天气学原理网络版课件 第三章_3位势倾向方程ω和方程.ppt

第三节 位势倾向方程与方程,一、位势倾向方程 1.公式推导 由简化的涡度方程 代入连续方程 得到 13,设大气是准地转，代入地转风公式： 得到 14 再由热流量方程, 15,作运算 16 将14+16式，消去 项，得到： 17位势倾向方程,2.讨论19式各项的物理意义 证明左端项 设 ，则有：,同理 即,地转风绝对涡度平流 a.地转风相对涡度平流,天气图应用 槽前脊后为正的相对涡度平流，等压面高度降低 槽后脊前为负的相对涡度平流，等压面高度升高 槽脊线上涡度平流为零，等压面高度无变化,相对涡度平流使槽脊东移（短波槽），对槽脊的发展 不起作用,b.地转涡度平流 在长波槽中作用较大 在北半球,所以在天气图上： 1）槽前脊后偏南风 ， ，则 有负地转涡度平流，等压面位势高度升高 2）槽后脊前偏北风 ， ，则 有正地转涡度平流，等压面位势高度降低 3）槽脊线上为西风，地转涡度平流为零，等压面位势高度无变化,地转涡度平流使槽脊西退（长波槽），对槽脊发展 不起作用,厚度平流随高度的变化项 代入静力学方程 有：, 在实际大气中,冷暖平流一般随高度减弱 暖平流层,高空等压面升高,有利于高空脊发展 冷平流层,高空等压面降低,有利于高空槽发展,补充：冷暖平流在天气图上的应用 等压面图上冷暖平流的判断 a） 暖平流 冷平流 等温线与等高线有交角处有温度平流 等温线与等高线没有交角处无温度平流,b）二十四小时变温 暖平流 冷平流 温度槽脊落后于高度槽脊,温度槽脊超前于高度槽脊 温度平流对槽脊发展起主要作用,非绝热加热随高度的变化项 0,非绝热加热随高度减小, 等压面位势高度升高,二、方程 .公式推导： 取14、15式 14 15 作运算 得： 20,作运算 得： 21 在水平方向上分布均匀 将2021，消去 项，得到： 22 方程,2.讨论22式各项的物理意义 (1).左端项，同19式类似，同理可证 (2).绝对涡度平流随高度变化项 ，正绝对涡度平流 ，负绝对涡度平流,绝对涡度平流随高度增加 0 ， 有下沉运动,天气图应用 a）地面低压中心，一般位于高空的槽前脊后，低层涡 度平流很小，高层为正涡度平流 所以在这个地区涡度平流随高度增加有上升运动 b）地面高压中心，一般位于高空的槽后脊前，低层涡 度平流很小，高层为负涡度平流 所以在这个地区涡度平流随高度减弱有下沉运动,厚度平流的拉普拉斯项 同理可证： 代入静力学方程,天气图应用 a）高空槽附近（地面低压前部和高压后部）为冷平流 区，有下沉运动 b）高空脊附近（地面低压后部和高压前部）为暖平流 区，有上升运动,非绝热加热的拉普拉斯项 同理可证： 非绝热加热：凝结潜热 下垫面加热,例如，在低压中有降水，释放凝结潜热，将使上升运动加强。