、太阳常数：在日地平均距离处，大气上界与太阳光线垂直的平面上所接受到的太阳辐射 能，通常取其值 S0＝1.97 卡·厘米－1 ·分－1＝1367 瓦·米－2 。 4、凝结高度：多指抬升凝结高度（不同于对流凝结高度），即未饱和气块绝热上升至其水 汽达到饱和时的高度，亦即云开始形成的高度，也是干绝热线与通过地面露点等饱和比湿 线相交的高度。 5、自由对流高度：状态曲线与层结曲线初次相交的高度，对流依靠不稳定能量的释放而自 由发展的高度。 6、多元大气：气温随高度呈线性变化的大气，即 0 d ( .) 0, , , T T T z const z g R γ γ γ γ γγ ∂ = − =− = ∂ →→ → → → → 。 若 多元大气 等温大气；若 多元大气 均质大气；若 多元大气 等位温大气（绝热大气）。 7 * 、温室效应：大气中有许多成分（如水汽、CO2）可以很好地透过太阳短波辐射，又能够 有效地吸收地表发射的长波辐射。大气吸收长波辐射后使自身温度升高，并向各方向重新 发射长波辐射，而大气向下发射的长波辐射将补充地表损失的长波辐射而使地表升温。 8、大气窗：大气对地面的长波辐射的吸收具有选择性，在 8.5～12 微米的波长范围内吸收 很弱，而地面辐射在这段波长范围内的放射能力较强，可透过大气进入宇宙空间。 9 * 、位温：气压为 p，温度为 T 的干气块，干绝热膨胀或压缩到 1000 百帕时所具有的温度， 1000 ( ) p 0 p R C T d dt θ θ = → 即 ＝ 如果 干绝热。 10、假相当位温：气块沿干绝热线上升到凝结高度后，再沿湿绝热上升，直到所含水汽全
版权所有:成都信息工程学院大气科学系李国平(教授)2005年8月 部凝结脱落后,再沿干绝热线下降到1000百帕时所具有的温度,记为θ 如果a=0.则为湿绝热、假湿绝热。 11、假湿绝热过程:饱和湿空气上升过程中发生凝结,并将其凝结物全部降落,则上升时 为湿绝热过程,下降时为干绝热过程。假湿绝热过程中θ和θ。(假湿球位温)守恒。 12、不稳定能量:大气中所储存的、在一定条件下可转化为上升气块动能的那一部分能量 3、条件不稳定:若γn<y<%,则这种空气对未饱和湿空气层结是稳定的,对饱和湿空 气是不稳定的。条件不稳定的判据:S+〉S-,称真潜在不稳定;S+S+,称假潜在不稳定;S← =0,称为条件稳定。其中S代表不稳定能量面积 14、位势不稳定:也称对流不稳定。指稳定、未饱和气层经整层抬升至适当高度而变成不 稳定、饱和气层。一个气层可能是对流不稳定,但却可能是条件稳定的。对流不稳定判据: a6∠0。 15、挟卷过程:气流在上升过程中不断地由侧向卷入一些外部空气与之混合或空气自上升 气流中流出,这种非封闭系统的空气混合过程称为挟卷过程 16、动力锋生:通过某些大气动力过程(如气流汇合)建立起具有强温度梯度特征的锋区 的机制。 17、湿静能:湿空气的内能、压力能、位能及潜热能之和,即湿静能=Cr+2+g=+lg。 也称蒙哥马利位势。 18、有效位能:简称APE,闭合系统中全位能与温度场按绝热过程重新调整后所具有的最 小全位能的差,是全位能中能够转化为动能的最大可能值。也可理解为稳定层结中空气垂 直向上位移克服净的阿基米德浮力所作的功 19、拟能:又称准地转位涡能,其值是相对准地转位涡平方的1/2。 20、负粘性输送:又称反串级耗散,指大尺度运动从小尺度运动吸取能量的一种反常能量 转换现象。 1、有效重力:地球引力与惯性离心力的矢量和(合力)。 22、薄层近似:由于地球大气的有效厚度远小于地球半径r,故当r处于系数地位时可用 地球平均半径a代替r,也称浅薄大气近似。 3、曲率项力:球坐标系中,由地球球面性和空气运动共同引起的一种虚拟力,其特征为
