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方程7-24表达了热的风在压力坐标系之间的关系。通过类比Eq。7 - 8,就像在一个压力表面轮廓高度简化的地转流,然后从情商。我们看到7-24温度压力表面轮廓作为热风切变的流线。我们注意到通过一个可以获得类似于情商的关系。7-24高度坐标(见问题9章结束),但不太优雅,因为情商。7 - 4 p的因素。热的风也可以写下来的潜在温度(见第10题,也在这一章)。

经向温度梯度和垂直风之间的联系

9在实践中,摩擦引起的流体摩擦的锥底部使水流向零。然而,热风切变依然气旋流增加的所有表面。

10在分层流体浮力频率(4.4节)是由N2 = - g / p dp / dz或N2 ~ g / H g = g ^ p / p和美联社是一个典型的垂直刻度H密度的变化。

剪切表达Eq。7-24很容易看到的zonal-average气候学(参见无花果。5.7和5.20)。因为温度减少向极,dT / dy < 0在北半球,但dT / dy > 0在南半球;因此f 1 / oy < 0两种。

然后Eq。7-24告诉我们,du / dp < 0:所以,高度增加(减少压力)必须越来越东(西)风两个半球(画在图7.19),这正是我们观察在图5.20。

图7.19。西风在两个半球的示意图与equator-to-pole温度梯度热风力平衡。(见Eq。7-24和观察无花果所示5.7和5.20)。

图7.20。温度,T,格林尼治时间500 - mbar表面12 6月21日,2003年,同时图7.4。等高线间距是2°C。厚厚的黑线标记的位置子午截面图7.21所示为80°20°N W从70°N地区明显分离热空气温度对比(粉红色)从寒冷的空气(蓝色)。最冷的气温极低至-32°C。

图7.20。温度,T,格林尼治时间500 - mbar表面12 6月21日,2003年,同时图7.4。等高线间距是2°C。厚厚的黑线标记的位置子午截面图7.21所示为80°20°N W从70°N地区明显分离热空气温度对比(粉红色)从寒冷的空气(蓝色)。最冷的气温极低至-32°C。

气氛也接近热风平衡大规模在任何瞬间。例如,图7.20显示了T 500 - mbar表面12日格林尼治时间6月21日,2003年,同时500年的情节mbar高度场图7.4所示。记住,情商,7-24 T轮廓简化地转的剪切,挖/ dp。注意强经向梯度在中纬度地区的强劲蜿蜒曲折的急流。在图7.21中,这些梯度也明显的垂直截面温度T和u纬向风穿过大气层在80°W,从20°N 70°N的同时在图7.20。垂直坐标是压力。注意,在符合情商。7-24,风随高度增加,T表面斜率向上北极和降低高度,T表面斜率向下。的垂直风切变很强的地区急剧T表面斜率;垂直风切变是非常弱的,T表面几乎是水平的。还要注意异常寒冷的空气与激烈的低在80°W, 40°N标记在图7.4。

总之,Eq。7-24账户定量以及定性观察水平温度梯度之间的连接和大气中垂直风切变。在第9章,我们将看到一个类似的表达热风也应用在海洋里。

瞬时的风和温度在80 W

图7.21。纬向风的横截面,u(色标,绿色指示向我们离我们和棕色,和薄每5 ms-1轮廓),和温度,T(厚轮廓每5°C),穿过大气层在80°W,从20°N 70°N, 2003年6月21日在12日格林尼治时间标记在无花果,7.20和7.4。注意,du / dT / dp < 0在地区dy < 0,反之亦然。

图7.21。纬向风的横截面,u(色标,绿色指示向我们离我们和棕色,和薄每5 ms-1轮廓),和温度,T(厚轮廓每5°C),穿过大气层在80°W,从20°N 70°N, 2003年6月21日在12日格林尼治时间标记在无花果,7.20和7.4。注意,du / dT / dp < 0在地区dy < 0,反之亦然。

7.4。SUBGEOSTROPHIC流:埃克曼层

回到我们之前讨论大气的环流在第八章中,我们必须开发一个进一步的动态概念。虽然大规模流动自由大气和海洋是接近地转风和热的平衡,在边界层流体摩擦在固体边界或当风直接驱动海洋,我们观察到明显偏离地转状态由于摩擦的存在在情商方面。6-29。

的动量平衡情商,7 - 2有关如果流动非常缓慢(Ro < < 1)和摩擦力F足够小,这是当F和Eq Du / Dt。6-43可以被忽视。摩擦效应确实是大气和海洋的内部小,但他们成为重要的边界层。在底部公里左右的大气,表面的粗糙度产生湍流,后者将拖下边界的自由氛围。在前一百米左右的海洋风产生湍流,携带的势头进入室内了。F的层成为重要的叫做埃克曼层,在著名的瑞典海洋学家研究了流海洋,将在第十章中详细讨论。

如果罗斯比数又认为是小,但F是现在不可以忽略不计,然后动量平衡的水平分量,Eq。6-43,变成了:

想象这些余额,请考虑图7.22。让我们从你开始:每单位质量科里奥利力,fz x u,必须向右流动,如图所示。如果每单位质量摩擦力,F,充当“拖”指示相反的流。这两股力量的总和

图7.22。部队在情商的平衡。7-25:虚线是矢量和F-fz x u和由1 / pVp平衡。

虚线箭头表示的描述。这一定是平衡的压力梯度力每单位质量,如图所示。因此,压力梯度风不再是正常的向量,或(说同样的事情)风不再是沿着等压线。虽然仍然是一个倾向于流向压力低的离开,现在有一个(frictionally-induced)组件的压力梯度(低压)。

因此,我们看到在F,流动速度subgeostrophic(不到地转),因此,科里奥利力(其大小正比于速度)并不足以平衡压强梯度力。因此,压力梯度力“赢”,导致一个ageostrophic组件直接从高到低的压力。“跌倒”流动压力梯度。

通常很有用明确独立水平地转流呃,ageostrophic组件:

uag ageostrophic电流,离开实际的水平从它的地转流值ug Eq。7。使用7-25情商,情商,7-26地转情商关系。7 - 2,我们看到:

继续阅读:理解观察到的循环

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