如何计算w-wind吗?

Question

我的模型(AGCM)不计算w-wind(风速的垂直分量)。然而,我确实有以下可用变量从AGCM输出:

除,v-wind位势、欧米茄和一些其他变量(如温度、含湿量)23压力水平。

除和v-wind风速的水平分量,重力势是地球引力的潜力,ω是解决吗ω方程。

我想计算通过使用除w-wind v-wind位势ω。所建议的JeopardyTempest下面的回答,我可以计算w-wind使用方程w =−ω/ρg。这是多么可靠的如果我不使用w =−ωRT / pg吗?

Answer 1

ω,ω是气象学w密切相关。它可以使用链式走向w (这提醒我们从沃特金斯SJSU帮助)…

ω= dp / dt = (dp / dz) (dz / dt) = (dp / dz) w

^{[p是压力,t是时间,z是高度,和w身高垂直运动坐标)}

通常一般气象可以估计dp / dz使用静压近似,大概认为重力和浮力平衡。这使得方程:

dp / dz =−ρg

^{(ρ是空气密度和g是重力加速度)}

所以意味着你可以继续

ω= (dp / dz) w =−ρgw

这将导致w =−ω/ρg。

注意,这并不总是有效的。作为霍尔顿是一个介绍动力气象学,卷1建议在第20页:

这种流体静力平衡条件提供了一个很好的近似垂直的依赖的压力场在现实的气氛。只对飑线和龙卷风等强烈的小规模系统有必要考虑偏离流体静力平衡。

这是一个松散的主意。已经有一段时间,但基本上我记住它,静水强烈时有效的垂直加速度(因此垂直运动时在地表附近)相比,规模要小得多的水平运动/加速度。所以实际上,这不是真正的龙卷风和对流。所以你非常强烈的雷暴的正确值。但它将帮助您诊断地区上升运动。

你可以看到更多对分解成更高级的细节和水压,以及它如何失败的数学Doswell Markowski纸浮力。

但是,模型输出有限,不知道你想进入所有的细节,我不相信你会发现任何额外的帮助那些变量的途径。

只有稍微更多的信息,最重要的是温度,你可以使用理想气体定律:

p =ρRT

^{(R是考虑气体的理想气体常数和T是开尔文温度)}

这将允许您替换未知的密度,然后你会得到:

w =−ωRT / pg

你可以进一步近似R,干燥的空气= Rd = 287 J / Kkg,甚至工作调整水分变量导致(虽然不认为这么做会带来多的有用的改进已经有了更大的错误由于静压近似的失败)。

因为你没有温度,似乎你的唯一选择是代入感兴趣的密度近似水平的近似“标准大气”在这里(用ρ的表以公斤为单位/ m ^ 3)。

它已经很长一段时间以来我所做的这个东西,但我没有看到任何更好的选择。除非某种位势的工作方式,也许应用类似于压力质量连续性坐标,并获得一些更复杂的回归更正确的w。但如果有,它超过我!

所以,长话短说,看来你最好的希望就是w =−ωRT / pg,但不会是100%可靠的,尤其是在强烈的对流。