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動力氣象學/緒論

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動力氣象學是大氣科學的一個分支,是運用數學和物理學的理論和方法研究大氣運動的物理過程,這些過程往往與天氣現象密切相關。由於空氣是一種流體,動力氣象學的研究對象是發生在自轉地球上且密度隨高度遞減的空氣流體運動的特殊規律,因此動力氣象學也是流體力學的一個分支。

基本假設

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在研究天氣和氣候的變化時,即大氣的大尺度運動時,完全可以不考慮大氣的分子結構,把大氣視為連續流體。

研究大氣宏觀運動時,還將大氣視為理想氣體,滿足理想氣體狀態方程。

大氣可視為可壓縮連續流體。

大氣的特性

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  • 大氣是重力場中的旋轉流體
  • 大氣是層結流體
  • 大氣中含有水分
  • 大氣的下邊界是不均勻的

尺度範圍

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氣象學涉及以下幾種空間尺度的系統:

尺度 大尺度 中尺度 小尺度
空間尺度 ≥106m 105m ≤104m
時間尺度 小時 分鐘
例子 氣旋、反氣旋 暴雨系統 龍捲風