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\ begingroup美元

空气团的加速度方程为

$$D \vec U/Dt = -2 \vec \omega \times U - frac{1}{\rho} \vec \nabla p + \vec g$$

现在,对于地转风,U平行于常数p的等高线。

但如果是这样的话,那么所有在g以上的力都垂直于U,那么当恒压线靠近时,U如何改变:在这种情况下,速度应该上升,因为p的梯度更大。在此刻,我认为这是一个差异。如何解决?

编辑:

这就是我在图片中的意思:

在这里输入图像描述

当蓝色空气团在一条恒压线上从左向右移动时,它变得更慢(红色箭头),尽管局部速度变化为零(静止流动)。这意味着,一定有一个力作用在它上面,这个力指向它的流动方向(事实上它的能量减少了,因为它变慢了)。问题是:这个力从何而来,因为压力和科里奥利力都垂直于包裹在每一时刻的速度。

\ endgroup美元

    1回答1

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    \ begingroup美元

    你混淆了时间相关方程和时间无关方程:时间相关模型告诉你怎么做vec U \美元会进化,它不需要进化到稳态。稳定的、与时间无关的模型会告诉你vec U \美元满足这个方程作为一个标准。
    因此,vec U \美元通常有一个特殊的名字,地转速度vec U_g \美元,时相关方程也可以重新表述为$\vec U =\vec U' -\vec U_g$

    所以当电流vec U_g \美元变化,我们可以看到$ $ $ $ $ $生成非垂直项直到$\vec U = \vec U_g$平衡就恢复了。

    目前我认为这是一种矛盾。

    我不认为你认为卫星的存在是幻想,你的论点同样适用?对于圆形轨道,离心力垂直于速度,所以这都是骗局?

    \ endgroup美元
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      \ begingroup美元 我认为U随时间的总变化是dU =∂U/∂t * dt +∂U/dx * dx +∂U/dy * dy +∂U/∂t +∂U/∂U/∂U/dx * dx/dt +∂U/dy * dy/dt +∂U/dz * dz/dt =∂U/∂t +∇U * U所以dU /dt给出了一个包在流动时的速度变化率,作为“总”导数。相比之下,∂U/∂t是关于U在一个不动点上的局部变化率。牛顿定律中用到的不是DU/Dt吗?如果没有,还有什么?我以为我明白了,但你现在让我完全不确定。 \ endgroup美元
      - - - - - -MichaelW
      2022年12月19日15:19
    • 1
      \ begingroup美元 对于圆形轨道,卫星不改变速度的绝对值,只改变方向。但空气在流动中不仅方向是变化的,而且绝对值也是变化的。 \ endgroup美元
      - - - - - -MichaelW
      2022年12月19日15:24
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      \ begingroup美元 你的形象是错误的。dU/dt在这三个点上都不为零,当你引入压力梯度时。 \ endgroup美元 2022年12月19日15:43
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      \ begingroup美元 你把很多事情都搞混了。卫星方程也是矢量方程。如果你把它写成标量(在某个径向算子的投影之后)那么你的风向保持不变,如果你保持压力梯度不变。 \ endgroup美元 2022年12月19日15:45
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      \ begingroup美元 对不起,我还是听不懂。你说"dU/dt在这三个点上都不为零"我是说∂U/∂t。为什么不呢:流体在这三个点所在位置的速度不随时间变化。改变的是包裹本身相对于框架的速度。是的,有一个压力梯度,但只垂直于流动的线,在等高线上的恒压。沿着没有压力变化的黑线,它们将描绘等压面。我现在觉得自己像个白痴…… \ endgroup美元
      - - - - - -MichaelW
      2022年12月19日15:51

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