關於渦度 - 颱風討論

※ 引述《chanchen (隨便)》之銘言：
: 渦旋度 vorticity，或稱渦度
: 我去找了一些書籍來看
: 但始終不懂他是什麼東西＠＠
: 似乎跟切變有關係
: 也因為地球自轉而變
: 不過，來回看了幾十次還是搞不懂
: 想請問各位版有能否幫我解答


渦度其實就是指大氣流體中物體(氣塊)旋轉的程度

造成氣塊旋轉又可以分成兩個部分來講

一個部分是地球自轉在氣塊運動時對它產生的影響(行星渦度)

當地球以Ω的角速度旋轉~不論氣塊動不動~都會給它2Ω的渦度(單位面積環流量)

因為大氣很淺因此通常只考慮圍繞垂直軸的部分

也就是行星渦度可以寫成2Ωsinφ (φ指緯度角度)

跟科氏力的參數f相同~都是緯度的函數~隨緯度變化而變化

另一個部分是其他因素造成的氣塊自身旋轉度改變(絕對渦度ζ)

這部分比較麻煩須要推導渦度方程

方程中幾個大項分別代表平流項~幅散(合)項~扭轉項以及斜壓(力管)項

也就是造成局地ζ的改變可能來自外地渦度平流的加入

或是因為空氣的收縮膨脹造成幅散合而改變

沿旋渦方向上速度變化不均勻也會造成渦度改變(扭轉項)

最後就是當環境兩側的密度不同(例如冷暖空氣交界)~

兩側受力不均(氣壓梯度力)~而產生渦度的改變

經過尺度分析後~以渦度平流以及輻散合兩項的影響較大

兩者正好呈現負相關~

當正渦平流使ζ增加~空氣質點旋轉程度加大~產生的離心力會把質點往外帶

這時就可以說出現輻散效果(膨脹)~這會讓渦度減少回來

而負渦平流使ζ減少~空氣質點所受到的離心力降低則會有相反的效果

當有一項使ζ變化時~另一項就會有所抗衡

以上只是簡單的說明一下~想要詳細的了解可能還是得自己翻書去看囉~

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