版权所有：成都信息工程学院 大气科学系 李国平（教授） 2005 年 8 月 2 部凝结脱落后，再沿干绝热线下降到 1000 百帕时所具有的温度，记为θ se 。 0, se d dt θ 如果 则为湿绝热、假湿绝热。 = 11、假湿绝热过程：饱和湿空气上升过程中发生凝结，并将其凝结物全部降落，则上升时 为湿绝热过程，下降时为干绝热过程。假湿绝热过程中θ se 和θ sw （假湿球位温）守恒。 12、不稳定能量：大气中所储存的、在一定条件下可转化为上升气块动能的那一部分能量。 13、条件不稳定：若 m d γ < < γ γ ，则这种空气对未饱和湿空气层结是稳定的，对饱和湿空 气是不稳定的。条件不稳定的判据：S＋>S－,称真潜在不稳定；S＋－S＋,称假潜在不稳定；S＋ ＝0，称为条件稳定。其中 S 代表不稳定能量面积。 14、位势不稳定：也称对流不稳定。指稳定、未饱和气层经整层抬升至适当高度而变成不 稳定、饱和气层。一个气层可能是对流不稳定，但却可能是条件稳定的。对流不稳定判据： < 0 ∂ ∂ z θ se 。 15、挟卷过程：气流在上升过程中不断地由侧向卷入一些外部空气与之混合或空气自上升 气流中流出，这种非封闭系统的空气混合过程称为挟卷过程。 16、动力锋生：通过某些大气动力过程（如气流汇合）建立起具有强温度梯度特征的锋区 的机制。 17、湿静能：湿空气的内能、压力能、位能及潜热能之和，即湿静能= gz Lq P CV T + + + ρ 。 也称蒙哥马利位势。 18* 、有效位能：简称 APE，闭合系统中全位能与温度场按绝热过程重新调整后所具有的最 小全位能的差，是全位能中能够转化为动能的最大可能值。也可理解为稳定层结中空气垂 直向上位移克服净的阿基米德浮力所作的功。 19、拟能：又称准地转位涡能，其值是相对准地转位涡平方的 1/2。 20、负粘性输送：又称反串级耗散，指大尺度运动从小尺度运动吸取能量的一种反常能量 转换现象。 21、有效重力：地球引力与惯性离心力的矢量和（合力）。 22、薄层近似：由于地球大气的有效厚度远小于地球半径 r，故当 r 处于系数地位时可用 地球平均半径 a 代替 r，也称浅薄大气近似。 23、曲率项力：球坐标系中，由地球球面性和空气运动共同引起的一种虚拟力，其特征为
版权所有:成都信息工程学院大气科学系李国平(教授)2005年8月 两个空气速度分量乘积除以地球半径。 4、地转平衡:对于中纬度天气尺度的扰动,水平科氏力与水平气压梯度力接近平衡。这 时的空气作水平直线运动,称为地转风,表达式为:V Vp×k 25、梯度风平衡:水平科氏力、离心力和水平气压梯度力三力达成的平衡。此时的空气运 动称为梯度风,即+m I aP R 26、惯性流:当气压水平分布均匀时,科氏力与惯性离心力相平衡时的空气流动,也称惯 性风 27、旋衡流:在小尺度运动中,水平气压梯度力与惯性离心力相平衡时的空气流动,又称 旋衡风。 28、位势涡度:简称位涡度或位涡。绝热、无摩擦的旋转流体在运动过程中存在的一个动 力学量与热力学量结合的守恒量,其本质为绝对涡度与涡旋有效厚度比值的一个度量。有 以下几种表达形式: 称 g=0的条件下的守恒量N为(厄特尔)位涡,其中=5+2 如果绝热(=0),q>O则位涡为 o.ve const;如果流体均质不可压 dt (=0),g→p则位涡为:o const;对于具有自由面的均质不可压流体 则位涡为:2=5+∫ const h h 29、准地转位涡:准地转模式中存在的一个守恒量,为绝对涡度(相对准地转位涡)与热 力学变量构成的相当涡度之和,其守恒性是大尺度大气运动特征的综合体现。 奥布霍夫位涡:适应过程中存在的一个不随时间变化的量(相对涡度与扰动位势构成 的相当涡度之和),它仅决定于初值 31、f—平面近似:又称f参赛常数近似。中高纬地区,对中小尺度运动,y/a<<1,则 f=fo=222sin Po=const 32、B一平面近似:中高纬地区,对大尺度运动,y/a(1,则∫=f+/,其中
