热成风

更新时间:2024-03-09 02:56

热成风(thermal wind)是地转平衡(geostrophic balance)条件下,不同高度等压面之间地转风(geostrophic wind)的矢量差,或地转风随等压面高度的变化。

描述

热成风就是地转风在坐标系中的垂直变化率,通常称作热成风关系。所谓热成风是指地转风在两个气压面之间的差别。之所以叫热成风,是因为这种地转风的垂直变化率是由在等压面上的温度水平梯度所决定,即由水平方向上的冷热不均匀性所产生。如果温度在等压面上没有水平变化,那么也就没有地转风的垂直变化。

应用

热成风关系在实际中有着广泛的应用。首先,它是天气图分析的主要理论基础,由于它把不同层次的地转风于平均温度的水平分布联系起来,因此,根据气压和温度的三维结构,可以了解不同层次的地转风。例如,若已知某一高度的地转风和两个高度间的平均温度场,则可求另一高度上的地转风。相反,若将不同层次的实测风近似当做地转风,则可根据风场推出气压和温度场结构。另一方面,热成风关系还可以定性的解释一些天气现象,例如北半球对流圈内西风向上叠加,形成对流层顶附近西风急流的原因。

在实际工作中进行天气分析时,根据某站风随高度变化的情况 可作温度平流的分析,当风随高度作逆时针方向旋转时,可判断这个气层间有冷平流,当风随高度作顺时针旋转时,则有暖平流。

特点

在平衡条件下:

(1)低层风向与热成风风向一致,风速随高度逐渐增大,风向不变。

(2)低层风向与热成风方向相反,风速随高度逐渐减小,到某一高度风速减小到零;再向高空,风速随高度

增大,风向发生180°转变,同热成风风向一致。

(3)低层风从冷区吹向暖区,北半球风向随高度逐渐向左转,而且愈到高层,风向与热成风风向愈接近。

(4)流向冷区,北半球风向随高度逐渐向右转,愈到高层风向与热成风愈接近。

说法由来

由热成风的定义和性质可知,北半球中纬度地区的高空风为西风的原因正是热成风的存在。因为高空风遵循 “准地转平衡”,即水平科氏力 和 “水平气压梯度力”平衡,所以高空风几乎就是地转风。然而,因为自西向东的热成风的存在,使得地转风从底层到高层渐渐地也自西向东吹,这样北半球中纬度地区高空风吹的就是西风。这就是 北半球中纬度地区高空风是西风”的说法的由来。

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