基本介紹
- 中文名:變形場
- 外文名:deformation field
- 實質:速度場
- 例子:鞍型流場
- 現象:鋒生現象
- 學科:環境科學
概念,表達方程,鋒生現象,對渦旋的作用,
概念
表達方程
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其中
,
。
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上式第一部分為伸展(收縮)變形場,它是一組雙曲流線,兩個特徵軸為x軸(膨脹軸)和y軸(壓縮軸)。第二部分為切變變形場,它也是一組雙曲流線,但其特徵軸與x,y軸成45°角。變形場中的運動與鋒生、鋒消有密切的關係,膨脹場是鋒消場,收縮場則為鋒生場。
鋒生現象
很早以前,變形場中鋒生現象就引起了人們的注意。S.Petterssen利用鋒生函式來討論鋒生、鋒消,其水平運動項的作用表明變形場是最有利的鋒生流場,他將風場泰勒展開為散度、渦度和變形等組合形式。GAO Shou-ting等推導了變形場方程和廣義標量鋒生函式,通過構建一個理想的鞍型流場,計算了變形導致的相對濕度場的變化,表明在沒有明顯溫度梯度下,水汽聚集效應可能會導致較強降水的發生。
對渦旋的作用
中緯度中尺度渦旋往往發生於風場很弱的鞍型場內和切變線上。如梅雨鋒切變線上經常出現中尺度氣旋甚至氣旋族,造成沿切變線的強降水帶。 夏季在副熱帶高壓西北側的長江中下游一帶,由西太平洋副熱帶高壓、西南渦、大陸高壓以及東北低壓(槽)構成的鞍型場也是該地區中尺度氣旋和強降水的多發地區。如1998年7月鄂東特大暴雨過程,就是在穩定鞍型場內連續發生多個β中尺度低渦造成的。
變形場同樣對熱帶氣旋具有很大的影響,當熱帶氣旋進入變形場,環境場氣壓梯度很弱,熱帶氣旋往往移動減 緩,出 現不規則路徑,強度加強。變形場有利於氣旋的形成,也有利於氣旋的發展。實際上,變形場起主要作用的是變形項。