
氣轉
旋衡
Recapped inertial circles, geostrophy, gra***nt wind, and cyclostrophic wind.
概述慣性圓,地轉,梯度風,旋轉風。
cyclostrophic(旋衡) 是氣象學中描述特定氣流平衡狀态的專業術語,指當氣流的曲率半徑很小且旋轉速度很快時,科裡奧利力(由地球自轉産生)的影響可忽略不計,此時氣壓梯度力與離心力達到平衡的狀态。這種平衡常見于小尺度強旋轉天氣系統,如龍卷風、塵卷風或熱帶氣旋的核心區域。
力學平衡原理
在旋衡平衡中,水平方向的氣壓梯度力(由氣壓差異産生,指向低壓中心)與離心力(因氣流旋轉運動産生,方向向外)大小相等、方向相反。其數學表達式為:
$$ frac{v}{r} = -frac{1}{rho} frac{partial p}{partial r} $$
其中:
適用條件
旋衡平衡成立需滿足兩個關鍵條件:
實際應用與現象
該理論解釋了為何龍卷風内部可維持高速旋轉而不潰散:低壓中心的氣壓梯度力将空氣向内拉,而離心力抵抗此作用,形成動态平衡。例如,龍卷風中心氣壓可低于周邊100 hPa以上,驅動風速超過100 m/s。
與地轉平衡的區别
不同于大尺度天氣系統(如溫帶氣旋)中科裡奧利力與氣壓梯度力的平衡(地轉平衡),旋衡平衡是中小尺度強渦旋系統的特征模式,對災害性天氣研究至關重要。
權威參考來源:
“Cyclostrophic”是一個氣象學術語,通常用于描述流體(如空氣)在旋轉運動中因氣壓梯度力與離心力達到平衡的狀态。以下是詳細解釋:
如需進一步了解實際應用案例或公式推導,可參考氣象學教材或相關學術文獻。
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