搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

地转动量近似下的Q矢量及其在天气图上的应用

周小刚 朱禾 王秀明

引用本文:
Citation:

地转动量近似下的Q矢量及其在天气图上的应用

周小刚, 朱禾, 王秀明

Geostrophic momentum approximation Q-vector and its application in synoptic charts

Zhou Xiao-Gang, Zhu He, Wang Xiu-Ming
PDF
导出引用
  • 将Hoskins等提出的准地转Q矢量表达式推广到地转动量近似下的Q矢量表达式,并讨论了如何在天气图上用地转动量近似下的Q矢量表达式定性估计垂直运动方向的方法. 地转动量近似下的Q矢量与准地转Q矢量相比,表达式中多了与位势高度极值和风速极值相关的两项,分别将地转动量近似下的Q 矢量表达式中的每一项写成在天气图上便于判断的表达式. 结果表明,在天气图上可以通过以下三种方式定性判断垂直运动方向:一是当等高线呈波状槽脊形式及通过急流的入口和出口区时,使用地转动量近似下的Q矢量的第一项(即准地转Q 矢量)加以判断;二是当存在闭合气压系统且等高线与风向有交角时,使用地转动量近似下的Q 矢量的第二项加以判断;三是在急流核上 使用地转动量近似下的Q 矢量的第三项加以判断.
    In this paper, we extend the expression of quasi-geostrophic Q-vector brought forward by Hoskins et al. into the Q-vector equation under the condition of geostrophic momentum approximation, and discuss the method of how to quantitatively estimate vertical motion in synoptic charts with Q-vector expression under geostrophic momentum approximation. Compared with the expression of quasi-geostrophic Q-vector, the Q-vector expression under geostrophic momentum approximation has two more terms which are related to geopotential height extremum and wind velocity extremum. Then, each term of Q-vector under geostrophic momentum approximation is transformed into the expression which is conveniently judged in synoptic charts. The results show that to judge vertical motions in synoptic chart quantitatively, one of the three ways can be used: when contour line presents the form of wave-like trough-ridge and passes through the entrance and exit areas of jet stream, correspondingly use the 1st term of Q-vector under geostrophic momentum approximation (i.e., quasi-geostrophic Q-vector); when there exist a closed pressure system and an angle between contour line and wind velocity, correspondingly use the 2nd term of Q-vector under geostrophic momentum approximation; at the jet streak, correspondingly use the 3rd term of Q-vector under geostrophic momentum approximation.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:40875029,41005002,41175043)和国家公益性行业科研专项基金(批准号:GYHY200906003)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 40875029, 41005002, 41175043) and the Special Scientific Research Foundation of Welfare Prefession of China (Grant No. GYHY200906003).
    [1]

    Holton J R 2004 An Introduction to Dynamic Meteorology (New York: Elsevier Academic Press) pp140–173

    [2]

    Yang D S, Liu Y B, Liu S K 1980 Dynamic Meteorology (Beijing: China Meteorological Press) pp194–204 (in Chinese) [杨大升, 刘余滨, 刘式适 1980 动力气象学 (北京: 气象出版社) 第194–204页]

    [3]

    Tao Z Y, Zhou X G, Zheng Y G 2012 Adv. Meteorol. Sci. Technol. 2 6 (in Chinese) [陶祖钰, 周小刚, 郑永光 2012 气象科技进展 2 6]

    [4]

    Wang X M, Zhou X G, Tao Z Y, Yu X D 2013 Acta Phys. Sin. 62 029201 (in Chinese) [王秀明, 周小刚, 陶祖钰, 俞小鼎 2013 物理学报 62 029201]

    [5]

    Zhou X G, Wang X M, Tao Z Y 2013 Meteorology 39 401 (in Chinese) [周小刚, 王秀明, 陶祖钰 2013 气象 39 401]

    [6]

    Zhou X G, Liu S J, Wang X M, Tao Z Y 2011 Acta Phys. Sin. 60 059201 (in Chinese) [周小刚, 柳士俊, 王秀明, 陶祖钰 2011 物理学报 60 059201]

    [7]

    Dunn L B 1991 Weather Forecast. 6 65

    [8]

    Ding Y H 1989 Diagnosis Method of Weather Dynamics (Beijing: Science Press) pp92–94 (in Chinese) [丁一汇 1989 天气动力学中的诊断分析方法 (北京: 科学出版社) 第92–94页]

    [9]

    Sanders F, Hoskins B J 1990 Weather Forecast. 5 346

    [10]

    Jusem J C, Atlas R 1998 Mon. Weather Rev. 126 2166

    [11]

    Keyser D, Schmidt B D, Duffy D G 1992 Mon. Weather Rev. 120 731

    [12]

    Jones R D 1991 J. Atmos. Sci. 48 497

    [13]

    Xu Q 1992 J. Atmos. Sci. 49 981

    [14]

