天气学原理和方法 - 图文

1． 定义：度量空气块旋转程度和旋转方向的物理量 2． 表达式：

相对涡度 （3.1）

水平风>>垂直风

：

3． 绝对涡度

(3.3)

(3.2)

图3.1 相对涡度与绝对涡度关系示意图

绕z轴旋转 K：4． 地转风涡度

：

41

(3.6)

二． 涡度方程

1． P坐标系中的涡度方程推导：

（1）

（2）

：

① ② ③ (3.12)

④

⑤

2．讨论：

① 相对涡度平流输送项

图3.2 相对涡度平流

物理意义：

槽前脊后借助西南风将正相对涡度大的往小的方向输送，使得其固定点正相对涡度增加（

），反映等压面高度降低（

），相反，槽后脊

前引起等压面高度增加（槽无加深减弱，向东，即向前。

），槽线处变高为零（ ），所以，

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② 地转涡度平流输送项

槽前脊后

槽后脊前

结论与①相矛盾，所以讨论以

为界线

③ 涡度的垂直输送项

④ 扭转项或倾侧项

斜压大气

在斜压大气中，有风的垂直切变，有绕沿水平轴旋转的空气块（涡管），同时垂直速度在水平方向分布不均，使得绕水平轴旋转的空气块发生倾斜，在垂直方向有涡度的变化

⑤ 水平散度项

地转参数 ～

～三．

绝对涡度守恒

(3.14)

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四． 方程 数量级 简化涡度方程

表1 涡度方程的尺度分析 简化涡度方程为： 五．

位势涡度守恒

即

1． 推导

条件：近似正压大气

（*）

大气不可压

根据水平散度定义

再考虑整层大气不可压

代入（*）中

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