西风带波动的产生 西风带是怎么形成的

天气资讯更新时间:2024-05-30 14:22:07

西风带波动的产生是怎么样的?西风带波动的产生是气象学中一个复杂而重要的现象,并且它主要源于地球自转、地形差异以及大气层内部的能量交换等多种因素的相互作用,首先,地球的自转对西风带波动产生具有重要影响,由于地球自转的惯性作用,地球表面的大气流动会受到偏向力的影响,进而形成西风带的基本流动模式,下面就一起去看看西风带是怎么形成的吧!

西风带波动的产生

按照热成风理论,中纬度地区南暖北冷,等温线近似南北平行,热成风为西风。在高层的大气中,低层的地转风叠加了足够高的大气中的热成风后转变为近似的西风。这解释了西风带的风向主要为西风。

而为什么西风带会存在波状流型而不是平直西风呢?在水平无辐散的大气中,可以认为大气的绝对涡度是守恒的,即 d(f+ζ)dt=0 。

当西风带大气受到扰动向北转向后,f=2Ωsinφ随着度φ增大而增大。由绝对涡度守恒,大气的相对涡度ζ将减小,产生反气旋性的切变,导致大气向南转向。此后f将减小,引起ζ增大,向北转向……如此往复,大气运动轨迹形成的就是波状流型而非平直气流。

顺带一提,根据波状流型的波长,我们把西风带的波动分为了超长波、长波、短波三种。

超长波:波长10000公里以上、绕地球一圈可有1~3个波,生命史在10天以上。

长波:也称罗斯贝波,行星波。波长3000~10000公里,纬向波数3~7个,振幅10~20纬距,平均移速10经距/日以下。

短波:波长2000~3000千米,纬向波数9~14个,平均移速10~20经距/日。生命史短,多数出现在对流层中下部,往往叠加在长波之上。

(为了方便比对,南京市到乌鲁木齐的地表距离约3000公里,到西班牙马德里的地表距离约10000公里)

西风带是怎么形成的

西风带位于南北半球的中纬度地区,副热带高气压带与副极地低气压带之间,是赤道上空受热上升的热空气与极地上空的冷空气交汇的地带。在北半球,西风带由副热带高压带吹向副极地低压带,受地转偏向力的作用,北半球偏转为西南风;在南半球,西风带由南半球副热带高气压带流向副极地低气压带的气流,在地转偏向力的作用下,左偏,最终成为西风。

西风带的形成主要是由于地球的自转作用所致。赤道地区气温高,在地表附近的气压低,高空的气压高;而极地气温低,地表附近的气压高,高空的气压低。这样,高低纬度之间太阳辐射产生的热量差异会驱使大气不停地运动,形成单圈环流。但是,这个环流还会受到地球自转的影响,风向会被“带偏”。以北半球为例,从赤道往北的南风会逐渐向右偏转成西南风。

此外,西风带的强弱在不同的季节是不同的。冬季的西风势力要强于夏季,这是因为冬夏季节30°和60°之间的温差不同。30°纬线上的气温肯定要高于60°纬线上的气温,由于30°纬度较低,所以其在冬夏不同季节的温度变化不大;而60°由于纬度偏高,冬夏季节白昼长短及正午太阳高度角都发生了巨大变化,所以导致其冬夏不同季节温度变化明显。这样就使得冬季时30°和60°之间的温差比夏季更明显,导致西风在冬季势力更强盛。

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