絕對渦度

絕對速度的渦度稱為絕對渦度（absolute vorticity），它可直接被定義為慣性坐標系中速度的旋度。地球大氣流體元在垂直方向上的絕對渦度等於垂直相對渦度與垂直方向上地轉渦度分量之和。

當有水平輻散時，絕對渦度要減小；有水平輻合時，絕對渦度要增加。當有水平渦度存在時，若鉛直速度水平不均勻，就會引起渦度鉛直分量的變化。

基本介紹

• 中文名：絕對渦度
• 外文名：absolute vorticity
• 定義：絕對速度的渦度
• 學科：動力氣象學
• 影響因素：水平輻散、水平渦度、斜壓性
• 特徵：大尺度運動中，總存在渦度

定義

絕對速度的渦度稱為絕對渦度（absolute vorticity），它可直接被定義為慣性坐標系中速度的旋度。

性質

地球大氣流體元在垂直方向上的絕對渦度等於垂直相對渦度與垂直方向上地轉渦度分量之和。

這兩種渦度的相對大小可以作初步估計如下：

（1）垂直相對渦度約為；

（2）垂直相對渦度除以垂直方向上地轉渦度分量約為R₀。

其中，R₀為局地羅斯貝數。在赤道附近以外的地區數量級為0（1）。小羅斯貝數的運動其相對渦度遠小於地轉渦度。在大尺度運動中，幾乎總存在渦度，並且地轉渦度占有很大比重。

矢量方程

絕對渦度矢量方程為：

上式中，和V₃為矢量。方程左端第一項為絕對渦度矢量局地變化，第一項到第四項為平流項、扭曲項和散度項；方程右端為力管項。

散度項

當有水平輻散時，絕對渦度要減小；有水平輻合時，絕對渦度要增加。

固體轉動時，無外力矩作用下角動量守恆，轉動慣量發生改變會引起角速度的變化。水平散度引起絕對渦度變化的機制和上述情形是類似的。正壓流體中絕對渦度強度守恆，當有水平輻合輻散時，將有引起渦管的水平截面積改變，從而引起絕對渦度的變化。

渦管扭曲項

當有水平渦度存在時，若鉛直速度水平不均勻，就會引起渦度鉛直分量的變化。從物理上來看，這項代表渦管位移扭曲，使渦管相對水平面的傾斜度發生改變所引起的渦度鉛直分量的變化。

力管項

力管項是水平面積上單位面積上的力管數，代表大氣的斜壓性對絕對渦度的作用。