版权所有：成都信息工程学院 大气科学系 李国平（教授） 2005 年 8 月 3 两个空气速度分量乘积除以地球半径。 24、地转平衡：对于中纬度天气尺度的扰动，水平科氏力与水平气压梯度力接近平衡。这 时的空气作水平直线运动，称为地转风，表达式为： 1 V pk g f ρ = − ∇× G G 。 25、梯度风平衡：水平科氏力、离心力和水平气压梯度力三力达成的平衡。此时的空气运 动称为梯度风，即 n P fV R V ∂ ∂ + = − ρ 1 2 。 26、惯性流：当气压水平分布均匀时，科氏力与惯性离心力相平衡时的空气流动，也称惯 性风。 27、旋衡流：在小尺度运动中，水平气压梯度力与惯性离心力相平衡时的空气流动，又称 旋衡风。 28* 、位势涡度：简称位涡度或位涡。绝热、无摩擦的旋转流体在运动过程中存在的一个动 力学量与热力学量结合的守恒量，其本质为绝对涡度与涡旋有效厚度比值的一个度量。有 以下几种表达形式： 称 = 0 dt dϕ 的条件下的守恒量 ρ ω a ⋅∇ϕ G 为（厄特尔）位涡，其中 = + Ω G G G ω ξ 2 a 。 如果绝热（ = 0 dt dθ ） ，ϕ →θ 则位涡为： const a = ⋅∇ ρ ω θ G ；如果流体均质不可压 （ = 0 dt dρ ），ϕ → ρ 则位涡为： const a = ∇ ⋅ ρ ρ ω G ；对于具有自由面的均质不可压流体， 则位涡为： const h f h az = + = ω ξ 。 29、准地转位涡：准地转模式中存在的一个守恒量，为绝对涡度（相对准地转位涡）与热 力学变量构成的相当涡度之和，其守恒性是大尺度大气运动特征的综合体现。 30、奥布霍夫位涡：适应过程中存在的一个不随时间变化的量（相对涡度与扰动位势构成 的相当涡度之和），它仅决定于初值。 31* 、f—平面近似：又称 f 参赛常数近似。中高纬地区，对中小尺度运动， y/a<<1，则 f = f = Ω = const 0 0 2 sinϕ 。 32* 、 β —平面近似：中高纬地区，对大尺度运动， y/a<1，则 f = f + βy 0 ，其中
版权所有:成都信息工程学院大气科学系李国平(教授)2005年8月 f o=2s2sin Po=const, B=<Consco=const 具体做法:∫不被微分时,令∫=f6= const。f在平流项中被微分时,令=B= const。 实质:利用O纬度处某点的切平面代替该点附近的地球球面(即取局地切平面近似),只 考虑地球球面性最主要的影响一科氏参数∫随纬度的变化。 33赤道B平面近似:在低纬或赤道地区,取r==29y。 34、力管:由等压面和等比容面相交所构成的管子。 力管项:-5=7m=m,如果大气中无力管,则=0,即为开尔文 环流守恒定理。 35、力管效应:即力管可产生新环流或使原有环流加强或者减弱的动力作用。 36正压大气:大气密度的空间分布仅依赖于气压的大气,即p=以(p)。如:均质大气 等温大气和绝热大气。正压大气中,。