sinoptinės meteorologijos pagrindų praktikos darbai - Vilniaus ...

100 km, o oro temperatūros gradientai - °C/ 100 km. Jeigu skaičiavimo formulė išvesta
neempiriniu būdu – joje reiktų išreikšti gautus gradientus SI sistemos vienetais: geopotencialaus
aukščio – gpm/ m, o temperatūros °K/ m.
Kai gradientai nustatyti belieka išmatuoti kampą tarp izohipsės ir izotermos. Norint
teisingai išmatuoti kampą pirmiau reikia nustatyti izohipsių ir izotermų kryptį. Taigi izohipsės
nukreiptos taip, kad (Šiaurės pusrutulyje) žemo slėgio sritis lieka jai iš kairės, o aukšto – iš
dešinės (x pav.); taip pat, žemesnės oro temperatūros yra į kairę nuo izotermos, o aukštesnės – į
dešinę. Kampas matuojamas nuo izohipsės iki izotermos prieš laikrodžio rodyklę.
Oro temperatūros geostrofinės advekcijos skaičiavimas pagal izohipsės ir izotermos sudaromą
kampą
Pirmiausia apibūdinsime terminą advekcija. Advekcija – tai oro dalelės (oro masės)
pernaša tam tikroje koordinačių sistemoje iš vieno taško į kitą. Meteorologijoje šis terminas
suprantamas kaip horizontali dalelės (jos parametrų) pernaša izobariniame arba izentropiniame
paviršiuje. Pernaša vertikalia kryptimi suprantama kaip konvekcija. Todėl oro temperatūros
advekciją pasirinktame izobariniame paviršiuje galima užrašyti taip:
⎛ ∂T
⎞ ∂T
∂T
⎜ ⎟ = −u
− v , (1)
⎝ ∂t
⎠adv
∂x
∂y
u ir v yra vėjo dedamosios atitinkamai x ir y ašyse; indeksas „adv“ rodo, kad dalinis temperatūros
pokytis yra lemiamas tik advekcijos proceso 55 . Tolesnis formulės išvedimas duotas E priede. Čia
pateiksime tik pertvarkytą, empirinę darbinę formulę, kuri atrodys taip:
⎛ ∂T
⎞
⎜ ⎟ = −0.
24VTν
sinα
, (2)
⎝ ∂t
⎠adv
kur V - vėjo greičio stebėjimų duomenys, Tν – oro temperatūros gradientas (statmenai izotermų)
išreikštas °K/ 100 km, α - kampas tarp izotermos ir izohipsės (kampo nustatymo procedūra
aprašyta aukščiau), o gautas rezultatas turės dimensiją: °K per 24 valandas (para). Be to,
vidutinėse platumose galima laikyti, kad vėjo greitis laisvoje atmosferoje tiesiog proporcingas
geopotencialaus aukščio gradientui, kurį galima apibrėžti kaip normalės tarp dviejų izohisių
išbrėžtų 4 dam arba 40 gpm intervalu ir išreikštos dam/ 100 km dimensija. (6) lygtį pertvarkome:
⎛ ∂T
⎞ 1.
3
⎜ ⎟ = − TνH
n sinα
, (3)
⎝ ∂t
⎠adv
sinϕ
kur Hn – geopotencialaus aukščio gradientas nustatytas tarp dviejų izohipsių.
Šios lygties sprendinys turės dimensiją [°K/ parą]. Jeigu (5) formulėje (priede E) kintamieji
įstatomi SI sistemos vienetais ir gautas rezultatas gaunamas [°K/s] ir kurį galima perskaičiuoti
bet kuriam laikotarpiui, tačiau ne ilgesniam kaip 24 valandos, tai (2) ir (3) lygtyse kintamieji
įstatomi taip kaip reikalauja lygties sąlygos ir rezultatas gaunamas laipsniais per parą ir kuris
netinka perskaičiuoti trumpesniems laikotarpiams. Paskutinėje formulėje Hn ir Tν visada turės
teigiamas reikšmes, todėl sprendinio ženklas priklausys tik nuo α arba sinα.
Oro temperatūros geostrofinės advekcijos skaičiavimas oro dalelės atgalinės trajektorijos metodu
Nukreipdami x ašį išilgai oro dalelės judėjimo trajektorijos oro temperatūros advekcinių
pokyčių skaičiavimą galima labai supaprastinti. Pirma reikia apsispręsti kokios trukmės
advekcinius pokyčius skaičiuoti. Standartiškai naudojami laiko intervalai yra 6, 12 ir 24
valandos. Ilgesnės trukmės advekcinius pokyčius turint tik vieno termino žemėlapius skaičiuoti
netikslinga, nes per parą gali pasikeisti ne tik bariniai gradientai bet ir viso slėgio lauko
konfigūracija. Toliau reikia nustatyti vidutinį pernašos greitį išilgai izohipsių, kadangi laikome
55 Oro temperatūra laisvoje atmosferoje taip pat kinta dėl vertikalių oro dalelės judesių bei dėl transformacijos.
85