何为热成风

夜阑细雨

如题...

tom.hp

原帖由 ecmwfsb 于 2008-10-19 06:51 发表
如题...

上、下两层等压面上地转风的矢量差称为热成风。
    具体来说：地转风在铅直方向上的速度矢量差。因为地转风的大小和等压面上的重力位势梯度成正比，因而热成风的大小必和上层等压面与下层等压面之间的厚度（即两等压面间的重力位势差）梯度大小成正比。按照大气静力学关系，两等压面之间的平均气温越大，其厚度也越大，因此，热成风的大小必和上层等压面与下层等压面之间的平均气温梯度大小成正比。
    这是一种与两个气层间温度分布不均匀有密切关系的。热成风的方向与气层间的平均等温线平行，在北半球，顺热成风方向看，高气温在右，低气温在左；南半球则相反。热成风的大小与气层间的水平温度梯度成正比。 即等温线越密集，热成风就越大，反之就越小，对于正压大气，等压面上的温度梯度为零，故不存在热成风。对于斜压大气，等压面上有温度梯度，必存在热成风。因为自由大气中大尺度运动的实际风接近于地转风 ，故自由大气中大尺度运动实际风随高度的变化可近似地用热成风来表征。这个就是热成风原理。
    因此，地转风和热成风，反映着自由大气中大尺度运动的风场、气压场、温度场之间最基本的关系。
　　应用热成风原理，可在实际工作中进行天气分析，如根据某站风随高度变化的情况作温度平流的分析，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。

[ 本帖最后由 tom.hp 于 2008-10-19 08:28 编辑 ]

夜阑细雨

顺便问一下什么是重力波

tom.hp

原帖由 ecmwfsb 于 2008-10-19 08:42 发表
顺便问一下什么是重力波

重力波应该是和流体力学有关的一种比较特异的波动。
物体如果被重力吸引而产生加速的过程中，会发出引力辐射，就像电磁波一样，因为电荷被加速时会发出电磁辐射。
这些我记得是从广义相对论中预言出来的。
现在国外各大机构貌似已经朝这个方向做了很多研究去证实重力波的存在。

重力波我也不是很清楚，只能稍微说一下，等高手补充了:)

LZ年纪虽小，科学方面的探索的确非常深入，很不容易h:06

[ 本帖最后由 tom.hp 于 2008-10-19 08:58 编辑 ]

夜阑细雨

有些懂了,那么热成风的数据从哪得出?

tom.hp

原帖由 ecmwfsb 于 2008-10-19 09:05 发表
有些懂了,那么热成风的数据从哪得出?

　　热成风的速度矢量公式见下图：
公式由来是：
这里vT表示热成风的速度矢量，Δvg为高度z2和z1地转风的铅直切变,Δz=z2-z1表示上下等压面P2和P1间气层的铅直厚度（推导公式见下图）
　　
式中堟代表该气层的平均温度，Rd是干空气的气体常数。　　
显然，热成风的方向与等平均温度线平行。在北半球顺热成风方向看,高温在右,低温在左；南半球则相反。热成风的大小与平均温度梯度成正比，与科里奥利参数 f 成反比。因此，同地转风相对应，有人把热成风定义为温度水平分布所形成的“风”。
　　对于正压大气，等压面上的温度梯度为零，故不存在地转风的铅直切变；对于斜压大气，在等压面上有温度梯度存在，必然有地转风的铅直切变，即存在热成风。在自由大气中,因大尺度运动的实际风近似于地转风,故实际风随高度的变化，可近似地用地转风的铅直切变或热成风来表征。因此，地转风和热成风，反映着自由大气中大尺度运动的风场、气压场、温度场之间最基本的关系。利用热成风，还可以分析天气系统的三度空间分布。
　　综上所述，可知大气的大尺度运动是准静力的、准水平的和准地转的。

风飞

原帖由 ecmwfsb 于 2008-10-19 08:42 发表
顺便问一下什么是重力波

大气科学中的重力波是流体力学的一个概念。
重力波的形成是流体介质内一块流体发生密度变化，或者表面部分介质位置发生变化而产生的向四周传播的震荡。此过程中起作用的力为重力
根据产生原因的不同，可分为重力内波和重力外波。
大气中的比较重要的波有三个：声波，重力波和罗斯贝波。

tom.hp

原帖由 风飞 于 2008-11-16 18:39 发表

大气科学中的重力波是流体力学的一个概念。
重力波的形成是流体介质内一块流体发生密度变化，或者表面部分介质位置发生变化而产生的向四周传播的震荡。此过程中起作用的力为重力
根据产生原因的不同，可分为重力 ...

       楼上的回答非常好，鼓励一下。
    另外我补充一下地球大气中存在的波动形式及其和天气变化的关系。
    大气中存在的波动形式有：声波、重力波（重力内波、重力外波）、惯性波（内波)）和长波 (罗斯贝波) 。
    声波的性质：由于e <<u，所以声波是快速高频率双向传播的纵波，一般情况下声波对天气变化无影响。
    重力外波是垂直横波，双向传播，属于快波。其天气学意义不重要，也称浅水波、表面波。
    重力内波分为两类：切变重力内波和层结重力内波。性质主要是垂直横波，双向传播波，是二维波动。也就是非静力平横大气中在稳定层结条件下才能形成重力内波，既可以沿水平方向也可以沿垂直方向传播，重力内波与中尺度特别是小尺度天气系统关系密切。
    惯性波的性质：是二维波，可同时在水平垂直方向传播属于慢波。  
    大气长波的性质：是水平横波、单向波、慢波，对大尺度天气变化过程有重要意义。
    所以总的来说，声波、重力外波是非频散波；而重力内波、惯性重力波和长波是频散波，这三种波对天气有重要影响。