对气象常用坐标系中位涡形式的探讨

作者：周小刚; 柳士俊; 王秀明; 陶祖钰

来源：Acta Physica Sinica, 2011, (05): 833-839.

• 位涡
• 坐标转换
• 等压坐标
• 等熵坐标 potential vorticity
• coordinate transformation
• isobaric coordinate
• isoentropic coordinate

气象常用垂直坐标系中的位涡方程及位涡形式是位涡理论及位涡诊断技术的基础.本文依据坐标转换的观点,分别用两种不同的方法推导出等压坐标和等熵坐标中的位涡方程及相应的位涡表达式.一是从三维矢量运动方程出发,由三维涡度方程、连续方程和热力学方程推导位涡方程;二是直接从等压坐标和等熵坐标中的标量运动方程组出发推导位涡方程.结果表明,用两种方法所得到的等压坐标中的位涡方程和位涡表达式形式有所不同,而等熵坐标中用两种方法所得到的位涡方程和位涡形式相同.对垂直坐标系的物理本质分析表明,采用第一种方法时尽管矢量运动方程中的气压梯度力项作了坐标转换,但本质上仍是将等压坐标和等熵坐标作为数学坐标来处理.而第二种方法...

• 出版日期2011
• 单位北京大学; 中国气象局气象干部培训学院