Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Пермский государственный национальный исследовательский университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

синоптика.pdf

Скачиваний:

1054

Добавлен:

13.03.2016

Размер:

13.13 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 8485 / 13885 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 > Следующая >>>

11. Атмосферные фронты

Тропосферный фронтогенез почти всегда сопровождается динамическим ростом давления, а тропосферный фронтолиз – динамическим падением давления.

Это очень важное обстоятельство, поскольку позволяет по структуре термобарического поля тропосферы делать качественные выводы о развитии синоптических процессов.

11.10.3. Оценка тропосферного фронтогенеза и фронтолиза

В качестве оценки тропосферного фронтогенеза и фронтолиза используются изменения горизонтальных температурных градиентов:

Различают индивидуальный и локальный фронтогенез и фронтолиз. Индивидуальным фронтогенезом (фронтолизом) называют увеличение (уменьшение) горизонтального градиента температуры в движущемся воздухе. Локальный фронтогенез (фронтолиз) характеризуется возрастанием (уменьшением) горизонтального градиента температуры в данной точке. Эволюцию фронтальных зон описывает индивидуальный фронтогенез (фронтолиз):

Fинд = dtd ( ∂∂νT) , или более детально:

∂T

= (

∂T 2

+ (

∂T

∂ν

∂x )

∂y )

d ∂T ∂ ∂T

+ u

∂ ∂T

+ v

∂ ∂T

( ∂ν ) =

∂ν

+ τ

∂t ∂ν

∂x ∂ν

∂y

∂p ∂ν

при условии адиабатичности dT = γ a τ, принимая во внимание, что dt ρg

∂	γ a	≈ 0,	∂	γ a	= 0,
∂x ρg		≈ 0,	∂y ρg		= 0,
∂x ρg			∂y ρg

получим:

Fинд

+ 1

Tν

∂T 2

∂u

∂T

2 ∂v

∂T ∂T

∂v

= −

[(

∂x )

∂x

+ (

∂y )

∂y

+ ∂x ∂y

(

∂x

∂y )]

[

∂T

∂

(

)

∂T

∂

(

) +

∂T

(γ

− γ)

∂τ

∂T

∂x

∂y

∂x

ρg

∂x

∂y

ρg

(γ a − γ) ∂τ		],	(11.10.2)
ρg	∂y

т.е. индивидуальный фронтогенез характеризуется сочетанием полей движения и температуры: Fинд = Fинд1 + Fинд2 .

Н.А. Дашко Курс лекций по синоптической метеорологии

11. Атмосферные фронты

В первое слагаемое ( F ) входят составляющие горизонтального движения воз-

инд1

духа (адвекция), а во второе слагаемое ( F ) – вертикальные перемещения.

инд2

Рассмотрим каждое слагаемое выражения (11.10.1). Преобразуем первое слагаемое

( F ) в соответствии с натуральной системой координат, используя геострофические

инд1

соотношения:

u = −

∂H

v =

∂H .

∂y

∂x

= −

[(

∂T

)

∂u

∂T

)

∂v

∂T ∂T

(

∂v

)],

(11.10.3)

∂x

∂y

∂x ∂y

∂x

∂y

Tν

инд1

[

∂T

∂

(

) +

∂T

∂

(

)

∂T (γ

− γ)

∂τ

∂T (γ

− γ) ∂τ

] .

(11.10.4)

Tν

инд2

∂x

ρg

∂y

ρg

∂x

ρg

∂x

∂y

ρg

∂y

С учетом принятых в натуральной системе обозначений получим:

= −

[(

∂T

)

∂u

∂T

)

∂v

∂T ∂T

(

∂v

)] =

Tν

∂x

∂y

∂x ∂y

∂x

∂y

инд1

g ∂H

∂T

2 ∂

g ∂H

∂T

∂

g ∂H

∂T ∂T

∂

= −

{−( ∂x )

(

∂y ) +

( ∂y )

(

∂x ) +

∂x ∂y

[

(

∂x )

−

(

∂y )]} =

∂x

∂y

∂x

∂y

∂T 2

g ∂Hn ∂T 2

g ∂Hn ∂T ∂T

g ∂2 H g ∂2 H

(11.10

.5)

= − T

{( ∂x )

∂s

) −( ∂y )

∂s

) + ∂x ∂y [− l

(

∂n

2 ) + l(

∂s

)]} =

1 g

∂T

∂T ∂T

(κHn

−Hnn)}.

= −

{Hns[( ∂x )

−( ∂y )

] +

∂x ∂y

Tν

∂T ∂T

Кроме того, учитывая, что проекции Tν на соответствующие оси Х и Y ( ∂x , ∂y )

можно представить как

∂T

−

∂T

, sin ξ =

∂x

cosξ =

∂y

∂T

= Tν sin ξ,

∂T

= −Tν cosξ ,

∂ν

∂x

∂y

где ξ – угол между изогипсой Н и изотермой Т, отсчитываемый от изогипсы к изотерме (часовой стрелке – отрицательное направление, против часовой стрелки – положительное направление).

Н.А. Дашко Курс лекций по синоптической метеорологии

11. Атмосферные фронты

= −

sin2

ξ − T

cos2 ξ) − (T

sin ξ)(T

cos

ξ)(κH

− H

)]

инд

(11.10.6)

= Tν

l[Hns (cos

ξ − sin

ξ) + sin ξ cosξ(κHn − Hnn )] =

= Tν

[Hns

(cos2ξ +

sin 2ξ(κHn

− Hnn )].

