作者s93015a (水瓶珩)
看板TY_Research
標題Re: [討論] 環流 高空風系統
時間Wed Apr 19 22:57:01 2017
※ 引述《yesyesnono (幾米)》之銘言:
: 大家好
: 自學氣象的時候有幾個問題實在卡住很久
: 希望強者不吝賜教
: 1. ?
: 根據熱力學原理
: 溫度梯度產生壓力梯度
: (熱空氣上升,造成高空壓力變大,自然向高空壓力小處移動,此時原地面壓力下降,四
: 周壓力大處空氣向原地面流動,而呈ㄧ循環)
其實這要從第三點答起
溫度越高,上下兩層等壓面間所夾的厚度越厚所以若某層長這樣平平的
— — — 若中間那格較暖,下面就要這樣
__ __
\__/ 中間變低壓了
同理可證第三點其他敘述
若這要維持平衡,下面那層就要逆鐘向旋轉,上面則不旋轉
回到第一點
的確,流體沒有旋轉的情況下,相當熱處上升而降溫,相對冷處下降而升溫,直到熱處不再熱,冷處不再冷,一切溫度梯度終將被弭平
然而,流體有旋轉的情況下,熱處高層的外流因科氏力向右偏轉,想想向右偏轉後科氏力向哪邊?(向外的右邊,順鐘向,的右邊)答案是向內!
而低層根據上面說的,因為熱處較厚,若上為高壓則下變平甚至變低壓,所以至少要是較弱的順鐘向,甚至反過來變逆鐘向,
所以同樣的熱處上升降溫冷處下降升溫,不會持續到溫度梯度被弭平,而是只到偏轉後的科氏力足夠大到可以平衡掉氣壓梯度力!
講半天的白話,氣象學上為了不要每次提這個觀念都要說這麼一大串,我們都管這叫做熱力風平衡
: 但
: 在Ferrel cell中,其在緯度60度(冷)附近上升,在緯度30度(熱)附近沉降,而呈ㄧ
: 環流
: 這個環流圈並不遵守熱力學原理,是什麼原因造成?
想想上面那個平衡,關鍵在上下層的風速差正好平衡上下層的氣壓梯度差,而氣壓梯度差正好代表水平溫度梯度,例如若左暖右冷
則等壓面可以如此分佈
__
\
__ \__
\___
想像左南右北,中間那格的氣壓梯度需要西風來平衡,但上層氣壓梯度較大,西風也較強(有沒有發現我順便回答了第二題)
此時,若低層西風因某外力而減弱,會發生什麼事?
低層向左的科氏力減弱,氣壓梯度將空氣向右推,然後,右上升降溫、左下降升溫
咦咦?這樣不是熱區變熱冷區變冷嗎?
你沒聽錯!Ferrel cell正是讓熱區越熱冷區越冷,其實當我說低層西風減弱時已經注定了這個結果,因為上下風速差變大了,所以上下氣壓梯度差也要變大,而左右溫差變大正好可以達到這個效果
之所以溫度梯度沒有無限的變大還有其他因素作用(剛剛說的低層受外力也不是完整的故事,只是舉例說明)
: 2.
: 環流圈中地面與高空風向一般相反,故形成環流圈
: 但
: 西風帶卻是在地表的西南風,漸至高空呈西風。為什麼?為什麼高空不是吹東北風?
: 3.
: 「海平面低壓有一冷心者,此低壓當隨高度增加而增強;
: 海平面低壓有一暖心者,此低壓當隨高度增加而減弱,且可能轉變為ㄧ高空低壓;
: 海平面高壓有一冷心者,此高壓當隨高度增加而減弱,且可能轉變為ㄧ高空低壓;
: 海平面高壓有一暖心者,此高壓當隨高度增加而增強。」
: 這段敘述背後原理為何?
: 這段敘述背後原理為何?
: 這每個問題我都百思不得其解,
: 翻書估狗關鍵字也都找不太到相關解釋,
: 要不就是太多方程式看不懂
: 不知道有沒有強者能幫忙解惑
: 拜託大家了(跪
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→ s93015a : 哭,我的示意圖爛掉了,明天用電腦修 04/19 22:58
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