 |
17. Геострофическая адвекция в слое атмосферы.
|
|
|
|
17. Геострофическая адвекция в слое атмосферы.
Выведем формулу для расчета геострофической адвекции в слое атмосферы в зависимости от поворота ветра с высотой.
Возьмем формулу из системы (3)
Заменим в этой формуле 
, а 
заменим из следующих соображений. Обозначим через d угол между изобарой и изотермой и рассмотрим изменение величины и направления геострофического ветра в очень тонком слое от z0 от z:
Изменение величины и направления геострофического ветра в очень тонком слое от z0 от z
Так как угол Dd очень мал, то из DАВС получим:
Подставим в (5) 
Разделим уравнения (5) на 
и перейдем к пределу при 
.
Из уравнения (7) выразим
Подставим (8) в уравнение (3) 
ы
В уравнении (9) 
Таким образом, геострофическая адвекция в слое Dz запишется так:
В формуле (10) угол d - это угол, отсчитываемый от барического градиента к термическому против часовой стрелки.
18. Геострофическая адвекция на изобарической поверхности.
При правом повороте ветра, когда dd > 0, наблюдается адвекция тепла. При левом повороте dd < 0 и адвекция холода в слое от z0 до z.
Получим формулу для расчета геострофической адвекции по повороту ветра при переходе с одной изобарической поверхности на другую. Воспользуемся формулой (20), вспомним основное уравнение статики.
Подставим dz в уравнение (10):
– подставим в уравнение (11)
Получим:
В уравнении (12) так же, как и в уравнении (10), угол d - это угол, отсчитываемый от барического градиента к термическому против часовой стрелки.
19. Геопотенциальная высота.
Для практических целей в поле давления удобно представлять в виде карто-схемы. Это позволяет достаточно легко анализировать атмосферные движения на заданном уровне или общий характер потоков, связанных с полем давления. Можно осуществлять упрощение барометрической формулы путем введения в неё геопотенциала.
|
|
|
Геопотенциал характеризует потенциальную энергию воздушной частицы, находящейся на уровне Z, т. е. геопотенциал равен работе, затрачиваемой против силы тяжести для перемещения ед. массы воздуха с исходного уровня на высотуZ.
Поверхность равных значений геопотенциала называют поверхностью уровней. За нулевую поверхность принимается поверхность невозмущенного океана.
Сейчас вместо геопотенциала вводят геопотенциальную высоту :
Геопотенциальным метром называется работа, которую надо совершить против силы тяжести величиной в 9, 8 м/с2при перемещении единицы массы на 1 м.
На широте 
совпадает геометрическая и геопотенциальная высота.
20. Барометрическая формула геопотенциала.
Найдем связь между геопотенциала и атм. давлением.
Ур. статики запишем в следующем виде:
Заменим в (1) плотность на из ур. состояния и получим:
Проинтегрируем левую часть ур. (2) от Ф0 до Ф, а правую – от Р0 до Р :
Формула (3) носит название барометрической формулы геопотенциала.
21. Абсолютная геопотенциальная высота.
Если принять за нижний предел интегрирования в левой части выражения (3), значения потенциала на ур. моря, тогда Ф0 будет равным нулю.
Данная формула выражает значения абсолютного потенциала в зависимости от температуры и давления.
Абсолютная геопотенциальная высота ( АГВ ) записывается в следующем виде:
Из формулы видно, что абсолютная геопотенциальная высота зависит от давления на уровне моря и средней температуры слоя воздуха. Таким образом АГВ изобарической поверхности – это её геопотенциальная высота над уровнем моря.
|
|
|
Географические карты с наименьшими на них значениями АГВ изобарической поверхности называются картами абсолютной топографии. На картах АТ абсолютная геопотенциальная высота наносится в геопотенциальных декаметрах: 1 гп. дам. = 10 геопот. метров
|
|
|
