位势稳定度判据为

式中θ_c为相当位温

为湿静力能，证明上述判据也可表示为
。

，为饱和湿静力能，证明饱和湿静力稳定度判据可表示为.

正压无辐散涡度方程为

这里的ψ为流函数，有

设大气限制在一个纬向的通道里，通道的南北界为y=±D，且有如下边界条件

试求整个通道内的动能平衡方程。

利用经典的埃克曼公式，试求埃克曼层中单位截面积空气柱中：
（1）水平气压梯度力所做的功率，证明其大小恰好与湍流摩擦对动能的消耗相等；
（2）平均运动动能；
（3）湍流摩擦对动能的消耗量与平均运动动能之比。