涡度平流.PPT

第四章 气旋与反气旋 ;教学内容与教学安排;技能训练内容;教学目标;教学重点与教学难点;第一节 气旋、反气旋的特征和分类;第一节 气旋、反气旋的特征和分类; 气旋的分类; 反气旋的概念; 反气旋的分类;第二节 涡度和涡度方程;一、涡度——流体质块速度的旋度 ;2.涡度的物理意义 ;当?t,?x无限小时即得 由此可见 表示与x轴平行的气块边界转动的角速度，并且 时 气块做逆时针（气旋式）旋转， 时气块做顺时针（反气旋式）旋转。 ;同理 表示与y轴平行的气块边界转动的角速度。 时气块作气旋式旋转， 时气块作反气旋式旋转 。 ;; 3. 地转风涡度表达式 将实际风用地转风代替，即得地转风涡度 ;地转风涡度的计算 ;4．自然坐标系中涡度表达式 如图所示，取两个坐标系 则有 ;式中Ks和Rs分别为流线的曲率和曲率半径。由式可见，自然坐标系中的涡度有两项组成：第一项是曲率涡度，第二项是切变涡度; 讨论上式的各项意义 ① 曲率涡度VKs ∵ V0 ∴ Ks0 气旋性曲率，ξ 0 正涡度 Ks0 反气旋性曲率，ξ0 负涡度 而且风速越大，曲率越大，涡度就越大。; ② 切变涡度 气旋式切变， 涡度为正 反气旋式切变 ， 涡度为负 而且切变越大，涡度越大;5．绝对涡度、相对涡度、行星涡度 因为 ， 有 绝对涡度 相对涡度 地转涡度或行星涡度 ∵ ∴;即行星涡度的方向与地球自转角速度的方向一致，其大小为地球自转角速度的两倍 ∴绝对涡度 其垂直分量 习惯上将下标略去，写为;式中?为行星涡度的垂直分量，又称为地转参数。在北半球?0，南半球?0。 在北半球中高纬地区大尺度运动系统中 故绝对涡度总是正值，只有在反气旋涡度很强的地区 ;二、涡度方程 1．“P”坐标系中的垂直涡度方程推导 由水平运动方程 做运算： 注意： ; 绝对涡度方程 ;2．讨论 ①相对涡度平流项 ; ②地转涡度平流项 北半球f 0, ?0; ;④涡度倾侧项（涡度转换项） 该项表示在有风的垂直切变，即有涡度的水平分量存在，同时又有垂直运动在水平方向不均匀分布时所引起的涡度变化。;即水平涡度倾斜产生正的垂直涡度分量; ⑤散度项 北半球 ，所以 即空气辐合使气旋式涡度增加 空气辐散使反气旋式涡度增加;3.涡度方程的简化 通过尺度分析可得简化的涡度方程 如大气是水平无辐散的则 即在正压水平无辐散大气中，绝对涡度是守恒的。 ;单元重点内容提要;第三节 位势倾向方程与ω方程;一、位势倾向方程;2.讨论上式各项的物理意义 ①左端项是 的二阶导数，对于波状扰动可以证明此项与 成正比。设 场在x、y和p方向按正弦波变化，故可写为;因此;②右端第一项为地转风绝对涡度平流 a. 地转风相对涡度平流项 即正涡度平流使等压面位势高度降低；反之，负涡度平流使等压面位势高度升高；; 天气图应用： 对于均匀分布的等高线 1. 在槽前脊后沿气流方向相对涡度减小，为正的相对涡度平流，等压面高度降低； 2.在槽后脊前沿气流方向相对涡度增加，为负的相对涡度平流，等压面高度升高； 3.在