Геострофическая адвекция температуры

1. Российский государственный гидрометеорологический университет

Российский государственный
Российский государственный гидрометеорологический
университет гидрометеорологический
университет
Егоров Кирилл
Леонидович
Егоров Кирилл
Леонидович
кандидат физико- кандидат физико-математических
математических наук
наук
доцент кафедры ДАКЗ
- доцент кафедры ДАКЗ
Контактная информация:
e-mail: egorov@rshu.ru
т. кафедры: (812)444-59-47
1

2.

Геострофическая адвекция
температуры
2

3. Геострофическая адвекция температуры

V Vg ,
T
t
T
T
T
Vg
ug
vg
cos
y
n
x
адв.
угол между направлением ветра
и вектором градиента температуры
3

4. Геострофическая адвекция температуры

T-∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
T
T+∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
4

5. Геострофическая адвекция температуры

P1- ∆p
T-∆T
p1
Vg
P1+∆p
T
T+∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
5

6. Геострофическая адвекция температуры

P1- ∆p
T-∆T
p1
Vg
P1+∆p
T
T+∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
gradT
6

7. Геострофическая адвекция температуры

P1- ∆p
T-∆T
p1
Vg
P1+∆p
T
T+∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
gradT
7

8.

P1- ∆p
T-∆T
p1
Vg
P1+∆p
T
T+∆T
P1+∆p
P1- ∆p
p1
P1+∆p
gradT
8

9. Геострофическая адвекция температуры

P1- ∆p
T-∆T
p1
Vg
P1+∆p
T
T+∆T
90o
cos 0
P1- ∆p
p1
P1+∆p
gradT
9

10. Геострофическая адвекция температуры

T
t
T
Vg
cos
n
адв .
P1- ∆p
T-∆T
p1
Vg
P1+∆p
T
T+∆T
90o
cos 0
P1- ∆p
p1
P1+∆p
gradT
10

11. Геострофическая адвекция температуры

T
t
T
Vg
cos
n
адв .
T
|адв 0
t
P - ∆p
1
T-∆T
p1
P1+∆p
Vg
T
T+∆T
90o
cos 0
P1- ∆p
p1
P1+∆p
gradT
T
|адв 0
t
11

12.

Геострофическая адвекция
температуры
T
t
T
T
ug
vg
y
x
адв.
p
ug
,
2 z y
1
p
vg
2 z x
1
12

13.

Геострофическая адвекция
температуры
T
t
T
T
ug
vg
y
x
адв.
p
ug
,
2 z y
1
p
vg
2 z x
1
p T p T
2 z y x x y
адв.
1
( gradT gradp ) z
2 z
T
t
1
13

14.

Геострофическая адвекция
температуры
T
t
адв.
1
2 z
( gradT gradp ) z
T
p
| gradT |
, | gradp |
m
n
T
t
T p
sin
2 z m n
адв.
1
угол, отсчитываемый от вектора градиента температуры
к вектору градиента давления
(положительный при отсчёте против часовой стрелки)
14

15. Геострофическая адвекция температуры

T-∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
T
T+∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
15

16. Геострофическая адвекция температуры

P1- ∆p
T-∆T
p1
P1+∆p
T
T+∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
gradp
16

17. Геострофическая адвекция температуры

P1- ∆p
T-∆T
p1
P1+∆p
T
T+∆T
P1- ∆p
p1
gradp
P1+∆p
gradT
17

18. Геострофическая адвекция температуры

P1- ∆p
T-∆T
p1
P1+∆p
T
T+∆T
P1- ∆p
p1
gradp
P1+∆p
gradT
18

19. Геострофическая адвекция температуры

P1- ∆p
T-∆T
p1
P1+∆p
T
T+∆T
P1- ∆p
0
p1
gradp
P1+∆p
gradT
19

20. Геострофическая адвекция температуры

P1- ∆p
T-∆T
p1
P1+∆p
T
T+∆T
P1- ∆p
0
p1
gradp
P1+∆p
sin 0
gradT
20

21. Геострофическая адвекция температуры

T
t
адв.
T p
sin
2 z m n
1
T
|адв 0
t
P - ∆p
1
T-∆T
p1
P1+∆p
T
T+∆T
P1- ∆p
0
p1
gradp
P1+∆p
sin 0
gradT
21

