النظرية شبه الجيوستروفية
من خلال الاكتفاء بالانحرافات الصغيرة عن التوازن التام، تُكثّف النظرية شبه الجيوستروفية تشابك المعادلات الجوية في صورة واحدة تخبر المتنبئ الجوي بمواقع صعود الهواء وتكون الطقس.
Definition
النظرية شبه الجيوستروفية هي مجموعة مبسطة من المعادلات للحركة واسعة النطاق خارج المناطق المدارية، حيث تُقرب الرياح على أنها جيوستروفية باستثناء الجزء الصغير غير الجيوستروفي الذي يدفع تطور التدفق والحركة الرأسية المرتبطة به.
Scope
يغطي هذا الموضوع التقريب شبه الجيوستروفي، والدوامية الكامنة شبه الجيوستروفية وحفظها، ومعادلة أوميغا لتشخيص الحركة الرأسية، واستخدام هذه الأدوات لفهم تطور أنظمة الطقس في خطوط العرض الوسطى.
Core questions
- ما هي التقريبات التي تُعرّف النظام شبه الجيوستروفي؟
- كيف يحكم حفظ الدوامية الكامنة شبه الجيوستروفية التدفق واسع النطاق؟
- كيف تُشخص معادلة أوميغا أماكن صعود وهبوط الهواء؟
- كيف تُفسر النظرية نمو الأعاصير في خطوط العرض الوسطى؟
Key theories
- الدوامية الكامنة شبه الجيوستروفية
- تجمع كمية محفوظة واحدة بين الدوامية النسبية، والدوامية الكوكبية، والتمدد الرأسي، بحيث يمثل تتبع تطورها الديناميكيات الأساسية للتدفق واسع النطاق خارج المناطق المدارية.
- معادلة أوميغا
- تُشخص الحركة الرأسية في التدفق المتوازن من أنماط انتقال الدوامية ودرجة الحرارة، مما يسمح للمتنبئين بتحديد موقع الصعود أمام المنخفضات العلوية حيث تتشكل السحب والهطول.
Mechanisms
بافتراض أن التدفق يبقى قريبًا من التوازن الجيوستروفي والهيدروستاتي، تنهار المعادلات الكاملة إلى حفظ دوامية كامنة شبه جيوستروفية واحدة، مع تحديد الدورة الدموية الصغيرة غير الجيوستروفية تشخيصيًا. تربط معادلة أوميغا بعد ذلك الحركة الرأسية بالانتقال التفاضلي للدوامية وانتقال درجة الحرارة، بحيث يمكن تحديد موقع الهواء الصاعد، وما ينتجه من سحب وهطول، من التحليلات الروتينية للحقول العلوية والحرارية.
Clinical relevance
تظل التشخيصات شبه الجيوستروفية أداة تنبؤ أساسية لتوقع أماكن تعمق الأعاصير خارج المدارية وأماكن تشكل نطاقات السحب والهطول، وتُشكل النظرية الأساس لتفسير الحقول واسعة النطاق الناتجة عن النماذج العددية.
History
نشأت النظرية شبه الجيوستروفية من تحليل مقياس تشارني وعمل إلياسن في أواخر الأربعينيات من القرن الماضي، موفرةً المعادلات المُرشحة التي استخدمها تشارني وفيليبس في أولى التنبؤات الجوية العددية الناجحة في الخمسينيات، والتي لا تزال إطارًا تشخيصيًا قياسيًا حتى اليوم.
Key figures
- Jule Charney
- Arnt Eliassen
- Norman Phillips
Related topics
Seminal works
- charney1947
- holton2013
Frequently asked questions
- ماذا يعني شبه جيوستروفي؟
- يعني ذلك أن التدفق يُعامل على أنه متوازن جيوستروفيًا تقريبًا؛ تُقرب الرياح على أنها جيوستروفية، ويُحتفظ فقط بالانحرافات الصغيرة جدًا عن هذا التوازن لأنها هي التي تدفع النظام للتغير وتُنتج حركة رأسية.
- لماذا تُعد معادلة أوميغا مفيدة للمتنبئين؟
- تسمح معادلة أوميغا للمتنبئين باستنتاج أماكن صعود أو هبوط الهواء من أنماط الضغط ودرجة الحرارة التي يسهل ملاحظتها، والهواء الصاعد هو المكان الذي تميل فيه السحب والهطول إلى التطور.