La ecuación de vorticidad barotrópica asume que la atmósfera es casi barotrópica , lo que significa que la dirección y velocidad del viento geostrófico son independientes de la altura. En otras palabras, no hay cizalladura vertical del viento geostrófico. También implica que los contornos de espesor (un sustituto de la temperatura) son paralelos a los contornos de altura del nivel superior. En este tipo de atmósfera, las áreas de alta y baja presión son centros de anomalías de temperaturas cálidas y frías. Los máximos de núcleo cálido (como la cordillera subtropical y el alto de Bermuda-Azores) y los mínimos de núcleo frío tienen vientos que se fortalecen con la altura, con lo contrario para los máximos de núcleo frío (máximos del Ártico poco profundos) y los mínimos de núcleo cálido (comociclones tropicales ). [1]
Una forma simplificada de la ecuación de vorticidad para un flujo no viscoso, sin divergencia ( campo de velocidad solenoidal ), la ecuación de vorticidad barotrópica se puede expresar simplemente como [2]
dónde D/Dtes el material derivado y
es absoluta vorticidad , con ζ ser vorticidad relativa , definida como la componente vertical de la enrollamiento de la velocidad del fluido y f es el parámetro de Coriolis
donde Ω es la frecuencia angular de la rotación del planeta ( Ω =0,7272 × 10 −4 s −1 para la Tierra) y φ es la latitud .
En términos de vorticidad relativa , la ecuación se puede reescribir como
donde β = ∂ f/∂ yes la variación del parámetro de Coriolis con la distancia y en la dirección norte-sur yv es la componente de la velocidad en esta dirección.
En 1950, Charney, Fjørtoft y von Neumann integraron esta ecuación (con un término de difusión agregado en el lado derecho ) en una computadora por primera vez, utilizando un campo observado de 500 hPa de altura geopotencial para el primer paso de tiempo. [3] Este fue uno de los primeros casos exitosos de predicción meteorológica numérica .
Ver también
Referencias
- ^ Wallace, John M. y Peter V. Hobbs (1977). Ciencia atmosférica: una encuesta introductoria . Academic Press, Inc. págs. 384–385. ISBN 0-12-732950-1.
- ^ TN Krishnamurti; HS Bedi; VM Hardiker; L. Ramaswamy (2006). Una introducción al modelado espectral global (2 ed.). Birkhäuser. ISBN 978-0-387-30254-6.
- ^ Charney, JG; Fjørtoft, R .; von Neumann, J. (1950), "Integración numérica de la ecuación de vorticidad barotrópica", Tellus , 2 : 237–254, Bibcode : 1950TellA ... 2..237C , doi : 10.3402 / tellusa.v2i4.8607