22. Геострофическая адвекция температуры

P1- ∆p
T-∆T
p1
Vg
P1+∆p
T
T+∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
gradp
T
|адв 0
t
gradT
22

23. Геострофическая адвекция температуры

P1- ∆p
T-∆T
p1
P1+∆p
T
B
T+∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
23

24. Геострофическая адвекция температуры

P1- ∆p
T-∆T
p1
P1+∆p
T
Vg
T+∆T
B
P1- ∆p
p1
P1+∆p
24

25. Геострофическая адвекция температуры

P1- ∆p
T-∆T
p1
P1+∆p
T
Vg
B
T+∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
25

26. Геострофическая адвекция температуры

T-∆T
P1- ∆p
p1
T
P1+∆p
Vg
T+∆T
B
P1- ∆p
p1
P1+∆p
26

27. Геострофическая адвекция температуры

T-∆T
P1- ∆p
T
p1
P1+∆p
T+∆T
Vg
B
P1- ∆p
p1
P1+∆p
27

28. Геострофическая адвекция температуры

T-∆T
T
P1- ∆p
p1
T+∆T
P1+∆p
Vg
B
P1- ∆p
p1
P1+∆p
28

29. Связь геострофической адвекции температуры с изменением ветра по высоте

V Vg ,
T
t
T
T
ug
vg
y
x
адв.
u g
g T
z
l T y
vg
g T
z l T x
T
l T u g
,
y
g z
T l T v g
x
g z
29

30.

Связь геострофической адвекции
температуры с изменением ветра по высоте
T
t
T
T
,
ug
vg
y
x
адв.
T
l T u g
,
y
g z
T
t
ug Vg cos ,
vg Vg sin ,
T l T v g
x
g z
ug
l T vg
ug
vg
g z
z
адв.
30

31. Связь геострофической адвекции температуры с изменением направления ветра по высоте

T
t
ug
l T vg
ug
vg
g z
z
адв.
y
p
Vg
vg
α
P+∆p
ug Vg cos ,
vg Vg sin ,
ug
x
V V ( z ) V V ( z ), ( z )
31

32. Связь геострофической адвекции температуры с изменением направления ветра по высоте

T
t
y
ug
l T vg
ug
vg
g z
z
адв.
P-∆p
p
vg
Vg
α
P+∆p
ug
x
ug Vg cos , vg Vg sin
V V ( z) V V ( z), ( z)
32

33. Связь геострофической адвекции температуры с изменением направления ветра по высоте

T
t
y
ug
l T vg
ug
vg
g z
z
адв.
P-∆p
p
vg
Vg
α
P+∆p
ug
x
ug Vg cos , vg Vg sin
V V ( z) V V ( z), ( z)
33

34. Связь геострофической адвекции температуры с изменением направления ветра по высоте

vg
Vg
ug
Vg cos
sin Vg cos
z
z
z
Vg
Vg
cos sin V cos
,
z
z
ug
Vg
2
g
2
vg
Vg
sin cos V sin
z
z
z
2
g
2
34

35. Связь геострофической адвекции температуры с изменением направления ветра по высоте

vg
Vg
ug
Vg
cos sin V cos
,
z
z
z
ug
Vg
2
g
2
vg
Vg
sin cos V sin
,
z
z
z
2
g
2
35

36. Связь геострофической адвекции температуры с изменением направления ветра по высоте

vg
Vg
ug
Vg
cos sin V cos
,
z
z
z
2
g
2
A
ug
Vg
vg
Vg
sin cos V sin
,
z
z
z
2
g
2
36

37. Связь геострофической адвекции температуры с изменением направления ветра по высоте

vg
Vg
ug
Vg
cos sin V cos
,
z
z
z
2
g
2
A
ug
Vg
vg
Vg
sin cos V sin
,
z
z
z
2
g
2
B
37

38. Связь геострофической адвекции температуры с изменением направления ветра по высоте

vg
Vg
ug
Vg
cos sin V cos
,
z
z
z
2
g
2
A
ug
Vg
vg
Vg
sin cos V sin
,
z
z
z
2
g
2
B
38

