第一章大氣邊界層2.假定在近地層中，雷諾應(yīng)力Tzx為常數(shù)，混合長(zhǎng)二“二，并且在下邊界z=0處，匸_mas&7試求風(fēng)隨高度的分布。3.已知由于湍流摩擦引起的邊界層頂部的垂直速度為,二（1）試推出正壓大氣中，由于湍流摩擦引起的二級(jí)環(huán)流對(duì)天氣尺度渦旋的旋轉(zhuǎn)減弱時(shí)間二的公式。（2）若湍流系數(shù)k=8m2/s，f=10-4S-1，渦旋頂部w=0的高度為10km，試計(jì)算二為多少？解：（1）正壓大氣的渦度方程簡(jiǎn)化形式：迫+說(shuō)—+鞏敖訴弋+需電設(shè)：???「一：二二：一①當(dāng)z=H時(shí)；-：二：對(duì)①積分Tf為常數(shù)牛(H-咖二-iw(hB)牛(H-咖二-iw(hB)-洛(2)Tk=8m2/sH=10kmf=10-4s-16.在某地測(cè)定平均風(fēng)速隨高度的分布，得到如下結(jié)果，假定風(fēng)速分布對(duì)數(shù)規(guī)律，試計(jì)算z，u及T（去卡曼常數(shù)為0.40）。00高度（m）720.300.04平均風(fēng)速（m/s）3.923.302.401.41解：引入對(duì)數(shù)坐標(biāo)系令亍二二"二二得出右表:則通過(guò)-K=^(y-y)帶入前兩組K=^(y-y)帶入前兩組=值z(mì)720.300.04X?3.923.302.401.41y(lnz)1.9460.693-1.204-3.219y&=-S.-9724??三二-二2.55二(m):二——(m/s)taba15.在定常、均勻的氣流中，鉛直方向處于靜力平衡的空氣質(zhì)點(diǎn)受到水平氣壓梯度力、水平地轉(zhuǎn)偏向力和水平摩擦力的作用，假定后者與風(fēng)速矢方向相反、大小成比例，試求風(fēng)壓場(chǎng)之間的關(guān)系，并作圖說(shuō)明。解：???定常均勻的流場(chǎng)滿(mǎn)足靜力平衡=-0=-0=-第二章大氣能量學(xué)1.推出Ekman層中動(dòng)能消耗公式。解：Ekman層中g(shù)與A不平衡，存在F，大尺度運(yùn)動(dòng)中，空氣微團(tuán)做準(zhǔn)水平運(yùn)動(dòng)，所以用p坐標(biāo)。dV一=-VO-fkAV+F①dt對(duì)①兩邊同點(diǎn)乘V，得巡=-V?v對(duì)①兩邊同點(diǎn)乘V，得巡=-V?v①+v-F=-v?v①-d②dt+uF+vFxydkdpdt+vdx摩擦耗散項(xiàng)：—D=uF+vF③x在Ekman層中，湍流粘性力耗散動(dòng)能1dTzyrduT=—pw'u'=pl‘1dTzyrduT=—pw'u'=pl‘2C/l/Vdzzx<T二—pw'v'=pl‘2duzyVdz所以，F(xiàn)F-zxPdzxy所以，F(xiàn)xPk代入④式dzJ（k竺）dzzdzd=（k色）dzzdz對(duì)于單位截面積氣柱，從地面到邊界層頂?shù)膭?dòng)能耗散為Jbz0ud（k色）+v2（kdzzdzdzJb（ukdz2+vkd2vdz2）pdz在Ekm