    Zhou X G, Liu S J, Wang X M, Tao Z Y 2011 Chin. J. Geophys. 54 2495 (in Chinese) [周小刚, 柳士俊, 王秀明, 陶祖钰 2011 地球物理学报 54 2495]

    [15]

    Zhang X W 1999 J. Trop. Meteorol. 15 162 (in Chinese) [张兴旺 1999 热带气象学报 15 162]

    [16]

    Trenberth K E 1978 Mon. Weather Rev. 106 131

    [17]

    Hoskins B J, Dagbici I, Darics H C 1978 Quart. J. Roy. Meteorol. Soc. 104 31

    [18]

    Yao X P, Yu Y B 2000 Acta Meteorol. Sin. 58 436 (in Chinese) [姚秀萍, 于玉斌 2000 气象学报 58 436]

    [19]

    Peng C H, Hong G P, Hu B W 1999 Acta Meteorol. Sin. 57 483 (in Chinese) [彭春华, 洪国平, 胡伯威 1999 气象学报 57 483]

    [20]

    Wang J, Ikeda M 1997 J. Phys. Oceanogr. 27 1158

    [21]

    Ye D Z, Li M C 1965 The Adaptation Problem in Atmospheric Motion (Beijing: Science Press) pp91, 92 (in Chinese) [叶笃正, 李麦村 1965 大气运动中的适应问题 (北京: 科学出版社) 第91, 92页]

    [22]

    Wu R S 2002 Atmospheric Dynamics (Beijing: Higher Education Press) pp141–146 (in Chinese) [伍荣生 2002 大气动力学 (北京: 高等教育出版社) 第141–146页]

  • [1]

    Holton J R 2004 An Introduction to Dynamic Meteorology (New York: Elsevier Academic Press) pp140–173

    [2]

    Yang D S, Liu Y B, Liu S K 1980 Dynamic Meteorology (Beijing: China Meteorological Press) pp194–204 (in Chinese) [杨大升, 刘余滨, 刘式适 1980 动力气象学 (北京: 气象出版社) 第194–204页]

    [3]

    Tao Z Y, Zhou X G, Zheng Y G 2012 Adv. Meteorol. Sci. Technol. 2 6 (in Chinese) [陶祖钰, 周小刚, 郑永光 2012 气象科技进展 2 6]

    [4]

    Wang X M, Zhou X G, Tao Z Y, Yu X D 2013 Acta Phys. Sin. 62 029201 (in Chinese) [王秀明, 周小刚, 陶祖钰, 俞小鼎 2013 物理学报 62 029201]

    [5]

    Zhou X G, Wang X M, Tao Z Y 2013 Meteorology 39 401 (in Chinese) [周小刚, 王秀明, 陶祖钰 2013 气象 39 401]

    [6]

    Zhou X G, Liu S J, Wang X M, Tao Z Y 2011 Acta Phys. Sin. 60 059201 (in Chinese) [周小刚, 柳士俊, 王秀明, 陶祖钰 2011 物理学报 60 059201]

    [7]

    Dunn L B 1991 Weather Forecast. 6 65

    [8]

    Ding Y H 1989 Diagnosis Method of Weather Dynamics (Beijing: Science Press) pp92–94 (in Chinese) [丁一汇 1989 天气动力学中的诊断分析方法 (北京: 科学出版社) 第92–94页]

    [9]

    Sanders F, Hoskins B J 1990 Weather Forecast. 5 346

    [10]

    Jusem J C, Atlas R 1998 Mon. Weather Rev. 126 2166

    [11]

    Keyser D, Schmidt B D, Duffy D G 1992 Mon. Weather Rev. 120 731

    [12]

    Jones R D 1991 J. Atmos. Sci. 48 497

    [13]

    Xu Q 1992 J. Atmos. Sci. 49 981

    [14]

    Zhou X G, Liu S J, Wang X M, Tao Z Y 2011 Chin. J. Geophys. 54 2495 (in Chinese) [周小刚, 柳士俊, 王秀明, 陶祖钰 2011 地球物理学报 54 2495]

    [15]

    Zhang X W 1999 J. Trop. Meteorol. 15 162 (in Chinese) [张兴旺 1999 热带气象学报 15 162]

    [16]

    Trenberth K E 1978 Mon. Weather Rev. 106 131

    [17]

    Hoskins B J, Dagbici I, Darics H C 1978 Quart. J. Roy. Meteorol. Soc. 104 31

    [18]

    Yao X P, Yu Y B 2000 Acta Meteorol. Sin. 58 436 (in Chinese) [姚秀萍, 于玉斌 2000 气象学报 58 436]

    [19]

    Peng C H, Hong G P, Hu B W 1999 Acta Meteorol. Sin. 57 483 (in Chinese) [彭春华, 洪国平, 胡伯威 1999 气象学报 57 483]

    [20]

    Wang J, Ikeda M 1997 J. Phys. Oceanogr. 27 1158

    [21]

    Ye D Z, Li M C 1965 The Adaptation Problem in Atmospheric Motion (Beijing: Science Press) pp91, 92 (in Chinese) [叶笃正, 李麦村 1965 大气运动中的适应问题 (北京: 科学出版社) 第91, 92页]

