Вопросы к экзамену по курсу ДИНАМИЧЕСКАЯ МЕТЕОРОЛОГИЯ
1. Силы, действующие в атмосфере, их физическая природа и математическая запись.
2. Мгновенные значения метеорологических величин, их средние значения и турбулентные флуктуации. Спектр скорости ветра в приземном слое. Осреднение физических полей и уравнений. Выбор периода осреднения.
3. Уравнения движения, неразрывности, переноса тепла, влаги и другой примеси в атмосфере для мгновенных и средних величин. Эффекты осреднения.
4. Термические эффекты сжатия и расширения в турбулентных вихрях при их вертикальных перемещениях. Критерии статической устойчивости.
5. Турбулентные потоки и притоки количества движения, тепла, водяного пара и примеси в атмосфере. Критерии статической устойчивости в турбулентном пограничном слое.
6. Различные формы записи уравнения притока тепла для атмосферы.
7. Связь турбулентных потоков с полями средних величин. Гипотезы замыкания полуэмпирической теории турбулентности.
8. Уравнения баланса кинетической энергии среднего движения и энергии турбулентности.
9. Классификация атмосферных движений, их характерные масштабы. Упрощение уравнений.
10. Применимость законов теплового излучения к реальной атмосфере.
11. Вывод уравнений переноса радиации.
12. Методы интегрирования уравнений переноса радиации в коротковолновой и длинноволновой областях спектра.
13. Интегральная функция пропускания. Методы расчета лучистых потоков и притоков тепла.
14. Вертикальное распределение температуры при лучистом и радиационно- конвективном равновесии.
15. Градиентный ветер по прямолинейным и криволинейным изобарам. Точные и приближённые формулы при больших радиусах кривизны траектории. Особенности антициклонических систем.
|
16. Эффекты горизонтальной температурной неоднородности. Термический ветер.
17. Геострофическая адвекция температуры, ее связь с изменением направления ветра по высоте.
18. Агеострофические отклонения. Формирование вертикальных движений в свободной атмосфере.
19. Поверхности раздела в атмосфере, примеры их формирования. Связь наклона поверхности раздела с полями ветра и температуры. Особенности полей ветра и давления в области фронта.
20. Волны Россби в зональном потоке. Стационарные центры действия атмосферы.
21. Неустойчивость волн Россби в зональном потоке.
22. Модели замыкания системы уравнений для ППС.
23. Упрощение уравнений для приземного слоя.
24. Общий вид зависимости коэффициента турбулентности в приземном слое атмосферы (элементы теории подобия и анализа размерностей).
25. Распределение по высоте коэффициента турбулентности и метеопараметров (скорости ветра, температуры, влажности и других примесей) при близких к нейтральной и нейтральной стратификациях.
26. Распределение по высоте коэффициента турбулентности и метеопараметров (скорости ветра, температуры, влажности и других примесей) при сильной устойчивости (инверсия) и при свободной конвекции.
27. Интегральная модель ППС с постоянным по высоте коэффициентом турбулентности.
28. Определение среднего по высоте коэффициента турблентности.
29. Взаимодействие ППС со свободной атмосферой. Вертикальные скорости на верхней границе ППС.
30. Нестационарные процессы в пограничном слое атмосферы. Общая постановка задачи.
|
31. Модель суточного хода температуры воздуха в пограничном слое атмосферы. Решение задачи.
32. Анализ решения задачи о суточном ходе температуры воздуха в пограничном слое атмосферы.
33. Непериодические изменения температуры воздуха в приземном слое, ночное понижение температуры поверхности почвы.
34. Метеорологические процессы над горизонтально-неоднородной поверхностью. Постановка задачи о трансформации метеорологических характеристик под влиянием изменения свойств подстилающей поверхности.
35. Модельная задача о трансформации метеорологических характеристик в приземном слое под влиянием изменения свойств подстилающей поверхности (степенные законы для вертикальных профилей коэффициента турбулентности и скорости ветра).
36. Определение турбулентных потоков тепла и влаги с поверхности в условиях трансформации потока. Высота внутреннего пограничного слоя.
37. Обобщённая изобарическая система координат. Общий принцип преобразования уравнений из геометрической системы координат в систему, связанную с давлением.
38. Преобразование уравнений движения и притока тепла в изобарическую систему координат.
39. Преобразование уравнения неразрывности в изобарическую систему координат.
40. Граничные условия в задаче краткосрочного прогноза по примитивным уравнениям.
41. Процедура численного решения уравнений гидротермодинамики применительно к задачам краткосрочного прогноза (по примитивным уравнениям).
42. Вывод уравнения переноса вихря в изобарической системе координат; его упрощение.
|
43. Вывод уравнения для дивергенции, его упрощённая форма.
44. Квазигеострофическая модель краткосрочного прогноза.
45. Бароклинный потенциальный вихрь Эртеля и баротропный потенциальный вихрь; условия их сохранения.
46. Непериодические изменения давления во времени. Адаптация полей скорости и давления.
47. Основные формы энергии и уравнения для их изменений.
48. Баланс различных видов энергии для единичной массы воздуха и для вертикального столба атмосферы. Соотношение между внутренней и потенциальной энергией в столбе воздуха бесконечной высоты. Доступная потенциальная энергия.
49. Взаимные преобразования различных видов энергии в столбе воздуха бесконечной высоты.
50. Энергетический баланс глобальной атмосферы, скорость генерации и диссипации различных видов энергии.
51. Влияние бароклинности на изменение циркуляции по замкнутому контуру.
52. Влияние вращения Земли на изменение циркуляции по замкнутому контуру.
53. Влияние трения на изменение циркуляции по замкнутому контуру.
54. Элементы общей циркуляции атмосферы.
55. Постановка задачи общей циркуляции атмосферы. Крупномасштабная турбулентность. Зонольно осредненные уравнения движения и переноса тепла.
56. Параметризация планетарного пограничного слоя.
58. Основной характер общего переноса в атмосфере.
59. Баротропная неустойчивость зонального переноса.
60. Особенности переноса воздушных масс в экваториальной зоне.