涡度和涡度方程ppt.ppt

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 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同理 表示气块与y轴平行的边界转动的角速度 气块做气旋式旋转正涡度 气块做反气旋式旋转负涡度 表示整个气块绕垂直轴的旋转 2“P”坐标系的相对涡度表达式 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 代入式得到：4热成风涡度表达式 热成风 代入式得到：5自然坐标系中涡度表达式直角坐标 =取自然坐标系，并取取自然坐标系，并取x x轴与轴与S S轴相切，则轴相切，则=0=0 ：曲率：曲率 讨论式的各项意义 曲率涡度 V0 Ks0 气旋性曲率 正涡度 Ks 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 相对涡度的垂直输送，相对涡度随高度减小涡度倾侧项 ，u随高度减小，在负y方向，产生切变涡度 ，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 散度项 北半球，（大一个量级）空气辐合产生正涡度，气流做气旋式旋转 空气辐散产生辐涡度，气流做反气旋式旋转3，涡度方程的简化上式简化：11 对于不可压缩，水平无辐散天气 绝对涡度守恒。