基本介紹
- 中文名：次地轉風
- 外文名：subgeostrophic wind
定義,性質,地轉平衡的維持和適應,
定義
等壓線不平行時，空氣從等壓線較疏區流向等壓線較密區。流動空氣的速度因慣性暫時保持不變，就會比等壓線較密區氣壓梯度下的風速為小，由於氣壓梯度力超過地轉偏向力，在北半球空氣必定向左偏轉，使之趨向氣壓較低的一側。這種風速比新環境氣壓梯度下的地轉風速為小的風叫次地轉風。
性質
水平不均勻氣壓場中的次地轉運動，起著將大氣的位能轉換為動能的作用。
證明：
在討論大氣中動能的製造與消耗問題時，可從矢量運動的方程
出發，用三維速度矢量V乘上述方程，可得
或
方程說明動能的局地變化是由右端四項引起的。
其中，氣壓梯度力和重力作功項可分解寫成：
當大氣運動嚴格滿足地轉關係時，水平風矢量Vh與等壓線平行，上式第一項等於0；當大氣運動嚴格遵從靜力平衡時，上式第二項等於0。因此，當大氣運動嚴格滿足地轉關係又嚴格遵從靜力平衡時，大氣中便不能製造動能。由於摩擦一般說來總是消耗動能，那么大氣動能的製造就只能依靠非地轉運動和非靜力平衡這兩方面的條件才能實現。
當水平風向從高壓吹向低壓(次地轉運動)時。
即有動能的製造。
反之，當風由低壓吹向高壓(超地轉運動)時。
即消耗動能。
實測風的統計表明，次地轉風的出現頻率是大於超地轉風頻率的。所以水平氣壓梯度力對大氣的水平運動作功是以製造動能為主的。我們知道，在靜力平衡條件下，水平氣壓梯度就是氣壓場的位勢能。因而，水平不均勻氣壓場中的次地轉運動，起著將大氣的位能轉換為動能的作用。亦正因為這一緣故，在作大氣環流診斷分析計算時，總是設法採用實測風資料。
地轉平衡的維持和適應
容易證明：不管等壓線的曲率如何，當氣流從較高氣壓穿越等壓線朝向較低氣壓時，伴隨而產生的地轉偏向力總是要將氣流拉向與地轉風相符的方向上。因此，橫越等壓線朝向較低氣壓的氣流必然使風力加強，而橫越等壓線朝向較高氣壓的氣流常能使風力減弱。
在旋轉的流體中所出現的橫越等壓線的水平氣流分量，在促使氣流平行於等壓線以維持地轉平衡狀態方面起了關鍵性的作用。試考慮如圖所示的例子。
當風速稍具次地轉性時，相對於等壓線(實線)的水平氣流(箭頭)情況設一開始，平行於等壓線的風分量稍具次地轉性，此時從低壓穿越等壓線而朝向高壓的地轉偏向力的強度就不足以平衡掉氣壓梯度力。這種力的不平衡性產生了一股微弱的穿越等壓線的氣流，它引起空氣從高壓中心呈螺旋狀地輻散出來並進入低壓中心(如圖所示)。作用在這個穿越等壓線的分量氣流上的地轉偏向力產生一個向右側的加速度，這個加速度加強了平行於等壓線的氣流，從而使氣流與氣壓場之間更接近地轉平衡。
