准地转运动
地球流体的大尺度运动形式
准地转运动(quasi-geostrophic motion)是地球流体的大尺度运动形式,或描述地球流体大尺度运动的理论模型,其存在基于2个假设,即大尺度运动假设(罗斯贝数远小于1)和Beta平面假设(科氏力纬度呈线性关系)。
发展历史
准地转运动及其有关推论的提出者为美国气象学家Jule Charney,其在1948年给出了正压大气的准地转运动关系,并导出了准地转条件的涡度方程。
定义
准地转运动将真实速度视为地转速度(geostrophic velocity)和非地转运动(ageostrophic velocity)的线性叠加,且非地转运动的量级远小于地转运动:
等式右侧两项分别表示地转速度和非地转速度。在此基础上,对严格的地转平衡关系:,考虑非地转运动打破平衡并带来速度改变:
对式中的科氏力引入Beta平面假设:可得准地转速度随时间的变化:
上式定义了准地转运动的速度,并可被用于进一步推导位势高度、涡度等变量随时间的变化。
参考资料
Galarneau, T.J., Real-Time QG Diagnostics.Department of Hydrology and Atmospheric Sciences, University of Arizona.2019
最新修订时间:2024-05-21 17:04
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概述
发展历史
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