水氣平流 是水平風傳輸的水氣通量。水氣平流的測量和模擬對於天氣預測,特別是對雲、霧、溫度、溼度和降水等參數極為重要。
定義
依據平流的古典定義,水氣平流可以定義如下:
: Adv(\rho_m)=-\mathbf{V}\cdot\nabla \rho_m \!
其中 V 為水平風向量,\rho_m 為水氣密度。在天氣預報時常以混和比或 露點溫度 (達到飽和時的溫度) 作為衡量水氣量的指標。若用露點溫度的水氣平流可表示成如下:
: Adv(T_d)=-\mathbf{V}\cdot\nabla T_d \!
水氣通量
以混和比表示水氣量的水氣通量水平平流如下:
: \mathbf{f}=q\mathbf{V}\!
其中q為混和比。這個值也可以拿來做垂直積分,算出整層大氣的水氣傳輸通量:
: \mathbf{F}=\int_0^\infty \! \rho \mathbf{f}\,dz \,=-\int_P^0 \! \frac{\mathbf{f}}{g}\,dp \,
其中 \rho 為空氣密度,P 為地面氣壓。上式從中間到右邊的推導有用到流體靜力平衡假設。
另外,整層的水氣通量輻散(輻合)則代表了總蒸發散(降水),也就是在垂直層中增加或移除水氣的作用。其關係式如下:
: P-E-\frac{\partial (\int_0^\infty \! \rho q\,dz \,)}{\partial t}=-\nabla \cdot \mathbf{F}\!
其中的P,E 和積分項分別代表降水、蒸發散和可降水量時變率,並可以用每單位面積的質量作為單位。
更多相關
- 海霧
- 水循環
外部連結
- [http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/af/adv/madv.rxml Moisture Advection Description]
- [http://www.theweatherprediction.com/habyhints/114/ Using Moisture Advection to Predict Weather]
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