[所有分類]第四講高等天氣學(xué)(更新版)
【正文】 ???????????????????????????yxuyvxuxu gggg ?則有圖 SawyerEliassen方程中強迫項和非地轉(zhuǎn)環(huán)流方向的概略圖。Q1+Q2=Q強迫出兩個相反的環(huán)流圈，鋒區(qū)下部為直接的，上部為間接的。 。 中緯度天氣尺度運動一般是處于地轉(zhuǎn)平衡的。帶叉號和帶點號的圓圈分別代表進入剖面和流出剖面的沿鋒面方向的風(fēng)分量；（ a）中的非地轉(zhuǎn)環(huán)流是熱力直接的；（ b）中是熱力間接的。在這種情況下主強迫是通過無輻散變形作用而產(chǎn)生次級垂直環(huán)流的。地面冷鋒前對流邊界層中的空氣相對濕度很高，當(dāng)它沖出到冷鋒之上時達到飽和。虛線代表氣旋性相對渦度最大值軸線。 上式中項 1， 5， 9是非絕熱項， 2， 7， 12是水平和垂直變形項， 3， 6， 10， 11代表水平與垂直切變的作用，項 4， 8代表垂直運動的分布不均勻的作用，即傾斜項。可以看到上面三項具有相同的量級。 + 圖 伸長軸與等溫線相對取向與鋒生的關(guān)系。 鋒面的形成叫鋒生，而衰減稱鋒消。鋒面的產(chǎn)生可以由不同的動力過程引起，因而在大氣中會出現(xiàn)不同類型的鋒面，如地面鋒、低空鋒、高空鋒以及其它不同類型的鋒面。該流體同時還存在切變和曲率，但其切變和曲率相互抵消，因此該流體是無旋的（即渦度為零 ） 最后給出一個天氣學(xué)的例子說明氣流變形場的作用。方向有伸長，而 x 與 y 軸有切變（ Blues tei n ， 1993 ）。實際上上下圖是完全相同的。 因而形變是旋轉(zhuǎn)變量。 5. 純切變 設(shè) ? ， ? 和 D 1 為零，而 D 2 =1 ，則 ( 3 a) 與 ( 3b) 式簡化為：x2121 ?? vyu 與。 4. 純伸長形變 設(shè) ? ， ? 和 D 2 為零，而 D 1 =1 ，則 ( 3 a) 與 ( 3b) 式簡化為：y2121 ??? vxu 與。第四講 鋒生動力學(xué)和鋒面次級環(huán)流 丁一匯 國家氣候中心 高等天氣學(xué)系列講座（ 2022年春季） 單元二：中緯度天氣系統(tǒng) 1. 風(fēng)向量的空間變化 在（ x ， y ）平面中風(fēng)向量 v? 有兩個水平分量： u 和 v 。如 D= 1 ，則為從各方向流向原點的流動，即輻合。在天氣分析中，這表現(xiàn)為流線的匯合與疏散。2 ?D，反之也然。后來，前者變成長方形，后者變成菱形。方向有切變，在下圖中，沿離 x 軸 +45 176。由于擴張和伸展因這兩項相互抵消，因而是無輻散的。 在空間鋒面是一個傾斜區(qū)，它的垂直厚度一般只 1～2km。 因而確定和預(yù)報高空鋒區(qū)和急流的位置與強度對于避開危險區(qū)保證飛行安全是十分重要的；最后，高空鋒區(qū)是對流層和平流層之間顯著的質(zhì)量交換區(qū)，由此可以了解放射性塵埃、化學(xué)痕量物質(zhì)的輸送過程 。當(dāng) D0時，情況相反。非絕熱項沒有計算?？梢钥吹浇孛婕颁h面前方鋒生作用很強，而中層是鋒消的。 圖 冷鋒模式概略圖。陰影區(qū)是后傾上升運動區(qū)。正如 Sawyer和 Eliassen曾指出的，水平無輻散的主環(huán)流強迫出次級環(huán)流，即出現(xiàn)水平速度和垂直速度分量，這是準(zhǔn)地轉(zhuǎn)運動的特征。實線代表非地轉(zhuǎn)環(huán)流，虛線為區(qū)分冷暖空氣的一條等位溫線。這是由于上部 Q2占優(yōu)勢，下部 Q1占優(yōu)
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