《动力气象名词130》更新版

版权所有：成都信息工程学院大气科学系李国平（教授）2008年9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0d(.)0,,,TTTzconstzgRγγγγγγ∂=−=−=∂→→→→→→。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，称为温室气体）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（逆）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：也称位势温度。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(),0ppRCdTdtθθ=→即＝如果干绝热。即干绝热过程中，位温是守恒量。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）2008年9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seθ。0,seddtθ=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seθ和swθ（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：也称第一类条件不稳定。指若mdγγγ，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∂∂zseθ。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：也称湿焓。湿空气的内能、压力能、位能及潜热能之和，即湿静能=LqgzPTCV+++ρ。也称蒙哥马利流函数。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到稳定层结后所具有的昀小全位能的差，是全位能中能够转化为动能的昀大可能值。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）2008年9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：1gVpkfρ=−∇×GG。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nPfVRV∂∂−=+ρ12。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=dtdϕ的条件下的守恒量ρϕω∇⋅aG为（厄特尔）位涡，其中Ω+=GGG2ξωa。如果绝热（0=dtdθ），θϕ→则位涡为：consta=∇⋅ρθωG；如果流体均质不可压（0=dtdρ），ρϕ→则位涡为：consta=∇⋅ρρωG；对于具有自由面的均质不可压流体，则Rossby位涡为：azfconsthhωζ+==。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常数近似。中高纬地区，对中小尺度运动，y/a1，则constff=Ω==00sin2ϕ。32*、β—平面近似：中高纬地区，对大尺度运动，y/a1，则yffβ+=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）2008年9月4constaconsconstf=Ω==Ω=0002,sin2ϕβϕ。具体做法：f不被微分时，令constff==0。f在平流项中被微分时，令constyf==∂∂β。实质：利用ϕ0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），只考虑地球球面性昀主要的影响—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yayfΩ==2β。34、力管：由等压面和等比容面相交所构成的管子。力管项：∫∫∫−=−=−LpLLdTInCTdInpRadpθ。如果大气中无力管，则0=dtdCa，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)(pρρ=。如：均质大气、等温大气和绝热大气。正压大气中，0=∂∂pVgG或0gVz∂=∂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不仅依赖于气压，还依赖于气温等的大气，即),(TPρρ=。38、斜压矢量：表征大气斜压性的物理量，即：)(**1*)(*2pppps∇−∇=∇∇=∇−∇=−∇∇=αρααρG0,0,0,0,0,0,hzhzhzssssss==≠=≠≠GGG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(),ptρρ=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.版权所有：成都信息工程学院大气科学系李国平（教授）2008年9月543、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：gzTcpM+=ψ。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（浮力振荡）的圆频率，即zgzgN∂∂=∂∂−=−θθρρ1。46、变压风：由变压的水平梯度引起的地转偏差，即：21hpVtfρ∂=−∇∂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：LUfR00=，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（大、中、小尺度）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TΔ和科氏参数f构成的无量纲量，即：LfTgHRT200Δ=50*、弗罗德（Froude）数：（水平）惯性力与重力之比，即gLUFr2=，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UReυ=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20HfLEk=，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：2222()()()()dihhhggNzTzzzRVVVθγθγ∂−∂===∂∂∂∂∂∂JJJGJGJG。Ri可用来判断湍流或对流运动是否版权所有：成都信息工程学院大气科学系李国平（教授）2008年9月6发展，即,,iiciicicRRRRR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,,iiRRRi层结稳定；＝0层结中性；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，即0011(iiffτετττ===为惯性运动周期），可用来判别大气运动的定常性和快慢性。55、涡度方程的准地转近似：简化涡度方程时，涡度和涡度平流的风采用地转风近似，但其水平散度项只能用实际风计算。准地转涡度方程为2000(),(),,ggggggggkVffVVfVttpffςςωφφςςς∂∂∂×∇∇=−⋅∇+−∇⋅=−⋅∇+==∂∂∂GJJGJGJJGJJG或＋其中。56、第一类准地转运动：出现的条件：2ooiSRRR或～1，即为中纬度大尺度运动或水平尺度小于地球半径的大气长波，运动具有显著的涡旋性质。57、第二类准地转运动：出现的条件：oRS～12oiRR或1，即为中纬度行星尺度运动或伯格近似下的超长波运动，运动具有准定常性质。58、半地转近似：又称地转动量近似（GM近似），即平流项中被平流的量采用地转风近似，而平流的风场是非地转风。59、泰勒柱：在均匀、无辐散的正压大气中，作缓慢的定常运动的空气柱其运动特点是二维（准水平）的。60、微扰法：又称小扰动法。是一种将非线性方程组线性化，从而可求得线性波动解的方法。61*、正交模方法：应用标准的数学方法寻求线性化方程组的波动特解的方法，又称标准波型法或单波解方法。62、非弹性近似：又称滞弹性近似。即在连续方程中忽略'tρ∂∂项，则连续方程类似于不可压形式；在垂直运动方程中保留与g有关的'ρ，则考虑浮力的作用。63*、Boussinesq近似：在大气运动方程组中，对不同方程中与密度有关的项采取不同处理的作法，即在运动的垂直尺度与对流层大气标高相比较小的条件下，在连续方程中略去'wtzρρ∂∂∂∂和项，则与不可压流体的连续方程完全相同；在垂直运动方程中，流体密度的变版权所有：成都信息工程学院大气科学系李国平（教授）2008年9月7化只考虑与g有关的项，即考虑浮力的作用；热力学方程中忽略'pt∂∂项，保留w项和'tρ∂∂项。64、表面重力波：又称浅水波，国内多称重力外波。指处于大气上、下界面附近的气块，受垂直扰动而偏离平衡位置在重力作用下产生的波动，其波速为cugH=±，是快波、非频散波。海洋表面上移动非常快的长波可