地轉運動

定義

等壓線為一族平行的直線（

）時的平衡流場稱為地轉運動，或稱為地轉風場。

在地轉運動中，水平氣壓梯度力與科里奧利力相平衡。這一平衡關係表示在圖1 中。若V_g表示地轉風速的大小，則有：

若從矢量形式的水平運動方程出發，則地轉運動的動力學關係為

其中 k 和 V_g 為矢量。以矢量k 乘以上式得到

上式表明地轉風方向與等壓線相平行，在北半球（f >0），高壓在速度方向右側，低壓在速度方向左側；地轉風大小與水平氣壓梯度成正比，與密度和緯度的正弦成反比。寫成分量形式有

靜力平衡條件下可採用 p 坐標系，p 坐標系中地轉運動的動力學關係為

由此得到

p 坐標系中地轉風表達式要比 z 坐標西中簡單，不再出現密度因子。又地轉風大小為

式中 N 為位勢梯度方向，故地轉風大小和等壓面坡度成正比，等壓面坡度愈大，地轉風速也愈大。

應該指出，以上定義的地轉運動必須滿足一下條件：

（1）氣流方向無外力分量；

（2）運動是水平的，定常的；

（3）水平氣壓梯度力與科里奧利力嚴格相平衡。

因此，實際風場不大可能是嚴格的地轉風場。然而尺度分析表明，中緯度自由大氣中水平氣壓梯度力與科里奧利力近似地相平衡，運動是準水平、準定常的，而這些正是地轉運動的主要特徵。