39. Связь геострофической адвекции температуры с изменением направления ветра по высоте

vg
Vg
ug
Vg
cos sin V cos
,
z
z
z
2
g
2
A
ug
Vg
vg
Vg
sin cos V sin
,
z
z
z
2
g
2
B
vg
ug
ug
vg
V
,
z
z
z
2
g
39

40. Связь геострофической адвекции температуры с изменением направления ветра по высоте

vg
ug
ug
vg
V
,
z
z
z
2
g
40

41. Связь геострофической адвекции температуры с изменением направления ветра по высоте

vg
ug
ug
vg
V
,
z
z
z
T
t
2
g
ug
l T vg
ug
vg
g z
z
адв.
41

42. Связь геострофической адвекции температуры с изменением направления ветра по высоте

vg
ug
ug
vg
V
,
z
z
z
T
t
2
g
ug
l T vg
ug
vg
g z
z
адв.
T
t
l T 2
Vg
g
z
адв.
42

43. Связь геострофической адвекции температуры с изменением направления ветра по высоте

T
t
l T 2
Vg
g
z
адв.
T
0
z
t
T
0
z
t
0 адвекция холода,
адв.
0 адвекция тепла.
адв.
43

44. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

P1- ∆p
T-∆T
p1
P1+∆p
T
Vg
B
T+∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
44

45. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

T-∆T
P1- ∆p
p1
T
P1+∆p
Vg
T+∆T
B
P1- ∆p
p1
P1+∆p
45

46. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

T-∆T
P1- ∆p
T
p1
P1+∆p
T+∆T
Vg
B
P1- ∆p
p1
P1+∆p
46

47. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

T-∆T
T
P1- ∆p
p1
T+∆T
P1+∆p
Vg
B
P1- ∆p
p1
P1+∆p
47

48. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

P1- ∆p
T-∆T
T
p1
P1+∆p
Vg1
T+∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
48

49. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

P1- ∆p
T-∆T
T
p1
P1+∆p
Vg1
T+∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
49

50. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

P1- ∆p
T-∆T
T
p1
Vg1
P1+∆p
VT(2,1)
T+∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
50

51. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

P1- ∆p
T-∆T
T
T+∆T
p1
Vg1
α
P1+∆p
VT(2,1)
Vg2
P1- ∆p
p1
P1+∆p
51

52. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

P1- ∆p
T-∆T
T
T+∆T
p1
Vg1
α
P1+∆p
VT(2,1)
Vg2
VT(3,2)
P1- ∆p
p1
P1+∆p
52

53. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

P1- ∆p
T-∆T
T
T+∆T
p1
Vg1
α
P1+∆p
VT(2,1)
VT(3,2)
Vg2
Vg3
P1- ∆p
p1
P1+∆p
53

54.

y
T-∆T
T
T+∆T
v1
v2
v3
Vg1
Vg2
α1
α2
α3
u1 u2
P1- ∆p
Vg3
u3
x
p1
P1+∆p
54

55.

δα2,1
T-∆T
T
δα3,1
Vg1
Vg2
Vg3
T+∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
55

56.

y
δα2,1
Vg1
T-∆T
T
T+∆T
P1- ∆p
δα3,1
Vg2
α1
α2
α3
Vg3
x
p1
P1+∆p
56

57.

y
δα2,1
Vg1
T-∆T
T
T+∆T
P1- ∆p
δα3,1
Vg2
α1
α2
α3
Vg3
x
p1
P1+∆p
57

58. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

P1- ∆p
T-∆T
T
T+∆T
p1
Vg1
α
P1+∆p
VT(2,1)
VT(3,2)
Vg2
Vg3
P1- ∆p
p1
P1+∆p
0 адвекция тепла.
z
58

59. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

Ветер меняет направление с высотой с
поворотом вправо (по часовой стрелке) –
- адвекция тепла
59

60.

