涡度 vorticity - 北海道大学大学院环境科学院 大気海洋物 …

1、波( Rossby wave) 渦度 (vorticity) 順圧非発散流（絶対渦度保存） 渦度（渦位） 北半球平均気候場渦度vorticity 渦度本来3次元、気象学海洋学鉛直成分単渦度多。 剛体回転場合、渦度回転角速度2倍。 f 惑星渦度(sin)、風相対渦度。和（f +）絶対渦度。 渦度正低気圧性 渦度負高気圧性 絶対渦度一般緯度増加。yuxvz)(VV？渦度(2)正正正正渦度例題 (1) 北緯45度惑星渦度？ (2) 北緯45度西風 40 m/s。北100km西風 45 m/s。相対渦度？ (3) 上記場合、絶対渦度？ 解答(1)sin(45）2x7.292x10-5x0.707 =1

2、.03 x 10-4 s-1 解答(2) =du/dy(4540)/105= 0.5 x10-47.3 x 10-5順圧非発散流絶対渦度保存 非発散（上昇流）順圧（風高度）2次元流。Pa近似。 p-系運動方程式考。yuxvyxyfuyvvxvutvxfvyuvxuutu.) 1 ()2()2.(.) 1 (.絶対渦度保存則（）0.) 1 ()2()2.() 1.(yvxuyuxvyxyfuyvvxvutvxfvyuvxuutu0)(00dtfdorvdtdyfyfvdtd 絶対渦度保存 導出演習問題項意味（cos(）a0)(0dtfdorvdtdyf正負正西移動負場合？絶対渦度保存（ ）：北半

3、球例 西風中初期空気北上。 空気塊北 増減負。 負高気圧性循環。 空気塊南戻。行過。順圧非発散渦度方程式（流線関数表示） 非発散風流線関数表。対非線形方程式。0,22fyxxytxvyu傾圧大気渦度方程式 z-系運動方程式出発。 次元渦度（, , ）第項：渦管伸縮（発散項）発散減少（）第項：立上項第項：項kv)()()(zzhzpywxwfdtfd渦度（渦位）Ertels potential vorticity (PV) 断熱摩擦過程等温位面間気柱考。1216121101:)()(0smkgKPVUsmkgKunitdpfpgfpgfQdtdQdp 増。即、収束。増加渦位保存西風中山場合渦位保

4、存東風中山場合北半球平均場気温850hPa 北半球平均場1000hPa高度 北半球平均場500hPa高度 北半球平均場200hPa高度 北半球平均場350KPVHigh-QHigh-Q北半球平均場300KPV北半球平均場200hPa風速北半球平均場10hPa高度極渦高気圧同心円状高気圧 北半球夏循環850hPa 高度風北半球夏循環200hPa 高度風高気圧東風：温度風大気大規模運動、水平的。赤道付近除、地衡風平衡。気温場気圧（高度）場静力学平衡。気温場風場平衡運動。断熱摩擦温位渦位保存。対流圏季節通赤道域暖。対流圏亜熱帯。成層圏夏半球暖。成層圏中高緯度冬西風、夏東風断熱温位保存。乾燥断熱減率断熱摩擦渦位保存。 大気（流体）運動方程式、本質的非線形。(移流項典型的）運動方程式 線形、結果原因比例。 y=ax+by=f(x) f(ax)=a f(x) 方程式一解、定数倍解。 線形、微少量展開。微少量2次無視（線形化）。課題 授業水