Презентация «Характеристики вращательного движения атмосферы: вихрь, потенциальный вихрь и спиральность»

Смотреть слайды в полном размере
Презентация «Характеристики вращательного движения атмосферы: вихрь, потенциальный вихрь и спиральность»

Вы можете ознакомиться с презентацией онлайн, просмотреть текст и слайды к ней, а также, в случае, если она вам подходит - скачать файл для редактирования или печати. Документ содержит 57 слайдов и доступен в формате ppt. Размер файла: 4.81 MB

Просмотреть и скачать

Pic.1
Характеристики вращательного движения атмосферы: вихрь, потенциальный вихрь и спиральность
Характеристики вращательного движения атмосферы: вихрь, потенциальный вихрь и спиральность
Pic.2
Роль вращательного движения жидкости В соответствие с теоремой Томпсона Потенциальное, т. е. не соде
Роль вращательного движения жидкости В соответствие с теоремой Томпсона Потенциальное, т. е. не содержащее вихрей движение жидкости имеет минимальную кинетическую энергию. Если в жидкости …
Pic.3
Вихревое движение геофизических жидкостей в горизонтальной плоскости – легко наблюдается и часто вст
Вихревое движение геофизических жидкостей в горизонтальной плоскости – легко наблюдается и часто встречается в природе
Pic.4
Для частиц с конечной площадью вращательное движение описывается с помощью циркуляции
Для частиц с конечной площадью вращательное движение описывается с помощью циркуляции
Pic.5
циркуляция позволяет оценить угловой момент для частицы жидкости.
циркуляция позволяет оценить угловой момент для частицы жидкости.
Pic.6
Знак циркуляции можно выяснить, представив в какую сторону жидкость будет вращать гребное колесо
Знак циркуляции можно выяснить, представив в какую сторону жидкость будет вращать гребное колесо
Pic.7
Математическое определение понятия «вихрь скорости» дается через циркуляцию
Математическое определение понятия «вихрь скорости» дается через циркуляцию
Pic.8
Что нужно помнить про вихрь Вихрь – это вектор, связанный со скоростью соотношением : rotV=V Метео
Что нужно помнить про вихрь Вихрь – это вектор, связанный со скоростью соотношением : rotV=V Метеорологи обычно рассматривают движение на плоскости и интересуются только вертикальной составляющей …
Pic.9
Вихрь в натуральных координатах: касательная (s)-х, нормаль (n)- у
Вихрь в натуральных координатах: касательная (s)-х, нормаль (n)- у
Pic.10
Определение знака вихря по формуле:  = V/R-∂V/∂n
Определение знака вихря по формуле:  = V/R-∂V/∂n
Pic.11
Контрольный вопрос: Расставить знаки вихря скорости относительного движения по волнообразным траекто
Контрольный вопрос: Расставить знаки вихря скорости относительного движения по волнообразным траекториям в северном
Pic.12
Вывод уравнения абсолютного вихря из уравнений движения с помощью векторных операций
Вывод уравнения абсолютного вихря из уравнений движения с помощью векторных операций
Pic.13
Вектор вихря имеет 3 компоненты. Вектор вихря имеет 3 компоненты. Только Вертикальную составляющую в
Вектор вихря имеет 3 компоненты. Вектор вихря имеет 3 компоненты. Только Вертикальную составляющую вихря обозначают так:
Pic.14
Физическое определение вихря с помощью равномерного вращения
Физическое определение вихря с помощью равномерного вращения
Pic.15
«Характеристики вращательного движения атмосферы: вихрь, потенциальный вихрь и спиральность», слайд 15
Pic.16
«Характеристики вращательного движения атмосферы: вихрь, потенциальный вихрь и спиральность», слайд 16
Pic.17
Контрольный вопрос: вычислить вихрь скорости движения воздуха в точке r(x,y)={1м,2м},если вектор ско
Контрольный вопрос: вычислить вихрь скорости движения воздуха в точке r(x,y)={1м,2м},если вектор скорости задан в виде:V={u0·x·y,v0·y}. Причем u0=2 мс-1, а v0=1 мс-1 Контрольный вопрос: вычислить …