Анализ примеров адвективных изменений
температуры по времени
T-∆T
T
P1- ∆p
p1
T+∆T
P1+∆p
B
Vg
P1- ∆p
p1
P1+∆p
60

61. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

T-∆T
P1- ∆p
T
p1
P1+∆p
T+∆T
Vg
B
P1- ∆p
p1
P1+∆p
61

62. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

T-∆T
P1- ∆p
p1
T
P1+∆p
T+∆T
B
P1- ∆p
Vg
p1
P1+∆p
62

63. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

T-∆T
P1- ∆p
p1
T
T+∆T
P1+∆p
B
P1- ∆p
p1
Vg
P1+∆p
63

64. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

P1- ∆p
T-∆T
p1
P1+∆p
T
B
T+∆T
Vg
P1- ∆p
p1
P1+∆p
64

65. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

T+∆T
P1- ∆p
p1
T-∆T
P1+∆p
T
B
Vg
P1- ∆p
p1
P1+∆p
65

66. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

T-∆T
P1- ∆p
p1
T
T+∆T
P1+∆p
Vg1
B
VT(2,1)
P1- ∆p
p1
P1+∆p
66

67. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

T-∆T
P1- ∆p
p1
T
T+∆T
P1+∆p
Vg1
α B
VT(2,1)
P1- ∆p
p1
P1+∆p
67

68. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

T-∆T
P1- ∆p
p1
T
T+∆T
P1+∆p
Vg1
VT(2,1)
P1- ∆p
α B
Vg2
p1
P1+∆p
68

69. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

T-∆T
P1- ∆p
p1
T
T+∆T
P1+∆p
Vg1
VT(2,1)
P1- ∆p
α B
Vg2
VT(3,2)
p1
P1+∆p
69

70. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

T-∆T
P1- ∆p
p1
T
T+∆T
P1+∆p
Vg1
VT(2,1)
P1- ∆p
α B
Vg2
Vg3
VT(3,2)
p1
P1+∆p
0 адвекция холода
z
70

71. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

P1- ∆p
T+∆T
p1
P1+∆p
T
Vg1
T-∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
71

72. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

P1- ∆p
T+∆T
p1
P1+∆p
T
Vg1
T-∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
72

73. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

P1- ∆p
T+∆T
p1
VT(2,1)
P1+∆p
T
Vg1
T-∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
73

74. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

P1- ∆p
T+∆T
p1
VT(2,1)
T
P1+∆p
Vg2
Vg1
T-∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
74

75. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

T+∆T
P1- ∆p
VT(3,2)
p1
VT(2,1)
T
P1+∆p
Vg2
Vg1
T-∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
75

76. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

T+∆T
T
Vg3
P1- ∆p
VT(3,2)
p1
VT(2,1)
P1+∆p
Vg2
Vg1
T-∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
0 адвекция холода
z
76

77. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

Ветер меняет направление с высотой с
поворотом влево (против часовой стрелки) –
- адвекция холода
77

78.

Анализ примеров адвективных изменений
температуры по времени
T
t
адв.
T
T
grad sT V
(V cos )
Vn
n
n
78

79. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

T+∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
T
T-∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
79

80. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

P1- ∆p
T+∆T
p1
P1+∆p
T
Vg1
T-∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
80

81.

grad T
P1- ∆p
T+∆T
p1
T
ε
δ>0
T-∆T
P1+∆p
Vg1
P1- ∆p
p1
grad р
P1+∆p
81

82.

T-∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
T
ε
Vg1
T+∆T
P1- ∆p
δ<0
p1
P1+∆p
grad р
grad T
82

83. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

grad T
P1- ∆p
T+∆T
p1
P1+∆p
T
α
T-∆T
Vg1
P1- ∆p
p1
P1+∆p
83

84.

grad T
P1- ∆p
T+∆T
p1
P1+∆p
T
α
T-∆T
Vg1
P1- ∆p
p1
P1+∆p
84

85. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

grad T
P1- ∆p
T+∆T
p1
P1+∆p
T
α
T-∆T
Vg1
P1- ∆p
p1
P1+∆p
85

86. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

grad T
P1- ∆p
T+∆T
p1
VT(2,1)
P1+∆p
T
Vg1
T-∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
86

87. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

grad T
P1- ∆p
T+∆T
p1
VT(2,1)
T
P1+∆p
Vg2
Vg1
T-∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
87

88. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

grad T
T+∆T
P1- ∆p
VT(3,2)
p1
VT(2,1)
T
P1+∆p
Vg2
Vg1
T-∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
88

89. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

grad T
T+∆T
T
Vg3
P1- ∆p
VT(3,2)
p1
VT(2,1)
P1+∆p
Vg2
Vg1
T-∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
89

90. Анализ примеров адвективных изменений температуры по времени

grad T
T+∆T
T
Vg3
P1- ∆p
VT(3,2)
Vn
p1
VT(2,1)
P1+∆p
Vg2
Vg1
T-∆T
P1- ∆p
p1
P1+∆p
Vn изотермам
90

91.

