Tuần hoàn quy mô trung bình

Nơi đất liền tiếp giáp biển hoặc đồng bằng tiếp giáp núi, sự tương phản nhiệt độ hàng ngày tạo ra chuyển động không khí, tạo ra gió biển, gió thung lũng và các tuần hoàn cục bộ khác định hình thời tiết ở quy mô con người.

Definition

Tuần hoàn quy mô trung bình là các hệ thống gió cục bộ ở quy mô trung bình được điều khiển bởi sự khác biệt ngang về nhiệt độ hoặc bởi địa hình, chẳng hạn như gió biển và gió núi-thung lũng, phát sinh độc lập với dòng chảy synoptic lớn hơn.

Scope

Chủ đề này bao gồm các tuần hoàn quy mô trung bình do nhiệt và địa hình, bao gồm gió đất và gió biển, gió núi-thung lũng và gió sườn dốc, cùng các hệ thống gió cục bộ liên quan, cũng như cách chúng phân phối lại nhiệt, độ ẩm và chất ô nhiễm, đồng thời có thể kích hoạt đối lưu.

Core questions

• Sự khác biệt về nhiệt độ giữa đất liền và biển thúc đẩy tuần hoàn gió biển như thế nào?
• Địa hình tác động đến gió thung lũng, gió sườn dốc và gió núi như thế nào?
• Những tuần hoàn này ảnh hưởng đến thời tiết và chất lượng không khí địa phương như thế nào?
• Các dòng chảy hội tụ quy mô trung bình có thể kích hoạt giông bão như thế nào?

Key theories

Tuần hoàn gió biển

Vào ban ngày, đất nóng lên nhanh hơn biển liền kề, tạo ra một gradient áp suất ngang đẩy không khí mát vào bờ dưới dạng gió biển, với gió đất ngược chiều phát triển vào ban đêm khi đất nguội đi nhanh hơn.

Gió núi do nhiệt

Sự chênh lệch nhiệt độ của các sườn dốc và đáy thung lũng tạo ra gió lên dốc và lên thung lũng vào ban ngày, và dòng chảy xuống dốc và gió xuống thung lũng vào ban đêm, tạo ra các hệ thống gió núi theo chu kỳ ngày đêm đặc trưng.

Mechanisms

Đất và nước nóng lên và nguội đi với tốc độ khác nhau, vì vậy vào ban ngày, đất ấm hơn tạo ra áp suất thấp hơn hút không khí biển mát hơn vào đất liền dưới dạng gió biển, đảo ngược thành gió đất vào ban đêm. Trên địa hình phức tạp, các sườn dốc được chiếu sáng bởi mặt trời làm ấm không khí liền kề và tạo ra các dòng chảy lên dốc và lên thung lũng vào ban ngày, trong khi sự làm mát bức xạ vào ban đêm tạo ra không khí dày đặc chảy xuống dốc và xuống thung lũng. Các vùng hội tụ dọc theo các mặt trận gió biển và trong các thung lũng có thể nâng không khí đủ để kích hoạt mây và giông bão.

Clinical relevance

Tuần hoàn quy mô trung bình ảnh hưởng mạnh mẽ đến nhiệt độ, độ ẩm và gió cục bộ, sự phân tán của các chất ô nhiễm không khí ở các thành phố ven biển và thung lũng núi, vị trí đặt các nguồn tài nguyên gió và mặt trời, và sự khởi đầu của các cơn giông bão buổi chiều, khiến chúng trở nên quan trọng đối với dự báo cục bộ và quản lý chất lượng không khí.

History

Các tuần hoàn cục bộ như gió biển đã được công nhận từ thời cổ đại, nhưng nghiên cứu định lượng của chúng đã tiến bộ vào thế kỷ XX với các quan sát và mô hình số hóa ở quy mô trung bình, bao gồm công trình mô hình hóa nền tảng về gió biển và các nghiên cứu chi tiết về khí tượng núi.

Key figures

• Jacob Bjerknes
• Roger Pielke
• C. David Whiteman

Seminal works

• markowski2010
• wallace2006

Frequently asked questions

Tại sao thường có một làn gió mát thổi từ biển vào một buổi chiều nắng?

Vào một ngày nắng, đất ấm lên nhanh hơn biển, vì vậy không khí trên đất liền bốc lên và áp suất thấp hơn hình thành ở đó; không khí mát hơn, dày đặc hơn từ mặt nước sau đó chảy vào đất liền để thay thế, tạo ra làn gió biển sảng khoái.

Tại sao không khí lạnh lại chảy vào các thung lũng vào ban đêm?

Sau khi mặt trời lặn, các sườn dốc nguội đi do bức xạ nhiệt, làm lạnh không khí gần chúng; không khí lạnh, dày đặc này trượt xuống dốc và đọng lại trong các thung lũng, đó là lý do tại sao đáy thung lũng thường trở nên lạnh hơn các sườn dốc xung quanh vào ban đêm.