地转运动和准地转运动,地转运动与准地转运动
大气模式的准地转模式
准地转模式是假设静力平衡和地转平衡(见大气运动的平衡状态)总成立,即使遭到破坏也能立即恢复的模式。 在这种模式中, 若不考虑摩擦和非绝热加热的作用,用气压P 作铅直坐标, 则大气运动可以用如下的涡度方程和热流量方程来描写:
这里,是P 坐标系中的铅直速度;f为科里奥利参数,fo为某参考纬度上的f;为静力稳定度参数;θ为位温;φ是位势高度;,为拉普拉斯算符;,为雅可比算符,其中A、B 指任意物理量。准地转模式滤去了声波和重力波,并使预报问题归结为解一个预报φ场的微分方程:
此式十分简单,它使数值预报在机器容量和速度都较小的情况下得以实现。准地转模式能比较成功地预报大气运动的一些重要现象,在中高纬度地区效果更好。此模式除了不适用于低纬度地区外,预报结果还有明显的系统性偏差,如所预报的低压往往偏弱而高压偏强等。
为什么准地转运动可以滤除声波?
因为地砖运动可以作为向心运动的一种可以分离声波。
地转运动与准地转运动的区别与联系
地转运动与准地转运动的区别与联系:运动形式不同。
等压线为一族平行的直线时的平衡流场称为地转运动(geostrophic motion),或称为地转风场。在地转运动中,水平气压梯度力与科里奥利力相平衡。
实际风场不大可能是严格的地转风场。然而尺度分析表明,中纬度自由大气中水平气压梯度力与科里奥利力近似地相平衡,运动是准水平、准定常的,而这些正是地转运动的主要特征。
准地转运动(quasi-geostrophic motion)是地球流体的大尺度运动形式,或描述地球流体大尺度运动的理论模型,其存在基于2个假设,即大尺度运动假设(罗斯贝数远小于1)和Beta平面假设(科氏力与纬度呈线性关系)。
通过准地转运动导出的位势高度、涡度和等压面垂直速度的随时间变化被称为位势倾向方程、涡度方程和Omega方程,在天气预报中被用于分析地面系统随高空槽脊的动态变化。
什么是地转风?
在大气中水平方向的气压梯度力与地球自转所引起的科里奥利力平衡时的风。由于水平气压梯度力的方向垂直于等压线且由高压指向低压,而科里奥利力的方向垂直于风,因此两者平衡形成的地转风的方向平行于等压线(或等重力位势线)。在北半球,若背风而立,高气压(或高重力位势)在右侧,低气压(或低重力位势)在左侧,在南半球则相反。
地转风和气压场分布的这种规律,是C.H.D.白贝罗于1857年首先提出的,故称白贝罗定律。地转风的大小与水平气压梯度(或等压面上的重力位势梯度,即等压面坡度)的数值成正比,与科里奥利参数及空气密度成反比。在离地面约1.5千米以上的自由大气中,大尺度运动的铅直速度比水平速度小得多,而且水平运动的惯性力和湍流摩擦力也比水平气压梯度力和科里奥利力小得多,因此,自由大气中的大尺度运动,除了具有准水平运动的性质外,还近似地满足地转风关系,故又称为准地转运动。
在大尺度自由大气中(不考虑摩擦力的作用),空气质点所受的水平气压梯度力(G)和水平地转偏向力(A)达到平衡时的匀速直线平衡运动,G=A。地转风的表达式:Vg=(9.8/f)/(H/n)式中f=2ωSinφ是地转参数,-(H/n)为高度梯度(相当于气压梯度)。地转风方向平行于等压线,在北半球,背地转风而立,高压在右,低压在左,南半球则相反,地转风速度大小与水平气压梯度成正比,即等压线越密(疏)地转风风速越大(小)。地转风风速还与地球纬度成反比。
在中高纬地区,高空的实际风十分接近地转风,风压关系大体遵循上述地转风原理,这是中高纬地区在分析天气和预报天气中应遵循的原则。
简述地转流动的概念及地转流速的方向有何特点
由于地球自转而产生作用于运动空气的力,称为地转偏向力,简称偏向力.它只在物体相对于地面有运动时才产生(实际不存在),只能改变(水平运动)物体运动的方向,不能改变物体运动的速率.地转偏向力可分解为水平地转偏向力和垂直地转偏向力两个分量.
地球的自转运动和公转运动有何不同?从旋转中心、方向、周期、产生的自然...
(1)地球绕地轴不停转动,叫地球自转.地球自转的方向是自西向东,自转的周期是一天.地球自转产生的现象是昼夜交替、日月星辰东升西落和时间差异.(2)地球在自转的同时还要绕着太阳转动叫地球公转,地球公转的方向是自西向东,公转的周期是一年.地球围绕太阳公转产生了四季变化、正午太阳高度的变化、昼夜长短的变化以及地球五带等现象.
故答案为:
自转 | 公转 | |
绕转中心 | 地轴 | 太阳 |
运动方向 | 自西向东 | 自西向东 |
运动周期 | 一天 | 一年 |
产生地理现象 | 昼夜交替、时间差异 | 季节的变化、正午太阳高度的变化、昼夜长短的变化 |