使用压力的解释是什么单位(hPa)表达在处理高度风速?

Question

我想了解盛行风和射流形成电流,以及他们如何在速度和方向不同。

当看着不同的风速在不同海拔地区earth.nullschool.net我注意到表达的高度是百帕斯卡(10 hpa 70 hpa, 250 hpa, 1000 hpa)而不是英尺和米。

的解释是什么选择expresing高度的压力,而不是另一个长度单位?

Answer 1

有几个原因。从理论的角度来看它有利于使用等压坐标,由于密度消失在运动方程。在笛卡尔坐标在等压风是由压力梯度坐标风是由重力势梯度。定义的位势美元$ \φ=广州。在静水的关系p = \ρg z美元我们可以relpace广州φ= \美元因此任何一项包含美元$ p / \ρ= \φ。例如不同的地转风关系如下:

压力坐标:美元vec {V_g} = \ \压裂{1}{f} vec {k} \ \ * \微分算符\φ美元

笛卡尔坐标:vec {V_g} = $ \ \压裂{1}{\ρf} vec {k} \ \ * \微分算符p $

注意密度作为一个额外的变量在后者的公式。

历史上出现的另一个原因。大气的垂直结构只能用气球或无线电探空仪,直到周围的年代当卫星成为额外的信息来源。直到今天无线电探空仪提供最详细的一个垂直部分的大气中。无线电探空仪无法测量仪表或脚的高度,但他们可以测量压力。全球定位系统(GPS)也不是最好的选择。虽然很准确的关于水平位置它缺乏准确性相比,垂直压力测量。

编辑:我忘了最重要的一个方面:观察压力表面还允许我们在一个更有意义的方式比较高。我们的经验在对流层天气发生在99%。然而,对流层顶高度变化很多波兰人(~ 9公里)赤道(~ 16公里)。看着一个压力水平让我们确保质量的空气到处都高于这一水平大约是相同的可比性,从而使变量。注意比较发生在热带地区12公里高度12公里高度两极没有意义,因为在波兰我们已经处理平流层,而在热带地区我们仍远低于对流层顶。呆在一个压力水平保证我们考虑这些差异。