地转风是什么 地转风的形成过程

天气资讯更新时间:2024-05-30 14:24:09

地转风是什么?简而言之,地转风是空气在地球表面上受到地转偏向力影响而形成的风,这种风是由于地球自转产生的科里奥利力作用在空气流动上,使得空气在流动过程中发生偏转,从而形成了特有的风向,下面就一起去看看地转风的形成过程吧!

地转风是什么

我们知道,风是由于气压梯度引起的。但是如果只有气压梯度力一个力作用在风上,那风不就会一直加速了吗,这不符合我们现实生活中观察得出的规律。那一定是有什么力量平衡了气压梯度力,让风不能一直加速下去。那是什么力让风不能一直加速下去呢?

我们都知道,地球无时无刻不在旋转,这种旋转使得在地球上运动的物体有着偏向运动原本方向的趋势。物体运动速度越大,地转偏向就越大,当速度达到一定程度时,地转偏向力的大小等于物体的动力(前提是这个物体的动力大小方向都不变),物体就会以一个固定的速度运动。

在中纬度的天气尺度运动中,一般地转偏向力能与气压梯度力近似平衡,此时就称这种平衡状态的风为地转风。

既然是地转偏向力与气压梯度力二力平衡,那就不难联想到在气体的零级简化方程0=−1ρ∂P∂x+fv 了。在气体的零级简化方程中不正是两个量平衡了吗。对比一下,其中的 −1ρ∂P∂x 项不就是气压梯度, fv 项不就是地转偏向吗!这样,在零级简化方程的基础上变形一下,我们就得到了地转风的表达公式: Vg=−1fρ∇hp×k。

地转风的形成过程

起始状态:在没有受到地转偏向力影响之前,空气静止或缓慢移动。

受力启动:当地表受到太阳辐射加热后,空气受热膨胀,形成气压梯度力,促使空气从高压区流向低压区。

地转偏向力作用:当空气开始运动后,地转偏向力立即产生,迫使空气向右(在北半球)偏离其原始的运动方向。

风速增大:在气压梯度力持续作用下,风速不断增大,同时地转偏向力也随之增大。

达到平衡状态:当地转偏向力增大到与气压梯度力大小相等、方向相反时,空气沿等压线作匀速直线运动,形成地转风。

地转风的方向与等压线平行,在北半球,地转风偏向右侧为高压,左侧为低压;在南半球则反之。地转风的强度在同一纬度上与气压梯度力成正比,而在不同纬度上,低纬度较弱,中到高纬度较强。地转风是一个理论模型,用于解释真实世界中风场和气压场的关系。

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