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渦度

鎖定
渦度是一個三維矢量,其定義是:速度場旋度。在氣象學應用中,一般只考慮渦度的垂直分量,即圍繞垂直軸旋轉的渦度分量。其垂直渦度等於相應角速度的二倍,必須注意,流體的角速度並不是整體一致的,這裏所説的角速度是指當面元無限趨近於中心點O時的極限值。平均渦度是平均角速度的二倍。
中文名
渦度
外文名
vorticity
學    科
動力氣象學
定    義
速度場旋度
屬    性
三維矢量
相關概念
地轉渦度角速度

渦度定義

渦度是一個矢量,其定義是:速度場旋度,用
表示,
一般來説,渦度是一個三維矢量,寫成分量的形式為
但是因為大氣運動主要是水平的,所以在氣象學應用中,一般只考慮渦度的垂直分量,即圍繞垂直軸旋轉的渦度分量。其垂直渦度等於相應角速度的二倍,必須注意,流體的角速度並不是整體一致的,這裏所説的角速度是指當面元無限趨近於中心點O時的極限值。 [1] 

渦度地轉渦度

前面所説的流體面元如果以固體圓盤代替,由於固體的角速度到處都是一致的,所以圓盤的渦度就是其角速度的二倍。地球自轉產生的渦度叫做地轉渦度,在北半球緯度為
處,因地球自轉得到在垂直方向上的角速度為
,其中
為角速度,與其對應的垂直方向上的渦度為
。可見地轉渦度恰好等於地轉參數 [1] 

渦度與角速度的關係

渦度與角速度的關係,在普遍的情形下可由下述斯托克斯(Stokes)定理得出,平均渦度是平均角速度的二倍。 [1] 
參考資料
  • 1.    葉篤正.動力氣象學:科學出版社,1988