动力气象学正压大气斜压大气热成风

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§2.正压大气、斜压大气、热成风

barotropic,baroclinicatmosphere,thermalwind

正压大气：大气密度的空间分布仅是气压的函数。斜压大气：大气密度的空间分布不仅是气压，而且还是其它气象要素的函数。斜压大气：等面和等P面相交，斜压性十分重要。

正压大气：等面和等P面重合，但并不能永远保持下去。

P坐标系下的地转风公式：

上式对P求偏导，有：由静力学方程：

，代入上式，有：

——地转风的垂直切变率当沿等压面无温度变化时，

正压大气垂直切变为零。即：大气的正压性地转风在垂直方向上不发生变化。

热成风：〔thermalwind〕，一个气层内的地转风的垂直切变称为该气层内的热成风。如下图：称为P1P2等压面之间的热成风。

把地转风的垂直切变率对P积分：

即：

把静力学方程对P积分：

位势厚度:

式中：——气压平均温度

写成分量形式：

热成风的性质如下：

〔1〕热成风的方向与等温线平行，在北半球背热成风而立，高温区在右，低温区在左，南半球相反。〔2〕热成风的大小与成正比，与|f|成反比，还与成正比〔锋区附近热成风大〕。〔3〕消去故可知与成正比，与成反比。

实际观测表明，温度水平梯度随高度的变化一般比气压梯度随高度的变化要慢，故可以假定温度水平梯度不随高度改变。于是，随着增厚，热成风不断加大，气层愈厚，高层地转风和热成风愈趋于一致。利用这一性质可以解释为什么高层地转风（等高线）会与等温线那么一致。

低

冷

暖

高

冷TO-δT

TO+δT

暖

（b）〔4〕地转风向随高度有逆时针转动，与此相伴随有冷平流；反之地转风向随高度顺时针转动，与此相伴随有暖平流。

冷TO-δT

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