无力管项,水平辐散和垂直运动时的涡度方程,此时气块的绝对涡度守恒。描述涡度表示速度场的旋转。当同一平面上同一方向的运动具有速度差异,则处在该速度场中的运动物质就会发生旋转。如图1所示,上方速度大于下方的速度,当物体处在该速度场中时,除了整体向左运动,由于上方移动速度比下方快,会发生顺时针方向旋转。这就是在河中漂流的时候,若乘坐圆形的漂流艇,则容易在急流中旋转的原因。图1 涡度示意图在大气中,涡度即为一个空气微团的旋度。涡度有正负之分,在北半球,逆时针为正涡度,顺时针为负涡度;南半球则相反。气旋为正涡度,反气旋为负涡度。由于地球是旋转的,所以一般情况下研究的多为相对涡度,即不考虑地转产生的涡度。涡度主要为两种:切变涡度和曲率涡度(如图2),分别在平直的河流中和河流转弯处可见。大气涡度的影响因子包括大气的辐散运动、涡管的扭曲运动和力管作用。图2 切变涡度(a)和曲率涡度(b)示意图方程涡度方程的基本形式为散度项涡管扭曲项力管项其中,ζ为相对涡度的铅直分量;f为地转参数;t为时间;u,v,w为大气运动在x,y,z方向的分量;ρ为大气密度;p为大气压。散度项