=0(地转风不随高度改变,即没有热成风 37、斜压大气:大气密度的空间分布依赖于温度和气压的大气,即p=p(P,T)。 38、斜压矢量:表征大气斜压性的物理量,即: s=Va*(Vp)=-Va*Vp= s=0,s:=0,为正压大气n≠0,s:=0,为相当正压大气sn≠0s:≠0,为斜压大气 39、自动正压大气:大气在运动过程中,原来的正压状态不随时间变化,如均质大气和绝 热大气。 40、相当正压大气:等压面上的等高线和等温线完全平行,因而热成风和地转风在所有高 度上同向,地转风随高度只有大小的变化,没有方向的改变。 41、唯压性:又称定压性。空气微团在运动过程中,其密度仅决定于其压力,即p=p(p) 42、流线:处处与瞬时风速平行的线,即流线上任意一点的切线方向与该点风向一致 43、轨迹:也称轨线,指空气质点在有限时间内走过的路径 4、蒙哥马利流函数:也称干静能,指显热能与重力位能之和,即:Vn=Cn7+g2
版权所有：成都信息工程学院 大气科学系 李国平（教授） 2005 年 8 月 4 const a cons f const = Ω = Ω = = 0 0 0 2 2 sin , ϕ ϕ β 。 具体做法： f 不被微分时，令 f = f = const 0 。 f 在平流项中被微分时，令 const y f = = ∂ ∂ β 。 实质：利用ϕ 0 纬度处某点的切平面代替该点附近的地球球面（即取局地切平面近似），只 考虑地球球面性最主要的影响—科氏参数 f 随纬度的变化。 33* 、赤道 β 平面近似：在低纬或赤道地区，取 y a f y Ω = = 2 β 。 34、力管：由等压面和等比容面相交所构成的管子。 力管项： ∫ ∫ ∫ − = − = − L p L L adp R TdInp C InθdT 。如果大气中无力管，则 = 0 dt dCa ，即为开尔文 环流守恒定理。 35、力管效应：即力管可产生新环流或使原有环流加强或者减弱的动力作用。 36* 、正压大气：大气密度的空间分布仅依赖于气压的大气，即 ρ = ρ( p)。如：均质大气、 等温大气和绝热大气。正压大气中， = 0 ∂ ∂ p Vg G （地转风不随高度改变，即没有热成风）。 37* 、斜压大气：大气密度的空间分布依赖于温度和气压的大气，即 ρ = ρ(P,T)。 38、斜压矢量：表征大气斜压性的物理量，即： * *( ) 1 *( ) * 2 s = ∇α −∇p = −∇α ∇p = ∇ρ ∇p = ∇ −α∇p ρ G 0, 0, 0, 0, 0, 0, ss ss ss hz hz hz == ≠= ≠≠ GG G 为正压大气； 为相当正压大气； 为斜压大气。 39、自动正压大气：大气在运动过程中，原来的正压状态不随时间变化，如均质大气和绝 热大气。 40、相当正压大气：等压面上的等高线和等温线完全平行，因而热成风和地转风在所有高 度上同向，地转风随高度只有大小的变化，没有方向的改变。 41、唯压性：又称定压性。空气微团在运动过程中，其密度仅决定于其压力，即 ρ ρ = ( p,t) 42、流线：处处与瞬时风速平行的线，即流线上任意一点的切线方向与该点风向一致. 43、轨迹：也称轨线，指空气质点在有限时间内走过的路径。 44、蒙哥马利流函数：也称干静能，指显热能与重力位能之和，即： c T gz M p ψ = +
