旋衡風

當空氣質點做強烈旋轉運動時，其軌跡曲率甚大，故在這類空氣運動中，離心力變得很重要，因為離心力與風速的二次方成正比，而科氏力只與風速的一次方成正比，當風速大，曲率半徑小時，科氏力仍然可能被忽略。這種情況下，氣壓梯度力同離心力處於平衡。一般稱這樣的平衡運動為旋衡風（cyclostrophic wind）。

旋衡風只在中心為低壓的天氣系統中才會發生。對於中緯度地區，陸龍捲和旋風大致滿足旋衡風的條件，它們都是小尺度天氣系統。在低緯度地區，由於科氏力比較小，旋衡風的平衡條件相對比較容易滿足，系統的水平尺度相對較大，水平尺度L ~ 105 m的系統也有可能出現旋衡風。

基本介紹

• 中文名：旋衡風
• 外文名：cyclostrophic wind
• 學科：動力氣象學
• 原因：離心力與氣壓梯度力平衡   
• 流型：氣旋性圓周運動、反氣旋性運動
• 比率：羅斯貝數：V/fr.

定義

當空氣質點做強烈旋轉運動時，其軌跡曲率甚大，故在這類空氣運動中，離心力變得很重要，因為離心力與風速的二次方成正比，而科氏力只與風速的一次方成正比，當風速大，曲率半徑小時，科氏力仍然可能被忽略。這種情況下，氣壓梯度力同離心力處於平衡。一般稱這樣的平衡運動為旋衡風。

旋衡風流型

若用V_c表示旋衡風，則有：

圖1 旋衡風

很顯然，當R > 0時，必須有 ，即中心為低壓；當R < 0時，必須有 ，中心也為低壓。可見旋衡風只在中心為低壓的天氣系統中才會發生。圖1 給出了兩種情況下的運動狀態。

由此得出旋衡風平衡包括兩種流型：由於離心力方向不同，旋衡風可能有氣旋性圓周運動和反氣旋性圓周運動。無論哪種流型，氣壓梯度力都指向圓心方向，使環流的中心區域為低壓。

由於只考慮了兩種力，必須有些其他的假設：旋衡風平衡必須是無摩擦的，風矢量一直和等高線保持平行，流動是小尺度的或者處於赤道附近（科氏力近似為零）。

判別依據

如果我們在自然界假設一種流動是旋衡風的話，科氏力被定義為零。因此必須有一種方法來判斷科氏力是否可以忽略。如果離心力和科氏力之比很大，旋衡風平衡的假設便可以成立。這個比率稱為羅斯貝數： 。（V 為風速，r 為旋轉半徑的絕對值，f 為地轉參數。）

發生實例

對於中緯度地區，陸龍捲和旋風大致滿足旋衡風的條件，它們都是小尺度天氣系統。

在低緯度地區，由於科氏力比較小，旋衡風的平衡條件相對比較容易滿足，系統的水平尺度相對較大，水平尺度L ~ 10⁵m的系統也有可能出現旋衡風。這有可能是熱帶地區多中尺度渦旋系統的原因之一。