基于湿斜压Ertel-Rossby不变量的涡度方程及在台风中的应用

摘要

对应位涡,有位涡基础的全型涡度方程.在该思路的启发下,本文推导了基于湿斜压Ertel-Rossby不变量(ERI)的涡度方程,给出几种不同的形式.由推导的涡度方程,垂直涡度变化与垂直速度项、与广义动量斜率有关的项、水平涡度变化项、斜压或力管项有关.与传统的涡度方程比较后发现,ERI基础的涡度方程显式包含动力和热力效应对涡度变化的影响.而且ERI本身除了传统的位涡项还包含了气压梯度、动能和位能梯度等能反映流体快速变化特征的因子,对于台风这类快速变化的系统是一个较好的诊断分析工具,这些优势自然传递给了基于ERI推得的涡度方程.个例分析部分通过一个双台风系统检验了推导的ERI基础的涡发方程在台风这类涡旋系统中的应用效果:ERI涡度倾向的中心总是叠加在台风中心,或者位于台风前方,且比台风较早登陆,登陆点也比较靠近.所以在这这个双台风系统中,ERI基础的涡度方程可用于追踪甚至预报台风系统的移动.