天气学原理和方法 - 图文

2. 讨论:

假设

,位势涡度守恒

不变

研究青藏高原附近的低值高值系统的变化

处在西风带中,

在青藏高原西风带中,底值系统(高空槽、低中心)上(下)山,气柱缩短(伸长),为了保证整层大气的不可压缩性,必伴有水平辐散(合),同时在水平地转偏向力作用下,反气旋(气旋)涡度生成,考虑准地转运动有等压面高度升高(降低)低值系统(槽、低中心)减弱(加强);反之,高值系统上山,加强;下山,减弱。

第三节 位势倾向方程和 方程

一.位势倾向方程 1.推导

从简化涡度方程入手

(3.15)

(3.16)

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设法消去 这项

具体是将热力学能量方程写成位温形式表示热力学能量方程 引入比容

,静力稳定度

代入,再对P求偏导

得:

以静力方程 ,

与准地转涡度方程(3.16)式相加消去

(3.19)

如不考虑非绝热加热,则上式右端的第三项可略去,得:

(3.20)

以上两式称为位势倾向方程 2.讨论 ①

相对涡度平流;

,以相对涡度平流为主 为长波槽

地转涡度平流

对于一般 波,引起 变化,即 变化的物理解释:

槽前(后)脊后(前)借助西南风(西北风)将正(负)相对涡度从大的往小的方向输送,使得槽前(后)脊后(前)固定点正(负)相对涡度增加(减少),同时水平地转偏向力作用伴随水平辐散(合),引起低层气柱质量减少(增加)、降压(升压)出现负(正)变压中心,有变压风辐合(散);其高层水平辐散(合),导致上升(下沉)运动,上升(下沉)绝热膨胀冷却(收缩升温),低层气柱降

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温(升温)此气柱收缩(膨胀),高层等压面高度降低(升高),即

( >0);槽脊线上变高为零,即

结论:槽脊移动即前进,强度无变化。 ②

温度平流随高度变化项若冷平流随高度减弱

实际大气,对流层中温度平流随高度减弱,尤为对流层中上层。 若有冷平流,反映对流层内冷平流随高度减弱物理解释:

低压中心左部与高压中心右部之间对应层有冷平流,气柱降温(降温反映

槽线处,风随高度逆转,此气以下气柱明显降温)收缩,

等压面槽线处高度降低,反映 ,槽加深:相反低压中心右半部与高

压中心左半部之间对应结论:槽脊加深,加强

脊线处 即脊加强

二. 方程 1.推导

准地转,准静力

非绝热随高度变化项

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(3.23) 此为

方程

2.讨论

① 对 ,

以 为主

,上升运动

(低压中心区) 物理解释:

地面气旋(反气旋)上空高空处在

槽前(后)脊后(前),

正(负)相对涡度随高度增加,使得固定点正(负)相对涡度随高度增加,同时在水平地转偏向力作用下,伴随水平辐散(合)随高度增加,必伴有上升(下降)运动。

②冷平流暖平流物理解释:

低压中心左(右)部与高压中心右(左)部之间上空对应

下沉运动 上升运动

槽(脊)

线处附近,风随高度逆(顺)转,此气层间有冷(暖)平流,伴有下沉(上升)运动。 ③

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