Динамическая метеорология. Термический ветер

1. Российский государственный гидрометеорологический университет

Российский государственный
Российский государственный гидрометеорологический
университет гидрометеорологический
университет
Егоров Кирилл
Леонидович
Егоров Кирилл
Леонидович
кандидат физико- кандидат физико-математических
математических наук
наук
доцент кафедры ЭФА
- доцент кафедры ДАКЗ
Контактная информация:
e-mail: egorov@rshu.ru
т. кафедры: (812)444-59-47
1

2. КУРС « Динамическая метеорология»

ТЕМА 3
Термический ветер
Часть 2
2

3.

Изменение геострофического ветра
с высотой
p( x, y, z1 ) p1,
p( x, y, z2 ) p2
1 p2 1 p1 g z T
,
2
p2 x p1 x RT x
1 p2 1 p1 g z T
,
2
p2 y p1 y RT y
p1 1RT1,
|
1
2 z R
p2 2 RT2
3

4.

Изменение геострофического ветра
с высотой
1 1 p2 1 1 p1
g z T
,
2
T2 2 z 2 x T1 2 z 1 x 2 zT x
1 1 p2 1 1 p1
g z T
,
2
T2 2 z 2 y T1 2 z 1 y 2 zT y
p
1 p
ug
, v vg
2 z y
2 z x
1
4

5.

Изменение геострофического ветра
с высотой
1 1 p2 1 1 p1
g z T
,
2
T2 2 z 2 x T1 2 z 1 x 2 zT x
vg 2
p2
,
2 z 2 x
1
vg1
| T
p1
2 z 1 x
1
T
T
g z T
vg 2 vg1
,
T2
T1
2 zT x
T
T
1,
1
T2
T1
g z T
vg 2 vg1
2 zT x
5

6.

Изменение геострофического ветра
с высотой
1 1 p2 1 1 p1
g z T
,
2
T2 2 z 2 y T1 2 z 1 y 2 zT y
u g 2
p2
,
2 z 2 y
1
ug1
| T
p1
2 z 1 y
1
T
T
g z T
ug 2 ug 1
,
T2
T1
2 zT y
T
T
1,
1
T2
T1
g z T
ug 2 ug 1
2 zT y
6

7. Определение термического ветра

g z T
ug 2 ug 1
,
2 zT y
u g u g 2 u g 1
v g v g 2 vg1
g z T
vg 2 vg1
,
2 zT x
Vg Vg 2 Vg1
VT Vg Vg 2 Vg1
7

8. Определение термического ветра

VT i uT j vT
uT u g ug 2 u g 1 ,
g z T
uT
,
2 zT y
g z T
VT VT
,
2 zT n
vT v g v g 2 v g1
g z T
vT
,
2 zT x
T
grad sT
n
8

9. Направление термического ветра

T T
grad sT i
j
VT i uT j vT ,
x
y
T
T
VT grad sT uT
vT
x
y
g z
2 zT
T T T T
0
y x x y
VT grad sT
9

10. Направление термического ветра

Термический ветер (или вектор разности
векторов геострофического ветра на двух
высотах) направлен параллельно
изотермам так, что в северном полушарии
слева располагается область более низких
температур.
В южном полушарии направление
противоположно.
10

11.

Термический ветер в трехмерном
пространстве
y
z
Т
Т+1
Т+2
Т+3
Z*
x
y
grad T
0
T
0 vT 0,
x
x
T
0, С. П . : z 0 uT 0
y

12.

Термический ветер в трехмерном
пространстве
y
z
Т
Т+1
VT
Т+2
Т+3
Z*
x
y
grad T
0
T
0 vT 0,
x
g z T
uT
2 zT y
x
T
0, С. П . : z 0 uT 0
y

13.

Изменение геострофического ветра
с высотой
Z
Z2
Vg2
Z1
Vg1

14.

Изменение геострофического ветра
с высотой
Z
Z2
Vg2
Z1
Vg1

15.

Изменение геострофического ветра
с высотой
Z
Vg ( z2 , z1 ) Vg ( z2 ) Vg ( z1 ) VT ( z2 , z1 )
Z2
Vg2
Z1
Vg1
Vg

16.

Изменение геострофического ветра
с высотой
Z
Vg ( z2 , z1 ) Vg ( z2 ) Vg ( z1 ) VT ( z2 , z1 )
Z2
Vg 1
Vg2
VT ( z2 , z1 )
Z1
Vg1
VT ( z2 , z1 )

17.

Построение геострофического ветра
на более высоких уровнях
Vg ( z2 , z1 ) Vg ( z2 ) Vg ( z1 ) VT ( z2 , z1 )
Vg ( z2 ) Vg ( z1 ) VT ( z2 , z1 )
17

18. Сложение векторов

a
c = a + b, ??
b
18

19. Сложение векторов

a
a
b
c=a+b
19

20.

Сложение векторов
a
b
a
b
c=a+b
20

21.

Сложение векторов
a
c
b
a
b
c=a+b
21

22.

Сложение векторов
a
a
b
22

23.

Сложение векторов
a
b
a
b
c = a + b, ?
23

24.

Сложение векторов
a
b
a
b
c = a+ b, ?
24

25.

Сложение векторов
a
b
c
c=a+b
a
b
25

26.

Сложение векторов
c
b
a
a
b
c
b
a
c=a+b
26

27.

Изменение геострофического ветра с
высотой
Z
Z2
Vg2
Vg1
VT ( z2 , z1 )
Z1
Vg1
Т
Т+1
Т+2
VT ( z2 , z1 )
Т+3

28.

