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文档简介

描写大气运动的基本方程组、运动方程:

牛顿第二定律:(单位质量的气团)

成立条件:绝对(惯性)坐标系

风速--相对于地球的相对速度,--取地球作为参照系更为方便;--地球是旋转的,具有加速度--非惯性坐标系--牛顿第二定律不能直接应用。绝对加速度=相对加速度+牵连加速度牵连加速度=向心加速度+科氏加速度→:单位质量空气质点受到的真实力→广义牛顿粘性假设,有

→左边:加速度项;右边:引起大气运动变化的原因近似表示,a是地球半径--万有引力

用--惯性离心力项

万有引力+惯性离心力=重力垂直地面向下--压力梯度力--科氏力(地转偏向力)

:分子粘性力重力:保守力科氏力:不做功,只改变运动方向(运动形式)分子粘性力:耗散驱动大气运动的主要动力:压力梯度力从以上讨论可见:物理上--压力梯度力是驱动大气运动的主要因子,而压力的变化与热力与动力过程相关联,因此描写大气过程必须考虑热力过程。数学上:运动方程:1个(矢量)

3个(分量)未知量:速度、气压、密度必须寻找描写气压、密度变化的方程--方程才能闭合二、连续方程两种形式:

①L—观点:

:气团密度随体变化率

:气团体积的相对变化率

质量守恒:②欧拉观点:

:固定空间密度的局地变化率

--单位时间单位空间体积(固定)内的质量变化

:单位时间单位空间体积内流体质量的流出流入量

三、状态方程理想气体:四、热力学第一定律(热流量方程)能量守恒定律:单位质量气团外界加热率=内能变化率+气团膨胀反抗压力作功率另外一种常用表达:

→A:热功当量--闭合五、局地直角坐标系:常用坐标系:球坐标系柱坐标系局地直角平面坐标系又称:z—坐标系

o:地面区域中心z:垂直地面向上

(天顶方向)y:与经圈相切向北x:与纬圈相切指向东忽略地球的曲面性。u、v、

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