Transcript Slide 1

ПОТЕНЦИАЛЕН ВИХЪР
М. Сиракова
Потенциален вихър (Potential Vorticity – PV) – дефиниция:
θ
θ
Pθ  (ζ θ  f )
(или Pθ  g (ζ θ  f ) )
p
p
> свързан с:
- абсолютния вихър (ζ θ  f )
θ
- устойчивостта на атмосферата s  
p
dPθ
При адиабатни процеси
 0 > компенсиране:
dt
(a) разтегляне по вертикалата / свиване по хоризонталата
> увеличение на вихъра (ζ θ  f )
(т.е. усилване на циклоничността / намаление на антицикл.)
> намаление на ( 
(b) обратно
θ
) , т.е. на устойчивостта;
p
(a)
(b)
(Santurette, Georgiev 2005)
раздалечаване на isoθ
> усилване на ζ
(Santurette, Georgiev 2005)
Единици: PVU = PV unit “единица потенциален вихър” / “единица”
K
θ
K
]=
> 1 PVU = 10-5
p
hPa
hPa.s
> стойности на Pθ : 1, 2, 3, 4, ...
ако 1 VU = 10-5 s-1, [
или Pθ : 10, 20, ...
(Santurette, Georgiev 2005)
Разпределение на PV (в цвят) и  - вертикален разрез по меридиана;
червената линия - 1.5 PVU
Стратосфера: много по-голяма вертикална устойчивост
θ
θ
т.е. (  ) стратосфера >> (  ) тропосфера (isoθ - по-близки)
p
p
> P (стратосфера) >> P (тропосфера)
- стратосферата – “резервоар” на големи стойности на Pθ
Типични стойности:
тропосфера: 1-1.5 PVU
стратосфера:  4 PVU
(рязка промяна около тропопаузата)
Динамична тропопауза: повърхност P = 2 PVU
(или P = 1.5 PVU - У.Ш.)
Представяне – чрез карти на височината на P =2
Аномалии на P
Положителна (циклонична)
PV-аномалия (PV-max):
проникване на стратосферен въздух
(с големи P ) на по-ниски нива при
адиабатно спускане
по изоентропните повърности
(Carlson, 1991, 1994)
Отрицателна (антициклонична)
PV-аномалия: обратното
(по-малко интересно)
Разположение на PV-max:
над ниска тропопауза
- отдолу и на нивото на
тропопаузата – студен
тропосферен въздух;
- отгоре – топъл и сух
стратосферен въздух
(спрямо околния)
например:
в лявата (циклоничната)
страна на СТ, зад СФ
(Carlson, 1991, 1994)
Докъде достига: във високата и средната тропосфера:
до 300 hPa (по-рядко до 400, 500 hPa)
PV-max и разположение на iso
(Santurette, Georgiev 2005)
Без аномалия (
θ
, ζ - хориз. еднородни) > isoθ - хоризонтални.
p
Под PV-max isoθ са изпъкнали (над СВ) –
“привличане” от PV-max с намаляващо въздействие надолу.
θ
Последици: разтегляне на стълба > намаление на (  ) >
p
увеличение на ζ - индуциране на циклонична циркулация и
издигане в тропосферата.
Преместване на PV-max над бароклинна зона:
(Santurette, Georgiev 2005; after Hoskins et al.,1985)
индуциране на ζ >0 над фронталната зона > деформация
> циклогенез > WA-max пред PV-max
> усилване на издигането и циклоничността > усилване на PV-max
‘+’PV-аномалии на спътниковите снимки
‘+’PV-аномалия = спускане на стратосферен въздух във
високата и средната тропосфера
> затопляне и
изсушаване
> тъмни зони на
WV изображенията
(но: не всяка
тъмна зона е
‘+’PV-аномалия)
(Santurette, Georgiev 2005)
Стойности на Pθ
‘+’PV-аномалия = ниска тропопауза – вдлъбната зона на P =2;
висока тропопауза над ТВ > изпъкнала зона на P =2 >
‘-‘PV-аномалия
Височината на P =2
- рязка смяна покрай
облачните ивици
на фронтовете.
Фронталните облаци:
- в ТВ под високата
тропопауза
(Santurette, Georgiev 2005)
Височина на повърхност Pθ = 1.5 PVU [dam]
Разположение на PV-аномалиите в баричното поле
Тъмните зони (‘+’PV-аном.)
– в тилните (студените)
части на циклоните /
високите барични долини
(Там – низходящи движения)
Светлите зони
– в предните части на
високите барични долини
(Там – издигане)
© Crown Copyright 1997
Max наклон на динамичната тропопауза P =2 ( P =1.5) над оста на долината
Числен анализ/прогноза и WV изображения
- пример за лошо PV-WV съответствие
(Santurette, Georgiev 2005)
необходимост от корекция на анализа
Източници:
Carlson T.N. (1991, 1994): Mid-latitude Weather Systems. Routledge, London
Hoskins B.J., M.E. MacIntyre, A.W. Robertson, 1985: Quart.J.R.Met.Soc., 111, 877-946
MANUAL OF SYNOPTIC SATELLITE METEOROLOGY (SatManu), Version 4.0, Version 6.8
http://www.knmi.nl/satrep/manual.htm
http://www.eumetrain.org/usermanual.html
Santurette, P., Ch. Georgiev, 2005: Weather Analysis and Forecasting: Applying Satellite Water Vapor Imagery and Potential
Vorticity Analysis. Elsevier Academic Press, 179 pp.
Satellite Imagery Interpretation, The Met. Office College - Course Notes, 1997: Conveyor belt conceptual models