Изменение геострофического ветра с высотой
Z
Z3
Z2
Vg2
Vg1
Z1
Vg1
Т
VT ( z2 , z1 )
VT ( z2 , z1 )
Т+1 Т+2 Т+3

29.

Изменение геострофического ветра с высотой
Z
Z3
Vg2
VT ( z2 , z1 )
Vg1
Z2
Vg2
Vg1
Z1
Vg1
Т
VT ( z2 , z1 )
VT ( z2 , z1 )
Т+1 Т+2 Т+3

30.

Изменение геострофического ветра с высотой
Z
Z3
Vg2
VT ( z2 , z1 )
Т
Т+1
Vg1
Т+2
Z2
Vg2
Vg1
Z1
Vg1
Т
Т+3
VT ( z2 , z1 )
VT ( z2 , z1 )
Т+1 Т+2 Т+3
z( 3, 2 ) z( 2,1)

31.

Изменение геострофического ветра с высотой
VT ( z3 , z2 )
Z
Z3
Т
Vg2
Т+1
Vg1
Т+2
Z2
VT ( z2 , z1 )
Т+3
Vg2
Vg1
VT ( z2 , z1 )
Z1
Vg1
VT ( z2 , z1 )
z( 3, 2 ) z( 2,1)

32.

Изменение геострофического ветра с высотой
Vg3
VT ( z3 , z2 )
Z
Z3
Vg2
Vg1
Т
Т+1
VT ( z2 , z1 )
Т+2 Т+3
Z2
Vg2
Vg1
VT ( z2 , z1 )
Z1
Vg1
VT ( z2 , z1 )
z( 3, 2 ) z( 2,1)

33.

Изменение геострофического ветра с высотой
Vg3
Z
VT ( z3 , z2 )
Z3
Т
Vg2
VT(3,1)
Vg1 VT ( z2 , z1 )
Т+1
Т+2 Т+3
Z2
Vg2
Vg1
VT ( z2 , z1 )
Z1
Vg1
VT ( z2 , z1 )
z( 3, 2 ) z( 2,1)

34.

Изменение геострофического ветра с высотой
Vg5
VT(5,1)
Vg4
Vg3
T-∆T
Vg2
T
Vg1
T+∆T
34

35.

Примеры изменения геострофического
ветра с высотой
P1- ∆p
T-∆T
p1
P1+∆p
T
Vg1
T+∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
grad T
35

36.

Примеры изменения геострофического
ветра с высотой
P1- ∆p
T-∆T
p1
P1+∆p
T
Vg1
T+∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
grad T
36

37.

Примеры изменения геострофического
ветра с высотой
P1- ∆p
T-∆T
T
p1
Vg1
P1+∆p
VT(2,1)
Vg2
T+∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
grad T
37

38.

Примеры изменения геострофического
ветра с высотой
P1- ∆p
T-∆T
T
p1
Vg1
P1+∆p
VT(2,1)
VT(3,2)
Vg2
T+∆T
Vg3
P1- ∆p
p1
P1+∆p
grad T
38

39.

Примеры изменения геострофического
ветра с высотой
grad T
P1- ∆p
T+∆T
p1
P1+∆p
T
Vg1
T-∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
39

40.

Примеры изменения геострофического
ветра с высотой
grad T
P1- ∆p
T+∆T
p1
VT(2,1)
T
P1+∆p
Vg2
Vg1
T-∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
40

41.

Примеры изменения геострофического
ветра с высотой
grad T
T+∆T
T
Vg3
P1- ∆p
VT(3,2)
p1
VT(2,1)
P1+∆p
Vg2
Vg1
T-∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
41

42.

Минимальный термический ветер
grad T
T+∆T
T
Vg3
P1- ∆p
VT(3,2)
p1
Vmin
VT(2,1)
P1+∆p
Vg2
Vg1
T-∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
Vmin изотермам
42

43.

Вопрос
Термический ветер- это ...
• движение воздушной массы из области
повышенных температур в область с
пониженными температурами
• установившееся горизонтальное
движение воздуха в свободной
атмосфере вдоль изотерм
• векторная разность векторов
геострофического ветра на двух высотах
43

44.

Выводы
1. Горизонтальный градиент температуры воздуха
приводит к изменению геострофического ветра
с высотой.
2. Вектор разности векторов геострофического
ветра на двух высотах называют термическим
ветром.
3. Направление термического ветра совпадает с
направлением изотерм, при этом в с.п. слева от
направления этого вектора располагается
область с более низкими температурами.
44

45.

Выводы
4. Модуль вектора (величина) термического ветра
пропорционален модулю горизонтального
градиента температуры и разности
рассматриваемых высот.
5. Формулы для оценки величины термического
ветра неприменимы в области вблизи экватора
45

46.

Список рекомендуемой литературы
Основная литература
1. Динамическая метеорология. Под ред. Д.Л. Лайхтмана. –
Л.: Гидрометеоиздат, 1976
2. Задачник по динамической метеорологии. –Л.: Гидрометиздат,
1984
Дополнительная литература
1.
Основы динамической метеорологии. Под ред. Д.Л. Лайхтмана и
М.Ю. Юдина. – Л.: Гидрометеоиздат, 1955
2.
Матвеев Л.Т. Курс общей метеорологии. –Л.: Гидрометеоиздат,
1984
3.
Русин И.Н. Динамическая метеорология: курс лекций. - СПб.:
РГГМУ, 2008
46

47.

Запись вебинара будет
доступна
на сайте
ФЗО РГГМУ
http://fzo.rshu.ru/content/vebinar