【正文】 這是由于上部 Q2占優(yōu)勢，下部 Q1占優(yōu)勢 。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。 圖 冷鋒模式概略圖。非絕熱項沒有計算。 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 。由于擴張和伸展因這兩項相互抵消，因而是無輻散的。后來，前者變成長方形，后者變成菱形。在天氣分析中，這表現(xiàn)為流線的匯合與疏散。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 。 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。實際上上下圖是完全相同的。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。 鋒面的形成叫鋒生，而衰減稱鋒消?？梢钥吹缴厦嫒椌哂邢嗤牧考墶Ｌ摼€代表氣旋性相對渦度最大值軸線。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。 中緯度天氣尺度運動一般是處于地轉(zhuǎn)平衡的。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。實際上鋒面次級環(huán)流是處于平衡狀態(tài)的主環(huán)流（如地轉(zhuǎn)平衡）破壞后的必然產(chǎn)物。首先這里給出一些由實際觀測分析得到的冷鋒垂直環(huán)流模式 。 圖 ,b,c是位溫的變形項、輻合項和傾斜項的計算結(jié)果。雖然鋒面只占斜壓波一些區(qū)中不大的一部分面積，但它們對非地轉(zhuǎn)環(huán)流的無旋部分是最顯著的動力強迫因子； 與高空鋒區(qū)和高空急流帶有關(guān)的輻散場在中緯氣旋形成中起著很重要的作用，它可使低壓的地面氣壓場或質(zhì)量場發(fā)生變化；圍繞地面和高空鋒區(qū)的垂直環(huán)流則是各種中緯云系和降水系統(tǒng)（如大范圍的斜對流、有組織的垂直對流系統(tǒng)和對流風(fēng)暴等）發(fā)展和組織起來的一個重要因子，這對降水和強天氣預(yù)報有重要意義；此外，高空鋒區(qū)也是小尺度混合或晴空亂流（ CAT）的主要發(fā)生區(qū)，這包括重力波、開爾文－赫姆霍茲波和一些亂流渦動等。 （ d） 既存在擴張，又存在伸展的雙曲線型流體。 D 1 =0 ，與yuxvD ??????2 實線正方形為置于兩種形變場中的流體元。皆為一正方形，但一個置于純輻合場中，另一置入純伸長形變場，則前者（圖 4a）在輻合氣流下面積變得越來越小，而后者（ 4b），面積保持不變，但變形成一沿伸長軸拉長的長方形。它們在空間的變化只有四個量： yvxvyuxu????????與, 這四個導(dǎo)數(shù)只有四種獨立的線性組合： xvyuyvxu??????????。得到的流場如圖 5 所示，它看起來是伸長形變場反時針旋轉(zhuǎn) 4 5 176。只是下圖是上圖反時針旋轉(zhuǎn) 45176。圖 8清楚地說明在伸長和切變形變的作用下，