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文档简介

第二节涡度和涡度方程一.涡度涡度——流体质块速度的旋度表达式

1.“z”坐标系相对涡度表达式大气运动主要是准水平,所以垂直涡度是主要的

——①垂直涡度分量说明意义：设u=0∴

气块做逆时针（气旋式）旋转

气块做顺时针（反气旋式）旋转表示气块与x轴平行的边界转动的角速度2．“P”坐标系的相对涡度表达式

——②例：天气图上定性判断涡度南风为正

北风为负

∴槽线上为负涡度

∴脊线上为负涡度3．地转风涡度表达式地转风

代入②式得到：

——③4．热成风涡度表达式热成风代入②式得到：——④5．自然坐标系中涡度表达式——直角坐标

=

取自然坐标系，并取x轴与S轴相切，则β=0

——⑤

：曲率

讨论⑤式的各项意义

①曲率涡度∵V>0∴Ks>0气旋性曲率正涡度

Ks<0反气旋性曲率负涡度风速越大，曲率越大——涡度越大天气图上槽线上具有曲率涡度极大值

脊线上具有曲率涡度极小值②切变涡度，正涡度，气旋式切变

，负涡度，反气旋式切变

切变越大，涡度越大天气图上急流区： 高空西风急流北侧为正涡度

高空西风急流南侧为负涡度6．绝对涡度绝对坐标系

—绝对速度—相对速度—牵连速度有

—绝对涡度—相对涡度—行星涡度∵

∴取自然坐标∴即行星涡度大小为地球自转角速度两倍行星涡度方向与地球自转角速度的方向一致∴绝对涡度其垂直分量注意：北半球中高纬大尺度运动二、涡度方程

1．“P”坐标系中的垂直涡度方程由水平运动方程做运算：注意：

绝对涡度个别变化

相对涡度的局地变化——⑩——⑨2．讨论⑩式的物理意义

①相对涡度平流项，正涡度平流，负涡度平流a.沿着气流方向，相对涡度减小

有正涡度平流，局地涡度增加

b.沿着气流方向，相对涡度增加

有负涡度平流，局地涡度减小天气图应用槽前脊后有正的相对涡度平流槽后脊前有负的相对涡度平流槽脊线为涡度平流零线正圆形的高、低压系统涡度平流为零②地转涡度平流项

北半球f>0,f随纬度增加而增大

f客观分布南小北大

天气图上的应用：槽前脊后偏南风，有负地转涡度平流

槽后脊前偏北风，有正地转涡度平流

实际上定性判断：短波槽以相对涡度平流为主

长波槽以地转涡度平流为主——稳定，西退

，相对涡度随高度增加

③相对涡度的垂直输送，相对涡度随高度减小④涡度倾侧项

，u随高度减小，在负y方向，产生切变涡度

，ω随y轴增大∴，水平涡度倾斜（产生正的垂直涡度分量）

，局地涡度增大

反之，水平涡度倾斜，（产生负的垂直涡度分量）

，局地涡度减小

⑤散度项北半球，（大一个量级）

空气辐合产生正涡度，气流做气旋式旋

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