Преобразуем выражение для Fинд2

[

∂T

∂

(

) +

∂T

∂

(

)

∂T (γ

−

γ)

∂τ

∂T

(γ

− γ) ∂τ

] =

Tν

инд2

∂x

ρg

∂y

ρg

∂x

ρg

∂x

∂y

ρg

∂y

∂T

∂

∂T

∂

∂T (γ

− γ) ∂τ

∂T (γ

− γ) ∂τ

[

(

)

(

) +

] =

∂x

∂y

∂x

∂y

ρg

sin2 ξ(τ

) + T2

cos2

ξ(τ

) + T

sin ξ

(γ

− γ) ∂τ

+ T

cos ξ

(γ

− γ) ∂τ

] =

Tν

ρg ∂x

ρg ∂y

= T

(sin2 ξ

+ cos2 ξ) +

(γ

− γ)

∂τ

sin ξ −

∂τ

cos ξ) = T

R (γ

− γ) ∂τ

(

∂x

∂y

ρg

∂ν

ρg

Таким образом

= Tν

(cos2ξ +

sin

2ξ(κH

− H

)],

(11.10.7)

инд

γ a R

τ +Tτ

−

Tτ

) ,

(11.10.8)

инд

= T

(cos2ξ +

sin 2ξ(κH

− H

)] +

γ a R

(T τ + Tτ

−

Tτ

)

(11.10.9)

инд

ν l

Фронтогенез имеет место при Fинд>0, или когда знаки всех членов данного выра-

жения положительны.

Оценим вклад первого слагаемого Fинд1

в соответствии с формулой (11.10.7).

Фронтогенез

имеет

место

при

Fинд1

>0,

т.е.

когда

Hns cos2ξ > 0 и

sin 2ξ(κHn − Hnn ) > 0 , что отмечается:

•Без учета адвекции ( Hns cos2ξ > 0) при сходимости изогипс ( Hns >0) и cos2ξ > 0 ,

т.е. при |ξ|<45°, либо при расходимости изогипс ( Hns <0) и cos2ξ < 0 , т.е. при |ξ|>45°.

Н.А. Дашко Курс лекций по синоптической метеорологии

11. Атмосферные фронты	50
•При адвекции тепла, когда	sin 2ξ(κHn − Hnn ) > 0 , т.е. когда sin 2ξ < 0 ,

(κHn − Hnn ) < 0 при κ < 0 (антициклоническая кривизна) и при сгущении изогипс в сто-

рону высокого давления ( Hnn > 0 ).

•При адвекции холода, когда sin 2ξ > 0 , (κHn − Hnn ) > 0 , т.е. при κ > 0 (циклоническая кривизна) и при сгущении изогипс в сторону низкого давления ( Hnn < 0 ).

Фронтолиз имеет место при F <0, или когда знаки всех членов выражения от-

инд1

рицательны.

Первое слагаемого Fинд1 <0, когда Hns cos2ξ < 0 и sin 2ξ(κHn − Hnn ) < 0 , что

имеет место:

•Без учета адвекции при сходимости изогипс ( Hns >0) и cos2ξ < 0 , т.е. при |ξ|>45°,

либо при расходимости изогипс ( Hns <0) и cos2ξ > 0 , т.е. при |ξ|<45°.

•При адвекции тепла, т.е. когда sin 2ξ < 0 ), (κHn − Hnn ) > 0 при κ > 0 (циклоническая кривизна) и при сгущении изогипс в сторону низкого давления ( Hnn < 0 ).

•При адвекции холода, когда sin 2ξ > 0 , (κHn − Hnn ) < 0 при κ < 0 (антициклони-

ческая кривизна) и при сгущении изогипс в сторону высокого давления ( Hnn > 0 ).

Если знаки первого и второго слагаемых противоположны, предпочтение отдается обычно первому слагаемому, вклад которого более значителен.

Чтобы оценить зависимость фронтогенеза и фронтолиза от вертикальных движе-

ний воздуха F (11.10.3), целесообразно провести некоторые преобразования.

инд2

Направим ось Х вдоль изотермы, тогда	∂T	= 0,	∂T	= −T . Поскольку	ρ =	P	,
	∂x		∂y			RT
				ν

то при γа=const (вдоль рассматриваемой изобарической поверхности), формула (11.10.8) примет вид:

F		= τT γ		R	+	γ a − γ	∂τ	(11.10.10)
			a Pg
инд	2	ν				gρ ∂ν

Н.А. Дашко Курс лекций по синоптической метеорологии

<<< < Предыдущая 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 8485 / 13885 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
29.03.201557.86 Кб13Семинары.doc
#
30.03.201520.38 Кб98Семинары.БЖД.docx
#
05.11.201890.11 Кб7Семинары2 часть_ПИР дневн.doc
#
30.03.201532.4 Кб28Сибур. зачет.docx
#
30.03.2015576 Кб134Сила молящейся жены.doc
#
13.03.201613.13 Mб1054синоптика.pdf
#
24.09.2019118.27 Кб75Система СПО.doc
#
23.09.201996.44 Кб12Система уроков по творчеству Н. Лескова.docx
#
03.05.2019798.21 Кб3СКД для Бухгалтеров и коммерсантов-заочников дл...doc
#
08.11.2019923.65 Кб4Скинула с сайта для сдачи теста.doc
#
30.03.20153.29 Mб190Словарь Алаева.pdf