Teoría Cuasi-Geostrófica
Al mantener solo las pequeñas desviaciones del equilibrio perfecto, la teoría cuasi-geostrófica destila el enredo de ecuaciones atmosféricas en una imagen única que le dice a un pronosticador dónde está ascendiendo el aire y dónde se está gestando el tiempo.
Definition
La teoría cuasi-geostrófica es un conjunto simplificado de ecuaciones para el movimiento extratropical a gran escala en el que el viento se aproxima como geostrófico, excepto en la pequeña parte ageostrófica que impulsa la evolución del flujo y el movimiento vertical asociado.
Scope
Este tema cubre la aproximación cuasi-geostrófica, la vorticidad potencial cuasi-geostrófica y su conservación, la ecuación omega para diagnosticar el movimiento vertical, y el uso de estas herramientas para comprender el desarrollo de los sistemas meteorológicos de latitudes medias.
Core questions
- ¿Qué aproximaciones definen el sistema cuasi-geostrófico?
- ¿Cómo rige la conservación de la vorticidad potencial cuasi-geostrófica el flujo a gran escala?
- ¿Cómo diagnostica la ecuación omega dónde asciende y desciende el aire?
- ¿Cómo explica la teoría el crecimiento de los ciclones de latitudes medias?
Key theories
- Vorticidad potencial cuasi-geostrófica
- Una única cantidad conservada combina la vorticidad relativa, la vorticidad planetaria y el estiramiento vertical, de modo que seguir su evolución captura la dinámica esencial del flujo extratropical a gran escala.
- La ecuación omega
- El movimiento vertical en el flujo equilibrado se diagnostica a partir de los patrones de advección de vorticidad y temperatura, lo que permite a los pronosticadores localizar el ascenso por delante de las vaguadas superiores donde se organizan las nubes y las precipitaciones.
Mechanisms
Al asumir que el flujo se mantiene cerca del equilibrio geostrófico e hidrostático, las ecuaciones completas se reducen a la conservación de una única vorticidad potencial cuasi-geostrófica, con la pequeña circulación ageostrófica determinada de forma diagnóstica. La ecuación omega relaciona entonces el movimiento vertical con la advección diferencial de vorticidad y la advección de temperatura, de modo que el aire ascendente, y las nubes y precipitaciones que produce, pueden localizarse a partir de análisis rutinarios de los campos de nivel superior y térmicos.
Clinical relevance
Los diagnósticos cuasi-geostróficos siguen siendo una herramienta central de pronóstico para anticipar dónde se profundizarán los ciclones extratropicales y dónde se formarán bandas de nubes y precipitaciones, y la teoría subyace a la interpretación de los campos a gran escala producidos por los modelos numéricos.
History
La teoría cuasi-geostrófica surgió del análisis de escala de Charney y del trabajo de Eliassen a finales de la década de 1940, proporcionando las ecuaciones filtradas que Charney y Phillips utilizaron en los primeros pronósticos meteorológicos numéricos exitosos de la década de 1950 y que siguen siendo un marco de diagnóstico estándar en la actualidad.
Key figures
- Jule Charney
- Arnt Eliassen
- Norman Phillips
Related topics
Seminal works
- charney1947
- holton2013
Frequently asked questions
- ¿Qué significa cuasi-geostrófico?
- Significa que el flujo se trata como casi geostróficamente equilibrado; el viento se aproxima como geostrófico, y solo se mantienen las pequeñas desviaciones de ese equilibrio porque son las que impulsan el sistema a cambiar y producir movimiento vertical.
- ¿Por qué la ecuación omega es útil para los pronosticadores?
- La ecuación omega permite a los pronosticadores inferir dónde está ascendiendo o descendiendo el aire a partir de los patrones de presión y temperatura más fácilmente observables, y el aire ascendente es donde tienden a desarrollarse las nubes y las precipitaciones.