成信工大气流体力学讲义04尺度分析与方程组的简化.pdfVIP

第四章 尺度分析与方程组的简化 §1.尺度概 ,大气运 念 动的分类 §2.大气方程组的尺度分析 §3.大气方程组的简化 §4.常见的特征无量纲数 本章重 :尺度分 ,大尺度 ,常用的 。 点 析法及应用 大气运动的基本特征 特征无量纲数及物理意义 §1.尺度概 ,大气运 念 动的分类 1.方程组简化和分类的必要性 ∂( ) � 第二、三章建立的大气运动方程组是非定常的（ ≠ 0）和非线性的（V⋅∇( ) ≠ 0），数学 ∂t 求解非常困难；另外这套方程组对从大到小的各类大气运动都适用，即包括了大气中的各种运动形式 ， 而这些运动又各具特殊性。因此为了更好地利用数学工具深入研究各种类型的大气运动，有必要对大 气运动进行分类，并根据不同形式的运动的特点对大气方程组进行简化。 关于气象问题的简化，顾震潮有很精辟的论 “气象上有一些人专门把问题搞得主次不清， 述： 眉 毛胡子一把抓，而自己也不知道抓到的是什么，物理意义何在”，“很多气象大师的本领在于把本问题 看透，看清本质，把最主要的矛盾（或因子）抓住，数学也简单，而问题搞清了，肯定了。进一步作 什么，进一步把它精确化的工作也可以看出值得作 ” 了。 图4. 顾 19 －19 ） 1 震潮（ 20 76 著名科学家小传：顾震潮，1920年9月19 日出生于上海。1938年考入中央大学数理系，一年后转入地理 系攻读气象专业，1942年大学毕业。1943年他考取了西南联大研究生院，师从清华大学教授赵九章先生， 研习理论气象学（动力气象学）。1945年他在西南联大研究生院毕业后，赵九章先生就推荐他到中央研究院 气象研究所工作。1947年他考取了公费留学，到瑞典斯德哥尔摩大学气象系攻读博士学位，师从国际著名 1 的气象学家C.G.罗斯贝教授。1949年10月1 日，中华人民共和国成立，他不顾即将获得的博士学位和赴 美进一步深造的机会，毅然决定马上回国。他是我国现代气象工作的开拓者和奠基人之一，为我国气象事 业的发展做出了卓越的贡献。在天气分析预报、大气动力学、数值天气预报、云物理学及人工影响天气、 雷电物理、大气湍流和大气污染扩散、大气探测等诸多领域做出了开创性和奠基性的贡献。他在担任联合 天气分析预报中心（简称 “联心”）主任期间，领导建立了我国天气分析和预报业务，培训了大批业务预报 人员，承担了对全国天气预报工作的指导工作。为抗美援朝，解放海南岛、舟山群岛等沿海岛屿，和平解 放西藏等许多军事活动提供了出色的气象保障服务，同时也在经济建设、防汛减灾和抗灾等方面发挥了重 要的作用。他还在我国核试验气象保障工作中做出了重要贡献。从1958年起直到1976年3月谢世他时刻 以国家需要为己任，为开创我国大气科学的研究领域，从无到有，领导建立了一个又一个研究室（组）、外 场试验站和实验室，领导开展了云物理、大气探测、大气遥感、大气湍流和大气污染、雷电物理、人工消 雹、激光雷达、积云动力学、大气气溶胶、森林防火等多项研究领域，取得了一批高水平的科研成果，同 时培养出了一大批专业人才，为我国大气科学的发展耗尽了心血。 2. 大气运动的分类 大气运动的特征主要决定于运动所占水平范围的大小，一般以此为依据将大气运动分为三类。 2.1大尺 （又 Km；垂 层