
气转
旋衡
Recapped inertial circles, geostrophy, gra***nt wind, and cyclostrophic wind.
概述惯性圆,地转,梯度风,旋转风。
cyclostrophic(旋衡) 是气象学中描述特定气流平衡状态的专业术语,指当气流的曲率半径很小且旋转速度很快时,科里奥利力(由地球自转产生)的影响可忽略不计,此时气压梯度力与离心力达到平衡的状态。这种平衡常见于小尺度强旋转天气系统,如龙卷风、尘卷风或热带气旋的核心区域。
力学平衡原理
在旋衡平衡中,水平方向的气压梯度力(由气压差异产生,指向低压中心)与离心力(因气流旋转运动产生,方向向外)大小相等、方向相反。其数学表达式为:
$$ frac{v}{r} = -frac{1}{rho} frac{partial p}{partial r} $$
其中:
适用条件
旋衡平衡成立需满足两个关键条件:
实际应用与现象
该理论解释了为何龙卷风内部可维持高速旋转而不溃散:低压中心的气压梯度力将空气向内拉,而离心力抵抗此作用,形成动态平衡。例如,龙卷风中心气压可低于周边100 hPa以上,驱动风速超过100 m/s。
与地转平衡的区别
不同于大尺度天气系统(如温带气旋)中科里奥利力与气压梯度力的平衡(地转平衡),旋衡平衡是中小尺度强涡旋系统的特征模式,对灾害性天气研究至关重要。
权威参考来源:
“Cyclostrophic”是一个气象学术语,通常用于描述流体(如空气)在旋转运动中因气压梯度力与离心力达到平衡的状态。以下是详细解释:
如需进一步了解实际应用案例或公式推导,可参考气象学教材或相关学术文献。
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