动力气象-第二章(连续方程、热力学方程-new).ppt

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1、本章主要内容1 运动方程2 连续方程（拉格朗日观点、欧拉观点）3 状态方程（理想气体）4 热力学方程（位温）第二章描写大气运动的基本方程组请简短介绍自己：1.姓名2.工作单位（目前从事的岗位）3.毕业学校（毕业时间、所学专业）4.学习过哪些气象相关课程？拉格朗日方法：以某物质体积元（微团）为对象，研究它的空间位置及其物理属性随时间变化规律，并且推广到整个流体的运动；漂流瓶、示踪剂 欧拉方法：则以流体空间某一固定体积元（空间点）为对象，研究不同流体经过该固定点时的运动及其物理属性变化的规律，从而掌握流场中各物理量的空间分布及其变化规律。气象站、水文站拉格朗日方法和欧拉方法全导数和局地导数拉格朗日

2、和欧拉方法 等 式 左 边：温 度 的 个 别 变 化，表 示 个 别 空 气 微团的温度在运动中随时间的变化率；等 式 右 边：第1项 为 温 度 的 局 地 变 化，表 示 固 定的 空 间 点 温 度 随 时 间 的 变 化；右 方 第2、3项 称 之为 平 流 变 化 项，是 因 水 平 面 上 温 度 分 布 不 均 匀，而 大 气 运 动 产 生 的 变 化；右 方 第4项 为 对 流 变 化项，是 因 大 气 垂 直 运 动 及 垂 直 方 向 上 温 度 分 布 不均匀产生的变化。全导数和局地导数引入算子符号：上述关系式对其他物理量也是成立的。个别变化=局地变化+平流变化二、质

3、量守恒定律连续方程拉格朗日观点（固定体积元）：令二、质量守恒定律连续方程物质体积元的体积连续方程连续方程欧拉方法固定空间体积的质量流入率和密度的关系沿x方向流入固定空间体积的大气质量沿x方向流入固定空间体积的大气质量各方向的流入量：固定体积元的质量的净流入率为：单位体积元中质量的净流入率为：它 必 须 等 于 单 位 体 积 质 量 的 增 加 率：即 密 度的局地变化率：连续方程的两种形式：连续方程：，称为（密度）定常流体。并且，（均匀流体），则称为均匀质不可压流体。三、状态方程R：干空气比气体常数取为：287JK-1kg-1q：比湿Tv：虚温R 有时用Rd表示Cp为干空气定压比热，Cv为干

4、空气定容比热，Cp=Cv+R。Cp=1004JK-1kg-1;Cv=717JK-1kg-1R=287JK-1kg-1;=Cp/Cv=1.4热力学第一定律（热流量方程）能量守恒定律：四、热力学方程在绝热条件下，位温守恒内能变化+作功=加热加热：辐射；热传导；潜热热力学第一定律（热流量方程）在绝热条件下，位温守恒在绝热条件下，位温守恒思考题1.个别变化与局地变化？2.连续方程的两种表达形式及其物理意义含义？3.什么是速度散度？什么是质量散度？4.热力学方程的多种表达形式？5.位温的含义以及用位温表示热力学方程的优点？补充：水汽质量守恒方程拉 格 朗 日 观 点：水 汽 质 量 守 恒空 气 微 团 运 动过 程 中 水 汽 含 量 发 生 变 化 的 唯 一 原 因 是 水 汽 源汇 的 存 在。假 设 微 团 的 体 积 为，水 汽 密 度 为v。每 单 位 时 间 单 位 体 积 提 供 的 水 汽 质 量 为S（0为源，0为汇）。水汽质量守恒方程