《天气学原理》课程教学资源（PPT课件）第五章 天气系统与天气形势的天气学预报方法（5.3）高空天气形势预报方程

第3节高空天气形式预报 基本方程 取简化的涡度方程: at =-V(f+5)-6 ,上 QFV(f、爸一间 OP 设各层等温线平 各层之间热成风方向相同 丿=V+A

第3节 高空天气形式预报 一、基本方程 取简化的涡度方程： —— ⑥ —— ⑦ 设各层等温线平行——各层之间热成风方向相同 —— ⑧ ( ) 0 u v V f f t x y        = −  + − +        V f f ( ) 0 t P      = −  + −   V V AV = + T

其中园为平均层风速:4为平均层热成风 A为系数 平均层上 A=0 平均层以下A0 取涡度=2+A点r 将⑧,⑨式代入⑦式,并积分 22=+v+/+41)+mD

其中 为平均层风速； 为平均层热成风 A为系数 平均层上 A = 0 平均层以下 A＜０ 平均层以上 Ａ＞０ 取涡度 —— ⑨ 将⑧，⑨式代入⑦式，并积分 V T V

Q {+r|V5+f+4 均 =V9+/)-V O Vf VE-AVTV T Ot 说明:a)平均层在600hpa左右,以500hpa代替 b)A06(经验值) C)热成风涡度平流小于相对涡度平流,更小于地 转涡度平流,但斜压性重要

∴ —— ⑩ 说明：a）平均层在600hpa左右，以500hpa代替 b） （经验值） c）热成风涡度平流小于相对涡度平流，更小于地 转涡度平流，但斜压性重要 取 平 均 2 T V f V A V T t     = −  −  −  

换成地转风形势: g三一Yg 丿.V (+5)-0.6r·V57 dt g —⑩高空形势预报方程 平均层上的涡度局地变化取决于: 1)该层涡度平流 2)热成风对热成风涡度平流(简称热成风涡度平流)

( ) 0.6 g T V f V g g T t     = −  + −   换成地转风形势 ： —— ⑩高空形势预报方程 平均层上的涡度局地变化取决于： 1）该层涡度平流 2）热成风对热成风涡度平流（简称热成风涡度平流）

讨论⑩式预报规则 1.左端项: ac as dH g V2尸 at atat(f >公3OH t 旋性详加等压面位度低-有利开低槽最 0反气旋性祸度增加,>0等压面位势高度升高一一有利于高脊发展

二.讨论⑩式——预报规则 1.左端项：

2地转涡度平流 Ot f>0, Cf hi 南风>0-y等压面高度升高 at at 北风-y>有正的地转祸度平流2>0<等压面高度降低

2.地转涡度平流 ∵ f>0, ∴ g f V t y   = −  

天气图应用—长波 对南北向槽脊,地转涡度平流使槽脊西退 对东西向槽脊,槽脊西部加强,东部减弱 低 低 图58横槽中的地转涡度平流

天气图应用——长波 对南北向槽脊，地转涡度平流使槽脊西退 对东西向槽脊，槽脊西部加强，东部减弱

3相对涡度平流(自然坐标系) 涡度表达式 S=Ksv 地转风表达式 9.8F 12 相对涡度平流 13 将11,12式代入13式得到: -y. Va 9.8OH0 Opl198aH「,aK,aKsa Ksr Ks-+y f On l as 0n)fmL" as as ands」-14 9.8 aH(. 0H OH OKS 0OH Ks-+ f丿an、 asan an as as a

3.相对涡度平流（自然坐标系） 涡度表达式 — 11 地转风表达式 — 12 相对涡度平流 — 13 将11，12式代入13式得到： — 14 V KsV n   = −  9.8 g H V f n  = −  V V s    −  = −  2 2 2 2 2 9.8 9.8 9.8 H v H K Ks V V KsV Ks V f n s n f n s s n s H H H Ks H Ks f n s n n s s n               −  = − = + −                               = − + −               

a-H ①散合项 ks<0气旋性曲率 ks<0反气旋性曲率 0—等高线梯度 9等高线梯度沿气流方向增大—等高线沿气 流方向散开 25o/等高线梯度沿气流方向减小 等高线沿气 流方向汇合

①散合项—— ks<0 气 旋性曲率 ks<0 反气旋性曲率 ——等高线梯度 等高线梯度沿气流方向增大——等高线沿气 流方向散开 等高线梯度沿气流方向减小——等高线沿气 流方向汇合

等高线呈气旋性曲率,沿气流方向散开 > 等高线呈反气旋性曲率,沿气流方向汇合 平V2>0→ 谷>0气旋性涡度增加 0即等压面位势高度降低

等高线呈气旋性曲率，沿气流方向散开 当 等高线呈反气旋性曲率，沿气流方向汇合 气旋性涡度增加 即等压面位势高度降低 −   V  0