sinoptinės meteorologijos pagrindų praktikos darbai - Vilniaus ...

Taškų žemėlapiuose parinkimas vertikalaus greičio skaičiavimams
Taškų negalima pasirinkti tol, kol nėra pilnai paruošti (apdoroti) barinės topografijos
žemėlapiai: teisingai išbrėžtos izohipsės ir izotermos, pažymėti barinių darinių centrai ir šilumos
bei šalčio židiniai (tik AT850, AT700) ir maksimalaus vėjo greičio zonos (tik AT300). Geriausiai
taškų vieta pasirinkti žemėlapio centrinėje dalyje, kad skaičiuojant atgalinę dalelės trajektoriją
nebūtų išeinama už žemėlapio ribų. Taip pat, reikia vengti didelio kreivumo barinių laukų, kur
oro pernašai būdingas žymus ageostrofinio vėjo indėlis, ir žemėlapio vietų su labai retu
stebėjimo duomenų tinklu. Primenama, kad taškų padėtis visuose analizuojamuose lygiuose turi
sutapti.
Vertikalaus vėjo greičio skaičiavimas pagal vėjo divergenciją skirtinguose standartiniuose
izobariniuose paviršiuose
Vertikalus greitis gali būti išreikštas skirtingose vertikaliose koordinatėse:
a) aukščio (stačiakampėje) – w = dz/dt;
b) slėgio (izobarinėje) - τ = dp/dt;
c) izentropinėse, sferinėse ir kt.
Kadangi vertiklaus greitis bus nustatomas naudojant sinoptinius ir barinės topografijos
žemėlapius, tai toliau kalbėsime tik apie izobarinę koordinačių sistemą. Parametrą τ, kuris dar
vadinamas bariniu vertikalaus greičio ekvivalentu, galima išreikšti iš vientisumo lygties:
∂u
∂v
∂τ
+ + = 0 . (1)
∂x
∂y
∂p
Taigi, vertikalaus greičio skirtumas tarp dviejų artimiausių standartinių izobarinių paviršių
užrašomas taip:
p2
⎛ ∂u
∂v
⎞
τ p −τ p = ⎜ ⎟dp
= D ( p1
p2
)
2 1 ∫ +
vid − , (2)
x y
p ⎝ ∂ ∂ ⎠
1
kur p1 ir p2 yra atmosferos slėgis atitinkamai žemesniame ir aukštesniame standartiniame
izobariniame paviršiuje, o Dvid – divergencijos reikšmė suvidurkinta p1 ir p2 ribojamame
sluoksnyje. Remiantis (2) lygtimi yra išvestos empirinės formulės skirtos τ skaičiavimui trijuose
standartiniuose izobariniuose paviršiuose AT850, AT700, AT500:
τ 850 = 3. 2(
D 1000 + D850
) , (3.1)
τ 700 = τ 850 + 3. 2(
D 850 + D700
) , (3.2)
τ 500 = τ 700 + 4. 3(
D 700 + D500
) , (3.3)
∂u
∂v
kur Dp
= + yra greičio divergencija (s
∂x
∂y
-1 , kai tinklelio žingsnis yra 250 arba 500 km) 62
lygyje p (1000, 850, 700 ar 500 hPa). Tačiau divergencijos skaičiavimai 1000 hPa lygyje (3.1)
yra labai netikslūs dėl trinties ir šio lygio neapibrėžtos padėties paklotinio paviršiaus atžvilgiu 63 .
Todėl vertikalus greitis 850 hPa lygyje nustatomas taip:
2
τ = −3.
5∇
p + 3.
2D
, (4)
850
0 850
kur ∇ 2 p0 yra slėgio jūros lygyje laplasianas. Supaprastintas jo skaičiavimo būdas naudojant
koordinačių tinklelį yra toks:
2 g
∇ p0 = ( p0
+ p
)
1 0 + p 2 0 + p 3 0 − 4 p
4 0 0
f
čia indeksai 0, 1, 2, 3 ir 4 žymi taškų padėtį koordinačių tinklelyje.
Kadangi skaičiavimams pateiktos empirinės formulės todėl iškart yra žinomos ir
rezultatų dimensijos – hPa/ 12 val.
62 Supaprastintoje divergencijos skaičiavimo formulėje nereiks daugiklio 1/2Δs.
63 1000 hPa izobarinis paviršius žemo slėgio darinių rajonuose gali būti žemiau ne tik žemės paviršiaus, bet ir jūros
lygio; be to, dabartiniu laiku 1000 hPa izobarinio paviršiaus žemėlapiai nenaudojami operatyviniame darbe.
,
90