Уравнение баротропной завихренности - Barotropic vorticity equation

В уравнение баротропной завихренности предполагает, что атмосфера почти баротропный, что означает, что направление и скорость геострофический ветер не зависят от высоты. Другими словами, нет вертикали сдвиг ветра геострофического ветра. Это также означает, что изолинии толщины (прокси для температуры) параллельны контурам высоты верхнего уровня. В этом типе атмосферы области высокого и низкого давления являются центрами аномалий высоких и низких температур. Высокие частоты с теплым ядром (например, субтропический хребет и высокие Бермудско-Азорские острова) и холодные минимумы имеют усиление ветра с высотой, с обратным верно для максимумов с холодным ядром (неглубокие арктические максимумы) и с минимумами с теплым ядром (например, тропические циклоны ).^[1]

Упрощенная форма уравнение завихренности для невязких, расхождение -свободное течение (соленоидный поле скоростей), уравнение баротропной завихренности можно просто сформулировать как^[2]

{ displaystyle { frac {D eta} {Dt}} = 0,}

где D/Dt это материальная производная и

{ displaystyle eta = zeta + f}

является абсолютный завихренность, с участием ζ будучи относительная завихренность, определяемый как вертикальный компонент завиток скорости жидкости и ж это Параметр Кориолиса

{ displaystyle f = 2 Omega sin varphi,}

где Ω это угловая частота вращения планеты (Ω = 0.7272×10⁻⁴ s⁻¹ для земли) и φ является широта.

С точки зрения относительная завихренность, уравнение можно переписать в виде

{ displaystyle { frac {D zeta} {Dt}} = - v beta,}

где β = ∂ж/∂у это вариация Параметр Кориолиса с расстояния у в направлении север-юг и v - составляющая скорости в этом направлении.

В 1950 году Чарни, Фьёртофт и фон Нейман интегрировали это уравнение (с добавлением распространение срок на Правая сторона ) на компьютер впервые с использованием наблюдаемого поля 500гПа геопотенциальная высота для первого временного шага.^[3] Это был один из первых успешных примеров численный прогноз погоды.

Смотрите также

Баротропный

использованная литература

^ Уоллес, Джон М. и Питер В. Хоббс (1977). Наука об атмосфере: вводный обзор. Academic Press, Inc., стр. 384–385. ISBN 0-12-732950-1.
^ Т. Н. Кришнамурти; Х. С. Беди; В. М. Хардикер; Л. Рамасвами (2006). Введение в глобальное спектральное моделирование (2-е изд.). Birkhäuser. ISBN 978-0-387-30254-6.
^ Charney, J. G .; Fjørtoft, R .; фон Нейман, Дж. (1950), "Численное интегрирование уравнения баротропной завихренности", Скажи нам, 2: 237–254, Bibcode:1950TellA ... 2..237C, Дои:10.3402 / tellusa.v2i4.8607

внешние ссылки

http://www.met.reading.ac.uk/~ross/Science/BarVor.html

Эта геофизика -связанная статья является заглушка. Вы можете помочь Википедии расширяя это.

[1] Уоллес, Джон М. и Питер В. Хоббс (1977). Наука об атмосфере: вводный обзор. Academic Press, Inc., стр. 384–385. ISBN 0-12-732950-1.

[2] Т. Н. Кришнамурти; Х. С. Беди; В. М. Хардикер; Л. Рамасвами (2006). Введение в глобальное спектральное моделирование (2-е изд.). Birkhäuser. ISBN 978-0-387-30254-6.

[3] Charney, J. G .; Fjørtoft, R .; фон Нейман, Дж. (1950), "Численное интегрирование уравнения баротропной завихренности", Скажи нам, 2: 237–254, Bibcode:1950TellA ... 2..237C, Дои:10.3402 / tellusa.v2i4.8607

[1]

[2]

[3]