位涡即位势涡度,是绝对涡度与涡旋有效厚度的比值。位势涡度是自由大气的一个基本性质,具有多种表达式,它是
气象学的一个基本概念,在研究大气动力学过程中具有广泛应用。当大气为正压、绝热且无摩擦的情况下,可证得位势涡度为一个常数,不随任何量变化。说明气柱在等位温面之间作干绝热运动时,位势涡度保持不变。当不考虑空气伸缩,位涡守恒可简化为绝对涡度守恒。
式中,ζ为涡度;f为地转参数;h为气柱高度。该式表明:在气柱运动过程中,无论气柱厚度和绝对涡度如何变化,它们的比值保持为常数;位涡是动力学量和热力学量的结合,是描述气柱动力学性质和热力学性质的综合量;位涡守恒反映的是大气热力结构对涡度变化的约束。
位涡理论,常用于判断大气的
对称不稳定;用于解释锋面雨带的生成,如江淮
梅雨锋暴雨、华南暴雨、
台风暴雨、西南涡暴雨等;分析利于形成
对流不稳定的天气形势,如冷空气南下过程中气团变薄,受地形影响背风坡形成
背风槽等,在天气诊断分析和预报中应用广泛。