第6章中纬度天气系统动力学 HHHMHMHHHMHNNNHMMHNNNHHHMMNNNMHHNNHHHHNNNNHNHMNNNHHMMHNPHHHNHNHMHMNNNHHHMHMNNHHH 1、大气的层结特征 2、中纬度天气系统的结构 3、建立中纬度天气系统的动力学理论:准地转理论 a)垂直向运动满足(准)静力平衡 b)水平向运动满足(准)地转平衡 c)流体运动(准)不可压 d)运动近似绝热,流点位温和位势涡度守恒 流体运动的三维速度场和扰动温度场等物理量均决定于位势高度场 用准地转理论解释中纬度天气系统的结构,研究温度平流和涡度平流在 中纬度天气系统的发生发展过程中的作用
第 6 章 中纬度天气系统动力学 1、大气的层结特征 2、中纬度天气系统的结构 3、建立中纬度天气系统的动力学理论：准地转理论 a) 垂直向运动满足（准）静力平衡 b) 水平向运动满足（准）地转平衡 c) 流体运动（准）不可压 d) 运动近似绝热，流点位温和位势涡度守恒 流体运动的三维速度场和扰动温度场等物理量均决定于位势高度场 4、用准地转理论解释中纬度天气系统的结构，研究温度平流和涡度平流在 中纬度天气系统的发生发展过程中的作用
§1大气层结与静力稳定度 HHHHHNE國■ HHdNHHHHHdN b■MHHH■ HHNNHL■MMM■ MHMNNHHHHHNN■ HHHdHNHHHHMNHHHHNHMNHHHH 考虑静止大气:≡0:p0,P,T,日 ap po g 0 at ap ax P08 oz 气压仅仅是高度z的函数,因重力而引起 根据状态方程和位温方程,有 Po=Po(a,Po=Plz), T=T(, 0=0(z, 一般将大气的热力学状态随z的分布,称为大气的层结特征。显然,若无重力, 所有热力学变量均与z无关。这说明,正是地球引力场造成了空间的非均匀性, 从而导致了热力学变量与z有关
§1 大气层结与静力稳定度 考虑静止大气： 0 0 ρ 0 0 θ 0 v ≡ : p , , T , 0 1 0 0 − ∇ p + g = ρ g z p y p x p 0 0 0 0 0 0 = − ρ ∂∂ = ∂∂ = ∂∂ , , 0 0 = ∂ ∂ t ρ 气压仅仅是高度 z 的函数，因重力而引起. 根据状态方程和位温方程，有 p p (z), (z),T T (z), (z), 0 = 0 ρ 0 = ρ 0 0 = 0 θ 0 =θ 0 一般将大气的热力学状态随z的分布，称为大气的层结特征。显然，若无重力， 所有热力学变量均与z无关。这说明，正是地球引力场造成了空间的非均匀性， 从而导致了热力学变量与 z 有关
§1大气层结与静力稳定度 热力学能量方程化为 90 即所有的非绝热加热处于热平衡状态中。正是这种辐射平衡决定了温度场和其它 热力学场的空间分布。 臭氧:臭氧主要分布在平流层中层 2、二氧化碳:二氧化碳在中间层顶以下是充分混合的。 3、水汽:水汽主要分布在对流层低层 4、云 5、大气运动
§1 大气层结与静力稳定度 热力学能量方程化为 Q = 0 即所有的非绝热加热处于热平衡状态中。正是这种辐射平衡决定了温度场和其它 热力学场的空间分布。 1、臭氧：臭氧主要分布在平流层中层， 2、二氧化碳：二氧化碳在中间层顶以下是充分混合的。 3、水汽：水汽主要分布在对流层低层 4、云 5、大气运动
100 100 90 80 80 70 70 WINTER UMMER 60 60 WINTER SUMMER 50 50 40 40 20 10 SUMMER& 300 2×10 4× T(deg k) N2(sec-2)
Z(km) T(deg k) N2(sec –2) 2×102 4 ×104
⑥⑤國 October 79 October 80 October 8 Octobor 83 October 84 6/( October 85 October 86 October 87 October 88 October 89 October 90 October 91 De Lober 92 October 93 NASA/GSFC: TOMS TOTAL OZONE MONTHLY AVERAGES Dobson Unit