1. 定义:度量空气块旋转程度和旋转方向的物理量 2. 表达式:
相对涡度 (3.1)
水平风>>垂直风
:
3. 绝对涡度
(3.3)
(3.2)
图3.1 相对涡度与绝对涡度关系示意图
绕z轴旋转 K:4. 地转风涡度
:
41
(3.6)
二. 涡度方程
1. P坐标系中的涡度方程推导:
(1)
(2)
:
① ② ③ (3.12)
④
⑤
2.讨论:
① 相对涡度平流输送项
图3.2 相对涡度平流
物理意义:
槽前脊后借助西南风将正相对涡度大的往小的方向输送,使得其固定点正相对涡度增加(
),反映等压面高度降低(
),相反,槽后脊
前引起等压面高度增加(槽无加深减弱,向东,即向前。
),槽线处变高为零( ),所以,
42
② 地转涡度平流输送项
槽前脊后
槽后脊前
结论与①相矛盾,所以讨论以
为界线
③ 涡度的垂直输送项
④ 扭转项或倾侧项
斜压大气
在斜压大气中,有风的垂直切变,有绕沿水平轴旋转的空气块(涡管),同时垂直速度在水平方向分布不均,使得绕水平轴旋转的空气块发生倾斜,在垂直方向有涡度的变化
⑤ 水平散度项
地转参数 ~
~三.
绝对涡度守恒
(3.14)
43
四. 方程 数量级 简化涡度方程
表1 涡度方程的尺度分析 简化涡度方程为: 五.
位势涡度守恒
即
1. 推导
条件:近似正压大气
(*)
大气不可压
根据水平散度定义
再考虑整层大气不可压
代入(*)中
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