Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Dinamika.docx
Скачиваний:
27
Добавлен:
26.09.2019
Размер:
1.72 Mб
Скачать

31. Геопотенциал. Абсолютная и относительная топография.

Геопотенциал. Положение любой точки в атмосфере можно задать её высотой над уровнем моря. Для этой же цели можно воспользоваться потенциалом силы тяжести (или геопотенциалом). Геопотенциал (Φ) в данной точке на высоте Z представляет собой работу, которая затрачивается на преодоление силы тяжести при перемещении единицы массы от центра Земли до заданного уровня. Для удобства геопотенциал на уровне моря принимается равным нулю. Различают абсолютный геопотенциал (отсчитываемый от уровня моря) и относительный (отсчитываемый не от уровня моря, а от нижележащей изобарической поверхности). На бесконечно малом отрезке dz, вдоль которого ускорение силы тяжести g можно считать постоянным, эта работа при перемещении единицы массы равна dΦ=g dz, а на конечном пути от уровня моря до Z для абсолютного геопотенциала: Φ = z 0 g dz, а для относительного геопотенциала для слоя от Z1 до Z2: Φ21= ∫Z2Z1dz g. Считая g=сonst (что практически можно принять до высоты 20 км в атмосфере), Φ=gZ – для абсолютного геопотенциала, или Φ2-Φ1=g(Z1-Z2)=g δZ – для относительного геопотенциала. В метеорологии для практического использования вводится величина: δH=(Φ2−Φ1)/9,8. таким образом δH≈δZ или в случае Z=0, HZ, где Н – высота в геопотенциальных метрах. Геопотенциальный метр является практической единицей геопотенциала и определяется при δZ=1 м: [гп.м]=[м2с-2]. До высоты 20 км можно принять, что геопотенциальный метр численно равен высоте данного уровня в геометрических метрах, но следует помнить, что размерность геопотенциального метра является размерностью работы.

Абсолютной высотой изобарической поверхности (с давле­нием р) называется ее геопотенциальная высота Фp над уров­нем моря. Фp=Rc/ g45*Tvm*ln p0/p=64,7 Tvmlg p0/p. Согласно формуле Фp (при p = соnst) зависит от дав­ления на уровне моря рй и средней температуры Тvm столба воздуха, заключенного между уровнем моря и изобарической поверхностью.Географические карты с нанесенными на них значениями аб­солютной высоты изобарической поверхности называют картами абсолютной топографии (АТ). На таких картах проводятся (че­рез 40 гп. м) линии равных значений Фp, называемые изогипса­ми (они представляют собой кривые пересечения изобарической поверхности с уровенными поверхностями). Поскольку изобари­ческая поверхность над циклонами имеет вогнутую (к земной поверхности) форму, а над антициклонами — выпуклую, то ци­клоны и антнциклоны на картах АТ представляют собой области с замкнутыми изогипсами соответственно с низкими и высокими значениями Фр в центре.

Широкое распространение в службе погоды получили также карты относительной топографии (ОТ), на которые наносятся значения относительных высот. Последние представляют собой превышение одной изобарической поверхности над другой ри выраженное в гп. м. Фp1p2=64,7 Tvmlg p1/p2. Из нее следует, что Ф зависит только от средней темпера­туры столба воздуха, заключенного между изобарическими по­верхностями. С этой точки зрения карты ОТ —это карты сред­ней температуры. Линии равных значений Фр, проведенные на картах ОТ (через 40 гп.м), называют также изогипсами.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]