Pic.18
Вычисление вихря в изобарических координатах
Вычисление вихря в изобарических координатах
Pic.19
Вычисление вихря по геострофическому ветру (практика)
Вычисление вихря по геострофическому ветру (практика)
Pic.20
Вывод формулы полезен для всех
Вывод формулы полезен для всех
Pic.21
Экзам вопрос: Вычислить геострофический вихрь по данным на сетке с шагом r=200 км на широте 450N. P0
Экзам вопрос: Вычислить геострофический вихрь по данным на сетке с шагом r=200 км на широте 450N. P0=996гПа, P1=991гПа, P2=990гПа, P3=998гПа, P0=1001гПа. Плотность воздуха у земной поверхности задать …
Pic.22
Важное замечание: В метеорологии часто используют для оценки соотношение, следующее из конечно-разно
Важное замечание: В метеорологии часто используют для оценки соотношение, следующее из конечно-разностной формулы лапласиана
Pic.23
ДРУГИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВИХРЕВОГО ДВИЖЕНИЯ Потенциальный вихрь и спиральность
ДРУГИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВИХРЕВОГО ДВИЖЕНИЯ Потенциальный вихрь и спиральность
Pic.24
Величина (+f)· ρ-1 называется потенциальным вихрем Потенциальный вихрь – это скалярная характерис
Величина (+f)· ρ-1 называется потенциальным вихрем Потенциальный вихрь – это скалярная характеристика точки. Он показывает, как вращение воздуха связано с толщиной вращающегося слоя между …
Pic.25
Потенциальный вихрь: откуда возникает это понятие?
Потенциальный вихрь: откуда возникает это понятие?
Pic.26
Потенциальный вихрь для атмосферы:
Потенциальный вихрь для атмосферы:
Pic.27
Т. е. при адиабатическом движении бесконечно малый контур на изоэнтропической поверхности сохраняет
Т. е. при адиабатическом движении бесконечно малый контур на изоэнтропической поверхности сохраняет свой момент импульса: S(+f)=const
Pic.28
Для справки: распределение потенциальной температуры над станцией и в разрезе
Для справки: распределение потенциальной температуры над станцией и в разрезе
Pic.29
Значит: Потенциальный вихрь – это угловой момент частицы, который сохраняется при движении между изо
Значит: Потенциальный вихрь – это угловой момент частицы, который сохраняется при движении между изоэнтропическими поверхностями
Pic.30
Размерность, порядок и единицы потенциального вихря Обозначают - PV Размерность : [PV]=[(+f)]·[ ]
Размерность, порядок и единицы потенциального вихря Обозначают - PV Размерность : [PV]=[(+f)]·[ ]·[ρ-1 ]=c-1Kм-1м3кг-1 =м2·К·с-1·кг-1 Порядок: O(PV)=O(f·д/дz· ρ-1)= …
Pic.31
Важное следствие: Причина вертикальных токов в атмосфере – Это изменение градиента потенциальной тем
Важное следствие: Причина вертикальных токов в атмосфере – Это изменение градиента потенциальной температуры Которые и вызывают изменения вихря
Pic.32
Но и наоборот! Если есть восходящее движение, то вихревая трубка растягивается вверх и сжимается Тог
Но и наоборот! Если есть восходящее движение, то вихревая трубка растягивается вверх и сжимается Тогда ускоряется вращение (сохраняется момент), увеличивается линейная скорость частиц на траекториях, …
Pic.33
Основоположники теории потенциального вихря
Основоположники теории потенциального вихря
Pic.34
Применение потенциального вихря (NWS USA)
Применение потенциального вихря (NWS USA)
Pic.35
Поперечное сечение изоэнтропических поверхностей (тонкие линии) Толстая линия – тропопауза (на ней P
Поперечное сечение изоэнтропических поверхностей (тонкие линии) Толстая линия – тропопауза (на ней PV=2) Изотахи (сплошные – направление внутрь, пунктирные – наружу) циркуляции воздуха
Pic.36
Два фактора, изменяющих вращение атмосферных потоков : широта и высота гор (северное полушарие) (+f
Два фактора, изменяющих вращение атмосферных потоков : широта и высота гор (северное полушарие) (+f)· ρ-1=const
