涡度是一个三维
矢量,其定义是:
速度场的
旋度。在
气象学应用中,一般只考虑涡度的垂直分量,即围绕垂直轴旋转的涡度分量。其垂直涡度等于相应角速度的二倍,必须注意,
流体的角速度并不是整体一致的,这里所说的
角速度是指当面元无限趋近于中心点O时的极限值。平均涡度是平均角速度的二倍。
但是因为
大气运动主要是水平的,所以在
气象学应用中,一般只考虑涡度的垂直分量,即围绕垂直轴旋转的涡度分量。其垂直涡度等于相应角速度的二倍,必须注意,
流体的角速度并不是整体一致的,这里所说的角速度是指当面元无限趋近于中心点O时的极限值。
前面所说的流体面元如果以固体圆盘代替,由于固体的角速度到处都是一致的,所以圆盘的涡度就是其角速度的二倍。地球自转产生的涡度叫做
地转涡度,在北半球纬度为处,因地球自转得到在垂直方向上的角速度为,其中 为角速度,与其对应的垂直方向上的涡度为。可见地转涡度恰好等于
地转参数。
涡度与角速度的关系,在普遍的情形下可由下述
斯托克斯(Stokes)定理得出,平均涡度是平均角速度的二倍。