نظریه شبهژئوستروفیک
نظریه شبهژئوستروفیک با حفظ تنها انحرافات کوچک از تعادل کامل، پیچیدگی معادلات جوی را به یک تصویر واحد تقلیل میدهد که به پیشبینیکننده نشان میدهد هوا در کجا در حال صعود است و آب و هوا در حال شکلگیری است.
Definition
نظریه شبهژئوستروفیک مجموعهای سادهشده از معادلات برای حرکتهای برونحارهای در مقیاس بزرگ است که در آن باد به صورت ژئوستروفیک تقریب زده میشود، به جز در بخش کوچک غیرژئوستروفیک که تکامل جریان و حرکت عمودی مرتبط با آن را هدایت میکند.
Scope
این موضوع شامل تقریب شبهژئوستروفیک، پیچش پتانسیل شبهژئوستروفیک و بقای آن، معادله امگا برای تشخیص حرکت عمودی، و استفاده از این ابزارها برای درک توسعه سامانههای آب و هوایی عرضهای میانی میشود.
Core questions
- چه تقریبهایی سامانه شبهژئوستروفیک را تعریف میکنند؟
- چگونه بقای پیچش پتانسیل شبهژئوستروفیک جریان مقیاس بزرگ را کنترل میکند؟
- چگونه معادله امگا محل صعود و فرود هوا را تشخیص میدهد؟
- چگونه این نظریه رشد چرخندهای عرضهای میانی را توضیح میدهد؟
Key theories
- پیچش پتانسیل شبهژئوستروفیک
- یک کمیت پایسته واحد، پیچش نسبی، پیچش سیارهای و کشش عمودی را ترکیب میکند، به طوری که پیگیری تکامل آن دینامیک اساسی جریان برونحارهای در مقیاس بزرگ را به تصویر میکشد.
- معادله امگا
- حرکت عمودی در جریان متعادل از الگوهای جابجایی پیچش و دما تشخیص داده میشود، که به پیشبینیکنندگان امکان میدهد صعود را در جلوی ناوه های بالایی که ابرها و بارش در آنجا سازماندهی میشوند، مکانیابی کنند.
Mechanisms
با فرض اینکه جریان نزدیک به تعادل ژئوستروفیک و هیدرواستاتیک باقی میماند، معادلات کامل به بقای یک پیچش پتانسیل شبهژئوستروفیک واحد فرو میریزند، و گردش کوچک غیرژئوستروفیک به صورت تشخیصی تعیین میشود. سپس معادله امگا حرکت عمودی را به جابجایی دیفرانسیلی پیچش و جابجایی دما مرتبط میکند، به طوری که هوای صعودی و ابرها و بارشهایی که تولید میکند، میتوانند از تحلیلهای روتین میدانهای بالایی و حرارتی مکانیابی شوند.
Clinical relevance
تشخیصهای شبهژئوستروفیک همچنان یک ابزار اصلی پیشبینی برای پیشبینی عمیقتر شدن چرخندهای برونحارهای و تشکیل نوارهای ابر و بارش هستند، و این نظریه زیربنای تفسیر میدانهای مقیاس بزرگ تولید شده توسط مدلهای عددی است.
History
نظریه شبهژئوستروفیک از تحلیل مقیاس چارنی و کار الیاسن در اواخر دهه ۱۹۴۰ پدید آمد و معادلات فیلتر شدهای را فراهم کرد که چارنی و فیلیپس در اولین پیشبینیهای موفق عددی آب و هوا در دهه ۱۹۵۰ از آنها استفاده کردند و امروزه نیز یک چارچوب تشخیصی استاندارد باقی مانده است.
Key figures
- Jule Charney
- Arnt Eliassen
- Norman Phillips
Related topics
Seminal works
- charney1947
- holton2013
Frequently asked questions
- شبهژئوستروفیک به چه معناست؟
- به این معناست که جریان تقریباً متعادل ژئوستروفیک در نظر گرفته میشود؛ باد به صورت ژئوستروفیک تقریب زده میشود، و تنها انحرافات بسیار کوچک از آن تعادل حفظ میشوند زیرا آنها هستند که سامانه را به تغییر و تولید حرکت عمودی وادار میکنند.
- چرا معادله امگا برای پیشبینیکنندگان مفید است؟
- معادله امگا به پیشبینیکنندگان امکان میدهد تا از الگوهای فشار و دمای قابل مشاهدهتر، محل صعود یا فرود هوا را استنباط کنند، و هوای صعودی جایی است که ابرها و بارش تمایل به توسعه دارند.