西风带大型扰动

一、概述

1 中高纬对流层环流的特征

(1)西风带:平均水平环流在对流层盛行西风,称为西风带。
(2)槽脊:冬三夏四。
(3)西风带波动:西风带的波状流型。
(4)西风带环流:经向环流和纬向环流。

2 特征和原因

(1)特征:经向环流和纬向环流交替出现。
(2)原因:


西风带扰动的原因

二、环流指数(西风指数)

Rossby35°~55°之间的平均地转西风定义为西风指数 ,实际工作中把两个纬度带之间的平均位势高度差作为西风指数I。高指数对应纬向环流,低指数对应径向环流。

三、 指数循环

西风环流的中期变化主要表现为高低指数交替循环的变化过程,称为指数循环。

四、西风带长波

(1)超长波:波长在一万公里以上,绕地球一圈可有1~3个波,生命史10天以上,属于中长期天气过程 。
(2)长波:也称罗斯贝波,行星波。波长3000~10000公里,全纬圈约为3~7个波,振幅10~20纬距,平均移速10个经距/日以下,有时很慢,呈准静止,甚至向西倒退 。
(3)短波:波长和振幅均较小,移动快,平均移速为10~20经度/日,生命史也短,多数仅出现在对流层的中下部,往往迭加在长波之上。

五、罗斯贝波速公式(长波波速公式、称槽线方程)

2 公式

图片.png

3 物理意义

(1)相对涡度平流的作用:使槽东移 。
(2)地转涡度平流的作用:使槽西退。
(3)波东进还是西退取决于相对涡度平流和地转涡度平流相对重要性。

4 波速公式的讨论

(1)西风强时,波动移动较快反之,移动较慢;波长短时,移动较快,反之较慢。
(2)波长较短时,其传播速度C稍小于纬向基本气流速度;波长较长时,则C与纬向基本气流速度之差较大。
(3)同一纬度,波长越长,临界风速越大;同一波长,纬度越低,临界风速越大 。

六、长波调整

1 含义

广义的长波调整包括长波位置的变化和长波波数的变化,一般仅把长波波数的变化及长波的更替称为长波调整。长波调整是与长波稳定相对立的概念,长波稳定时,大型环流很少变动。

2 预报长波调整应注意的几个方面

(1)长波本身的温压场结构特征及地形影响
(2)不同纬度带内系统的相互影响
(3)紧邻槽脊的相互影响

七、上下游效应

1定义

大范围上、下游系统环流变化的联系,称为上下游效应。

2上游效应

上游某地区长波系统发生某种显著变化之后,接着就以相当快的速度影响下游系统也发生变化,叫上游效应。

3下游效应

当下游某地区长波发生显著变化后也会影响上游环流系统发生变化,称为下游效应。

八、波群速

1 定义

综合波振幅最大值的移动速度

2 公式

图片.png

由上式可见,范围线以群速度向下游传播,这个速度大于纬向风速。波群速也就等于沿下游方向各个槽脊增大的速率。因此这种波动最大振幅的传播,也就是波动能量的传播,亦称为能量频散。

3 示意图

波群速示意图(细实线为第一列正弦波,波速为C1,振幅为A1,虚线为第二列正弦波,波速为C2,振幅为A2,小圆圈为合成波,其振幅为A,粗实线为合成波的范围线[包线])
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