Pic.37
Изменение потока при сохранении потенциального вихря. 1) восточный поток
Изменение потока при сохранении потенциального вихря. 1) восточный поток
Pic.38
Изменение потока при сохранении потенциального вихря. 2) западный поток
Изменение потока при сохранении потенциального вихря. 2) западный поток
Pic.39
В южном полушарии этот эффект проявляется в западном потоке так:
В южном полушарии этот эффект проявляется в западном потоке так:
Pic.40
Значения вертикальной и горизонтальных составляющих вихря
Значения вертикальной и горизонтальных составляющих вихря
Pic.41
Упрощение формулы потенциального вихря
Упрощение формулы потенциального вихря
Pic.42
Для любознательных: Формулы для градиента потенциальной температуры
Для любознательных: Формулы для градиента потенциальной температуры
Pic.43
Квазигеострофический потенциальный вихрь
Квазигеострофический потенциальный вихрь
Pic.44
Обозначение и расчетная формула потенциального вихря квазигеострофическом варианте
Обозначение и расчетная формула потенциального вихря квазигеострофическом варианте
Pic.45
Квазигеострофическая форма уравнения сохранения потенциального вихря
Квазигеострофическая форма уравнения сохранения потенциального вихря
Pic.46
Спиральность нужна для характеристики вращений в вертикальных плоскостях (поперечных циркуляций)
Спиральность нужна для характеристики вращений в вертикальных плоскостях (поперечных циркуляций)
Pic.47
Спиральность - это Мера наклона оси вихря по отношению к вектору скорости течения Она используется п
Спиральность - это Мера наклона оси вихря по отношению к вектору скорости течения Она используется при изучении вторичных циркуляций, т. е. отклонений течений от основного потока Расчет спиральности …
Pic.48
Математическое определение и метеорологическое упрощение
Математическое определение и метеорологическое упрощение
Pic.49
Доказательство для любознательных
Доказательство для любознательных
Pic.50
Смысл: спиральность отражает вращение воздуха вокруг горизонтальных осей Спиральность – это скалярно
Смысл: спиральность отражает вращение воздуха вокруг горизонтальных осей Спиральность – это скалярное произведение векторов rotV·V=|rotV||V|cos( rotV,V) Если вектора перпендикулярны (скорость …
Pic.51
Зачем нужно вычислять спиральность Спиральность в первую очередь полезна потому, что позволяет колич
Зачем нужно вычислять спиральность Спиральность в первую очередь полезна потому, что позволяет количественно оценить вращение в поднимающемся воздухе конвективных ячеек Если такое вращение …
Pic.52
Спиральность геострофического потока пропорциональна геострофической адвекции температуры
Спиральность геострофического потока пропорциональна геострофической адвекции температуры
Pic.53
Преобразование горизонтального вращения в вертикальное. 1 случай
Преобразование горизонтального вращения в вертикальное. 1 случай
Pic.54
Преобразование горизонтального вращения в вертикальное. 2 случай
Преобразование горизонтального вращения в вертикальное. 2 случай
Pic.55
Мезопрогноз на 24 ч для Флориды 4. 11. 98 (возник ураган Mitch
Мезопрогноз на 24 ч для Флориды 4. 11. 98 (возник ураган Mitch
Pic.56
Выводы: Для преобразования горизонтального вращения в вертикальное необходим сдвиг не только скорост
Выводы: Для преобразования горизонтального вращения в вертикальное необходим сдвиг не только скорости, но и направления ветра. Значение спиральности отражает оба эти фактора в одном скалярном …
Pic.57
«Характеристики вращательного движения атмосферы: вихрь, потенциальный вихрь и спиральность», слайд 57


Скачать презентацию

Если вам понравился сайт и размещенные на нем материалы, пожалуйста, не забывайте поделиться этой страничкой в социальных сетях и с друзьями! Спасибо!