Анализ примеров адвективных изменений
температуры по времени
T
t
T
T
grad sT V
(V cos )
Vn
n
n
адв.
V
T-∆T
T-∆T
T
T
α
T+∆T
T+∆T
grad T
grad T
91

92.

Анализ примеров адвективных изменений
температуры по времени
T
T
grad sT V
(V cos )
Vn
n
n
адв.
V
T-∆T
T-∆T
Vn
T
t
T
T
α
T+∆T
T+∆T
grad T
grad T
92

93.

Анализ примеров адвективных изменений
температуры по времени
T
T
grad sT V
(V cos )
Vn
n
n
адв.
V
T-∆T
T-∆T
Vn
V
T
T
t
T
α
T+∆T
T+∆T
grad T
grad T
93

94.

Анализ примеров адвективных изменений
температуры по времени
T
T
grad sT V
(V cos )
Vn
n
n
адв.
V
T-∆T
T-∆T
Vn
V
T
T
t
T
α
T+∆T
T+∆T
grad T
grad T
94

95.

Анализ примеров адвективных изменений
температуры по времени
T
T
grad sT V
(V cos )
Vn
n
n
адв.
V
T-∆T
T-∆T
Vn
V
T
T
t
T
α
T+∆T
T+∆T
α
grad T
grad T
95

96.

Анализ примеров адвективных изменений
температуры по времени
T
T
grad sT V
(V cos )
Vn
n
n
адв.
V
T-∆T
T-∆T
Vn
V
T
T
t
T
α
T+∆T
T+∆T
α
grad T
grad T
96

97.

Анализ примеров адвективных изменений
температуры по времени
T
T
grad sT V
(V cos )
Vn
n
n
адв.
V
T-∆T
T-∆T
Vn
V
T
T
t
T
α
T+∆T
T+∆T
α
Vn
grad T
grad T
97

98.

Анализ примеров адвективных изменений
температуры по времени
T
T
grad sT V
(V cos )
Vn
n
n
адв.
V
T-∆T
T-∆T
Vn
V
T
T
t
T
α
T+∆T
T+∆T
Vn
grad T
grad T
98

99.

Анализ примеров адвективных изменений
температуры по времени
T
T
grad sT V
(V cos )
Vn
n
n
адв.
V
T-∆T
T-∆T
Vn
V
T
T
t
T
α
T+∆T
T+∆T
Vn
grad T
grad T
99

100.

Анализ примеров адвективных изменений
температуры по времени
T
t
T-∆T
адв .
T
Vn
n
V
T-∆T
Vn
V
T
α
T+∆T
T
T+∆T
Vn
grad T
grad T
100

101.

Анализ примеров адвективных изменений
температуры по времени- ВЫВОД
T
t
T
Vn
n
адв.
Величина адвективных изменений не зависит
от высоты при постоянном по высоте
горизонтальном градиенте температуры
101

102.

Контрольные вопросы
Вопрос 1.
Величина геострофической адвекция
максимальна :
1- если изобары перпендикулярны изотермам;
2 – если ветер направлен вдоль изобар;
2 – если изобары и изотермы пораллельны.
102

103.

Контрольные вопросы
Вопрос 2.
При правом повороте ветра с высотой в северном
полушарии следует ожидать:
1- похолодания в циклонической системе и
потепления в антициклонической;
2 – похолодания в любой синоптической системе;
3 – потепления в любой синоптической системе.
103

104.

Запись вебинара будет
доступна
на сайте
ФЗО РГГМУ
http://fzo.rshu.ru/content/vebinar