地转

更新时间:2022-08-25 13:33

地转(geostrophic motion)全称地转运动或地转风场,是航空飞行时在中纬度地区会碰到的等压线为一族平行的直线时的平衡流场。在地转运动中,水平气压梯度力科里奥利力相平衡。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。

简介

等压线为一族平行的直线()时的平衡流场称为地转运动,或称为地转风场。

相关方程

在地转运动中,水平气压梯度力科里奥利力相平衡。这一平衡关系表示在图1 中。若Vg表示地转风速的大小,则有:

若从矢量形式的水平运动方程出发,则地转运动的动力学关系为

其中 k 和 Vg为矢量。以矢量k 乘以上式得到

上式表明地转风方向与等压线相平行,在北半球(f>0),高压在速度方向右侧,低压在速度方向左侧;地转风大小与水平气压梯度成正比,与密度纬度的正弦成反比。写成分量形式有

静力平衡条件下可采用 p 坐标系,p 坐标系中地转运动的动力学关系为

由此得到

p 坐标系中地转风表达式要比 z 坐标西中简单,不再出现密度因子。又地转风大小为

式中 N 为位势梯度方向,故地转风大小和等压面坡度成正比,等压面坡度愈大,地转风速也愈大。

应该指出,以上定义的地转运动必须满足一下条件:

(1)气流方向无外力分量;

(2)运动是水平的,定常的;

(3)水平气压梯度力与科里奥利力严格相平衡。

因此,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。

免责声明
隐私政策
用户协议
目录 22
0{{catalogNumber[index]}}. {{item.title}}
{{item.title}}