即
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
有
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
③
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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