成信工動力氣象學教案第4章 地轉適應過程_第1頁
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1第四章第四章地轉適應過程'hg'hg=??pφ?f×∵=??pφ×∴×=f?f=?f∴∴=?×'u'ufdt''fdt物理意義：地轉偏差由水平加速度造成，即由水平氣壓梯度力與科氏力的不平衡2 00:=fVgVhsin()（4.12）3復或新的地轉平衡得以重建的大氣動力過程。p系大尺度水平運動方程組：'fu'fτtLxyU+U2u1+v1u=f0U'(f1vτtLxy兩邊除以f0U（水平科氏力的特征值）得：4∈=∈=? +R0u1+v1=C(f1v1') ?f1u)1f0τUf0LUf0L' U?0'U = =U0:∈+R0n0=C∴∈≤R01≤10?1→τ≥10f0?1=105(s)f0τ1f0τUn1f0τUτ≤f0?1=104(s)01）適應過程：∈≥1,R0=10?1∴∈>R0，時間變化作用>平流變化作用，為準線性過程。52）C=U'=U'/L=D0UU/Lζ0適應過程：C≥1,D0>ζ0，散度：D=Dg+D'∴'++)=0（4.18）=→O(ω)=?zP=?Π?g0?Z(：=?ρg)（4.大尺度運動：ω≈?ρgw，代入上式得：?2U'（大尺度運動4.20）4）β的作用（地轉效應）+βv+fD=0+β0U(+β0U(βτ?t1同除f0D0=得(β=2?cos?/a,其無量綱式為：β0=f0/a),無量綱形式+?(β1（4.23）?1,C≥1∴β的作用可不考慮，可設f=f0=const，從而濾除6而演變過程；∈≤10?1,β作用必須考慮，則大氣5）演變過程有動力學守恒量：對于水平無輻散運動，絕對渦度ζa=(ζ+f)守恒；對于水平輻合、輻散適應過程也有動力學守恒量：奧布霍夫位渦ζ?=常數(shù)（習題Cha.4－5）。演變過程演變過程適應過程準渦旋(水平無輻β效應必須考慮β作用β作用可忽略2,利用(24)2和?t2=C0?x2?fu7u=Uei(kx?ct)222c=±C0±22適應過程的物理機制內的非地轉狀態(tài)為：只有風場（南風沒有相應的氣壓場支持，即：建t>0t=0=0?φ?φ輻散（質量減少）→左邊自由面降低(<0因而形成氣壓梯度(輻散（質量減少）→左邊自由面降低(>0同時左邊水平8 O() O()=定義地轉適應時間（尺度）:T=L(4.29)cgO()(4.24)2O(?fu)=f0U(4.30)O()(4.24)3利用?(1O(?)=（4.31）L2f2），討論：如果L<L0，適應過程中流場變化遠小于氣壓場的變化，此時稱氣壓場向流場適應用：天氣圖分析時大形勢和小系統(tǒng)不同著眼點的分析原則。短，平衡南風所需的氣壓場可以很快的建立，則南風還未被大量削弱時，平衡它的氣壓場已建立

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