地轉風

地轉風是指自由大氣中空氣的水平等速直線運動,是指無加速度、慣性離心力不起作用情況下的運動。在這種運動中,只有水平氣壓梯度力和地轉偏向力起作用。地轉風是自由大氣中水平氣壓梯度力和地轉偏向力相平衡時的空氣的水平運動。
地轉風是平衡運動,它受到的合外力等于零,沒有加速度。空氣運動平行于等壓線,人背風而立,高壓在右,低壓在左。這就是北半球地轉風的規則。平時人們說水往低處流,那么空氣也應該從高壓向低壓流動了,但實際上卻是平行于等壓線流動的,這是地轉偏向力影響的結果。因為,當有了氣壓梯度之后,空氣要從高壓向低壓流,一但有運動,就會受地轉偏向力的作用,使運動方向向右偏(北半球),隨著運動方向的改變,偏向力的方向也改變,因為偏向力的方向永遠垂直于運動方向所指的右方。

地轉風和氣壓場分布的這種規律,是C.H.D.白貝羅于1857年首先提出的,故稱白貝羅定律。地轉風的大小與水平氣壓梯度(或等壓面上的重力位勢梯度,即等壓面坡度)的數值成正比,與科里奧利參數及空氣密度成反比。在離地面約1.5千米以上的自由大氣中,大尺度運動的鉛直速度比水平速度小得多,而且水平運動的慣性力和湍流摩擦力也比水平氣壓梯度力和科里奧利力小得多,因此,自由大氣中的大尺度運動,除了具有準水平運動的性質外,還近似地滿足地轉風關系,故又稱為準地轉運動。
在大尺度自由大氣中(不考慮摩擦力的作用),空氣質點所受的水平氣壓梯度力 (G)和水平地轉偏向力(A)達到平衡時的勻速直線平衡運動,G=A。地轉風的表達式:Vg=-(9.8/f)×(H/n)式中f=2ωSinφ是地轉參數,-(H/n)為高度梯度 (相當于氣壓梯度)。地轉風方向平行于等壓線,在北半球,背地轉風而立,高壓在右,低壓在左,南半球則相反,地轉風速度大小與水平氣壓梯度成正比,即等壓線越密(疏)地轉風風速越大(小)。地轉風風速還與地球緯度成反比。
在中高緯地區,高空的實際風十分接近地轉風,風壓關系大體遵循上述地轉風原理,這是中高緯地區在分析天氣和預報天氣中應遵循的原則。