热成风
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热成风是大气中高空地转风减去低空地转风的矢量差。如果风在水平方向服从地转平衡,而压力在垂直方向服从流体静力平衡,则会存在假设的垂直风切变。这两种力平衡的组合称为热成风平衡,这个术语也可推广到更复杂的水平流平衡,例如梯度风平衡。
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由于给定压力水平的地转风沿着地图上的位势高度等值线流动,并且压力层的位势厚度与虚拟温度成正比,因此热成风沿着厚度或温度等值线流动。例如,与极地到赤道温度梯度相关的热成风是形成对流层上层急流的主要物理解释。
在数学上,热成风关系定义了垂直风切变——风速或风向随高度的变化。在这种情况下,风切变是水平温度梯度(温度在一定水平距离上的变化)的函数。也称为斜压流,热成风随高度与水平温度梯度成比例变化。在沿等压面或等压线存在温度梯度的情况下,热成风关系由流体静力平衡和地转平衡产生。
热成风一词通常被认为是用词不当,因为它真正描述的是风随高度的变化,而不是风本身。然而,人们可以将热成风视为随高度变化的地转风,因此风这一术语似乎很合适。在气象学的早期,当数据稀缺时,可以使用热成风关系和表面风速和风向的知识以及高空热力学探测来估计风场。 [1]这样,热成风关系的作用是定义风本身,而不仅仅是它的切变。许多学者保留了热成风这个绰号,尽管它实际上是在描述一种风的梯度。