版权所有:成都信息工程学院大气科学系李国平(教授)2005年8月 45、布伦特魏萨拉频率:也称浮力频率,气块由于浮力作用而产生垂直振荡的圆频率,即 n=-8P az ve 46、变压风:由变压的水平梯度引起的地转偏差,即:=-1v塑。 47、尺度分析法:依据表征某类大气运动系统各变量的特征值,来估计大气运动方程中各 项量级大小,从而简化方程的一种方法。 48、罗斯贝(B99)数:水平惯性方与水平科氏力之比,即:R=r,表示大气运 动的准地转程度,也可用来判别大气运动的类型和特性(线性或非线性) 49、热力学罗斯贝数:由南北温差特征值△7和科氏参数f构成的无量纲量,即: H△T RoT L 50、弗罗德( froude)数:水平惯性力与重力之比,即F=C,表示重力对运动的影响 程度。 51、雷诺( Reynolds)数:水平惯性力与水平分子粘性力之比,即R=,可用来判别 大气运动形式(层流或湍流)。 52、 Ekman数:水平方向上由于动量垂直输送引起的湍流摩擦力与水平科氏力之比,即 E ’表示湍流摩擦力对大气运动的影响程度。 53、 Richardson数:空气运动因克服重力场作功消耗的脉动动能与雷诺应力转变来的脉动 (y-)0 动能之比,即:R R可用来判断湍流或对流运动是否 amok 发展,即R<R对流发展;R>R,对流抑制,其中R2为临界值。也可用来判断大气(特别 是近地层大气)层结稳定度,即R>0,层结稳定;R=0,层结中性;R<0,层结不稳定。 54、基别尔数:局地惯性力与水平科氏力之比或惯性特征时间尺度与运动时间尺度之比
版权所有：成都信息工程学院 大气科学系 李国平（教授） 2005 年 8 月 5 45、布伦特-魏萨拉频率：也称浮力频率，气块由于浮力作用而产生垂直振荡的圆频率，即 z g z N g ∂ ∂ = ∂ ∂ = − − θ θ ρ ρ 1 。 46、变压风：由变压的水平梯度引起的地转偏差，即： 2 1 h p V t f ρ ∂ =− ∇ ∂ JG 。 47、尺度分析法：依据表征某类大气运动系统各变量的特征值，来估计大气运动方程中各 项量级大小，从而简化方程的一种方法。 48* 、罗斯贝（Rossby）数：水平惯性力与水平科氏力之比，即： L U f R 0 0 = ，表示大气运 动的准地转程度，也可用来判别大气运动的类型和特性（线性或非线性）。 49、热力学罗斯贝数：由南北温差特征值∆T 和科氏参数 f 构成的无量纲量，即： f L gH T R T 2 0 0 ∆ = 50* 、弗罗德（Froude）数：水平惯性力与重力之比，即 gL U Fr 2 = ，表示重力对运动的影响 程度。 51、雷诺（Reynolds）数：水平惯性力与水平分子粘性力之比，即 U Re υ = L ，可用来判别 大气运动形式（层流或湍流）。 52、Ekman 数：水平方向上由于动量垂直输送引起的湍流摩擦力与水平科氏力之比，即 2 f 0H L Ek = ，表示湍流摩擦力对大气运动的影响程度。 53* 、Richardson 数：空气运动因克服重力场作功消耗的脉动动能与雷诺应力转变来的脉动 动能之比，即： 2 2 2 2 ( ) ( ) ( )( ) d i h h h g g T z N z z z R V V V θ γ θ γ ∂ − ∂ = == ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ JJJG JG JG 。Ri 可用来判断湍流或对流运动是否 发展，即 , , RR RR R i ic i ic ic < > 对流发展； 对流抑制,其中 为临界值。也可用来判断大气（特别 是近地层大气）层结稳定度，即 0, , R RR i i > 层结稳定； ＝0 层结中性； <0，层结不稳定。 i 54、基别尔数：局地惯性力与水平科氏力之比或惯性特征时间尺度与运动时间尺度之比