[所有分類]第四講高等天氣學-資料下載頁
2025-02-21 13:00本頁面
【正文】 大值與地面鋒后逆溫層的位置。 圖 與華北冷鋒有關的垂直環(huán)流圖。（ a）與強對流天氣有關；（ b）與強暴雨有關 。 圖 上滑冷鋒氣流場分布概略圖。細實線是流線， J可分別代表高空急流和低空急流的位置。粗實線代表鋒區(qū)和對流邊界頂層。陰影區(qū)是后傾上升運動區(qū)。地面冷鋒前對流邊界層中的空氣相對濕度很高，當它沖出到冷鋒之上時達到飽和。在鋒區(qū)下方下沉的空氣開始是干的。以后在進入降水區(qū)后變成近于飽和。 鋒面的次級環(huán)流可以是熱力直接的，也可以是熱力間接的。這主要取決于引起次級環(huán)流的不同物理因子的相當重要性。因而從動力學上對鋒面次級環(huán)流進行診斷長期以來就引起人們的重視。實際上鋒面次級環(huán)流是處于平衡狀態(tài)的主環(huán)流（如地轉平衡）破壞后的必然產物。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，這是準地轉運動的特征。在這種情況下主強迫是通過無輻散變形作用而產生次級垂直環(huán)流的。以后這種環(huán)流又通過產生次級垂直變形加速或減速鋒生速度。因而次級環(huán)流問題與鋒生動力學是密切聯(lián)系在一起的。 Sawyer和Eliassen曾得到了鋒面次級環(huán)流方程，這被稱為 Sawyer－ Eliassen環(huán)流方程。以下將詳細討論這個方程以及以后發(fā)展和應用的情況。 冷 暖 y y x T2 T1 T0 T1 半 半 牽 8 8 圖 Bluestein， 1993 圖 Bluestein， 1993 所以 Q10 所以 Q20 0。0,0 ??????????????????????????????yxuyvxuxu gggg ?則有圖 SawyerEliassen方程中強迫項和非地轉環(huán)流方向的概略圖。實線代表非地轉環(huán)流，虛線為區(qū)分冷暖空氣的一條等位溫線。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分量；（ a）中的非地轉環(huán)流是熱力直接的；（ b）中是熱力間接的。 圖 地轉形變（ Q1）（上圖），地轉切變（ Q2）（中圖）和（ Q1+Q2）（下圖）強迫的次級環(huán)流圖 [6]。實線代表流函數（單位： 105m2s1） ,虛線代表等位溫線。 圖 Shapiro計算的一個北美冷鋒次級環(huán)流的例子?？梢钥吹?Q1在高空鋒附近強迫出一個熱力直接的次級環(huán)流，在急流中心上方的平流層中，有一較弱的直接環(huán)流。Q2強迫的次級環(huán)流與 Q1是反號的，圍繞鋒區(qū)強迫出一熱力間接的環(huán)流。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。這是由于上部 Q2占優(yōu)勢，下部 Q1占優(yōu)勢 。 中緯度天氣尺度運動一般是處于地轉平衡的。但對流一旦爆發(fā)，可使大氣脈沖形式失去地轉平衡。結果地轉動量近似不成立，另外當氣塊有明顯曲率時，地轉風的離心力加速度很大，地轉動量近似也不成立；另外，對于直線氣流，如氣塊加速度很強，使 R0≈ 1，地轉動量近似也不成立。但地轉動量近似是有優(yōu)點的 ：（ 1）動量與溫度的非地轉平流及動量垂直平流很顯著時仍很易計算垂直速度與位勢傾向。（ 2）可用不同的分辨率研究天氣系統(tǒng)特征。在大的氣旋性渦度區(qū)，分辨率最高，即鋒區(qū)。
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