    [22]

    Wu R S 2002 Atmospheric Dynamics (Beijing: Higher Education Press) pp141–146 (in Chinese) [伍荣生 2002 大气动力学 (北京: 高等教育出版社) 第141–146页]

  • [1] 唐国瑛, 孙竹玲, 蒋如斌, 李丰全, 刘明远, 刘昆, 郄秀书. 一次对地转移电荷极性两次反转的人工引发雷电特征及反转机制分析. 物理学报, 2020, 69(18): 189201. doi: 10.7498/aps.69.20200374
    [2] 彭卫国, 宋汉峰, 詹琼, 吴兴华, 景江红. 大质量转动沃尔夫-拉叶星的形成及内部核合成研究. 物理学报, 2019, 68(21): 219701. doi: 10.7498/aps.68.20191040
    [3] 王秀明, 周小刚, 陶祖钰, 俞小鼎. 斜压二层模式框架下的准地转理论及其应用. 物理学报, 2013, 62(2): 029201. doi: 10.7498/aps.62.029201
    [4] 石筑一, 张春梅, 童 红, 赵行知, 倪绍勇. 102Ru核振动到转动演化的微观研究. 物理学报, 2008, 57(3): 1564-1568. doi: 10.7498/aps.57.1564
    [5] 曹 洁, 高守亭, 周玉淑. 从流场分解角度改进Q矢量分析方法及其在暴雨动力识别中的应用. 物理学报, 2008, 57(4): 2600-2606. doi: 10.7498/aps.57.2600
    [6] 石筑一, 童 红, 石筑亚, 张春梅, 赵行知, 倪绍勇. 转动诱发原子核量子相变的一种可能途径. 物理学报, 2007, 56(3): 1329-1333. doi: 10.7498/aps.56.1329
    [7] 肖金标, 马长峰, 张明德, 孙小菡. InGaAs/InAlAs多量子阱脊形波导及定向耦合器光波特性准矢量分析. 物理学报, 2006, 55(1): 254-260. doi: 10.7498/aps.55.254
    [8] 薄 勇, 耿爱丛, 毕 勇, 孙志培, 杨晓东, 李瑞宁, 崔大复, 许祖彦. 高平均功率调Q准连续Nd:YAG激光器. 物理学报, 2006, 55(3): 1171-1175. doi: 10.7498/aps.55.1171
    [9] 石筑一, 吉世印. 微观核芯+两准粒子模型中热核148—158Sm的比热容及其相变. 物理学报, 2003, 52(1): 42-47. doi: 10.7498/aps.52.42
    [10] 程南璞, 郑仁蓉, 朱顺泉. 准粒子特征与奇奇核的能谱统计. 物理学报, 2001, 50(6): 1035-1039. doi: 10.7498/aps.50.1035
    [11] 孟杰. 转动原子核的对关联变化. 物理学报, 1993, 42(3): 368-372. doi: 10.7498/aps.42.368
    [12] 阎宏, 常哲, 郭汉英. q变形转动振子模型(Ⅰ)——q振子与双原子分子振动谱. 物理学报, 1991, 40(9): 1377-1387. doi: 10.7498/aps.40.1377
    [13] 石赫, 郝柏林. 三维Ising模型的封闭近似解(Ⅱ)——Q近似的局限性. 物理学报, 1980, 29(12): 1564-1569. doi: 10.7498/aps.29.1564
    [14] 程檀生;曾谨言. 原子核激发带的转动惯量与奇偶差. 物理学报, 1977, 26(3): 243-249. doi: 10.7498/aps.26.243
    [15] 陈金全. 原子核的集体运动和准粒子无规位相近似. 物理学报, 1975, 24(4): 281-290. doi: 10.7498/aps.24.281
    [16] 黄田森. 关于非轴对称原子核的转动惯量. 物理学报, 1965, 21(1): 231-234. doi: 10.7498/aps.21.231
    [17] 吴崇试, 曾谨言. 奇A核Mg25和Al25的非轴对称转动. 物理学报, 1964, 20(2): 104-116. doi: 10.7498/aps.20.104
    [18] 韩文述, 邵耀良, 阮英超. 奇A核非轴对称转动波函数与能级的计算. 物理学报, 1963, 19(2): 99-102. doi: 10.7498/aps.19.99
    [19] 曾谨言, 张庆营, 杨立铭. 原子核的转动惯量和gR因子. 物理学报, 1959, 15(10): 565-574. doi: 10.7498/aps.15.565
    [20] 杨立铭, 刘汉昭. 原子核内轨道角动量分布与核密度的进一步探讨. 物理学报, 1955, 11(6): 439-452. doi: 10.7498/aps.11.439
计量
  • 文章访问数:  5795
  • PDF下载量:  1113
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-09-02
  • 修回日期:  2013-11-15
  • 刊出日期:  2014-03-05

/

返回文章
返回