전위생식

전방 발생은 전선을 생성하기 위해 수평 온도 구배를 조이는 기상학적 과정이다. 결국, 두 종류의 전선이 형성된다: 한랭전선과 온난전선이 그것이다. 한랭전선은 기온이 급격히 떨어지는 좁은 선이다. 온난전선은 더 따뜻한 온도의 좁은 선이며 본질적으로 강수량의 많은 부분이 발생하는 곳이다. 전방 발생은 발달하는 바로클린 파동의 결과로 발생한다. 호스킨스&브레터턴(1972년, 페이지 11년)에 따르면 온도 구배에 영향을 미치는 메커니즘은 수평 변형, 수평 피복, 수직 변형, 차등 수직 운동, 잠열 방출, 표면 마찰, 난류 및 혼합, 방사선 등 8가지다. 반생성전면생성 이론은 수평변형과 전단작용의 역할에 초점을 맞춘다.

운동학

중위도 사이클론의 수평 변형은 극지방의 차가운 공기와 적도의 따뜻한 공기와 같은 온도 구배를 집중시킨다.

수평전단은 공기 소포에 두 가지 영향을 미친다; 그것은 소포를 회전시키는 경향이 있다; 그것은 소포를 회전시키는 경향이 있다(공간의 한 지점에 바퀴를 놓고 바람이 불 때, 바퀴가 회전한다). 그리고 스트레칭과 수축으로 소포를 변형시킨다. 결국, 이것은 또한 온도 구배를 조일 수 있지만, 가장 중요한 것은 예를 들어 x축에서 y 방향으로 집중된 온도 구배를 회전시킨다.

중위도 사이클론 내에서, 이 두 가지 주요 특징은 전위 발생에 필수적인 역할을 한다. 전형적인 중위도 사이클론에는

• 서쪽에서 북풍(N/H) 또는 남풍(S/H) 및
• 사이클론 동쪽, 남풍(N/H) 또는 북풍(S/H) (따뜻한 공기와 연관됨); 수평 전단 변형이 발생한다.

결국 이것은 최대 전단(이 경우 냉전선의 탄생)의 라인을 따라 사이클론 전단(cyclonic shear)을 집중하게 된다.

사이클론 동쪽에는 수평변형이 나타나며, 이 변형이 결합(번역+변형의 결과)으로 변한다.

낮은 수준의 수평 변형은 냉전선과 온난전선의 발전을 위한 중요한 메커니즘이다(Holton, 2004).

전위생식의 요소

수평 전단 및 수평 변형은 큰 시냅스 눈금(1000km)에 걸쳐 극 등가 온도 구배를 집중하도록 유도한다.

준기후방정식은 전생성 역학에서 실패하는데, 이 기상 현상은 로스비 반경에 비해 규모가 작기 때문에 반기후방정식이 사용된다.

일반적으로 관성 용어에 대한 관성 용어의 비율인 Rossby number는 지리적 흐름의 상태를 형성하는 데 사용된다.

• 전면에서 로스비 번호는 udu/dx/fv = (10m/s)^2/(1000km)/(1e-4 s-1)/(1m/s) = 1의 순서로 되어 있다. 이는 관성 용어를 무시할 수 없음을 보여준다(누군가는 노화성 바람을 고려해야 한다).

• 전면을 따라 로스비 번호는 udv/dx/fu = (10m/s)/(1000km)*(1e-4 s-1)*(10m/s) = 0.01의 순서로 되어 있어, 지온성 및 열풍 균형에 있음을 의미한다.

마지막으로, Q-벡터(Q가 위쪽으로 향함), 따뜻한 쪽(접합 도식의 하단), 차가운 쪽(접합 도식의 상단)을 이용하여 합체 흐름을 통과하는 단면(y-z)을 보면, 아래쪽으로의 움직임이 있다.

단면에서는 수평 온도 구배 조임과 관련된 수렴(화살이 서로를 가리키고 있음)을 지적한다.

반대로, 수평 온도 구배를 스트레칭하는 것과 관련하여 (화살이 서로 멀리 떨어져 있는) 차이가 눈에 띈다. 노이지스트루시스 흐름의 강도는 온도 구배와 비례하기 때문에 초기 지지스트루시스 강화 후에는 노이지스트루시스 조임 경향이 빠르게 성장한다.

전생유래순환기법 개발

전생식 동안 온도 구배가 조여지고 그 결과 열풍이 불균형해진다. 균형을 유지하기 위해, 지압풍은 위아래에서 발산/융합 지역이 형성되도록 조절한다. 질량 연속성을 위해서는 한랭 전선을 따라 (저압력)의 수직적 공기 수송이 필요하다. 이 순환은 일련의 과정으로 설명되지만, 실제로 동시에 발생하며, 전면을 따라 열적으로 직접 순환하는 것으로 관측할 수 있다. 전방을 중심으로 순환의 최종 형태와 기울기에 영향을 미치는 몇 가지 요인들이 있으며, 궁극적으로 구름의 종류와 위치를 결정하게 된다.^[1][2]

3차원 방정식

전생식 방정식의 3차원 형태는

${\displaystyle {\reasonedat}{3}}F={\frac {1}{ \nabla \theta }}\cdot {\frac {\partial \theta }{\partial x}}\left\{{\frac {1}{C_{p}}}\left({\frac {p_{\circ }}{p}}\right)^{\kappa }\left[{\frac {\partial }{\partial x}}\left({\frac {dQ}{dt}}\right)\right]-\left({\frac {\partial u}{\partial x}}{\frac {\partial \theta }{\partial x}}\right)-\left({\frac {\partial v}{\partial x}}{\frac {\partial \theta }{\partial y}}\right)-\left({\frac {\partial w}{\partial x}}{\frac {\partial \theta }{\partial z}}\right)\right\}\\+{\frac {\partial \theta }{\partial y}}\left\{{\frac {1}{C_{p}}}\left({\frac {p_{\circ }}{p}}\right)^{\kappa }\left[{\frac {\partial }{\partial y}}\left({\frac {dQ}{dt}}\right)\right]-\left({\frac {\partial u}{\partial y}}{\frac {\partial \theta }{\partial x}}\right)-\left({\frac {\partial v}{\partial y}}{\frac {\partial \theta }{\partial y}}\right)-\left({\frac {\partial w}{\partial y}}{\frac {\partial \theta }{\partial z}}\right)\right\}\\+{\frac {\partial \theta }{\partial z}}\left\{{\frac {p_{\circ }^{\kappa }}{C_{p}}}\left[{\frac {\partial }{\partial z}}\left(p^{-\kappa }{\frac {dQ}{dt}}\right)\right]-\left({\frac {\partial u}{\partial z}}{\frac {\partial \theta }{\partial x}}\right)-\left({\frac {\partial v}{\partial z}}{\frac {\partial \theta }{\partial y}}\right)-\left({\frac {\partial w}{\partial z}}{\frac {\partial \theta }{\partial z}}\right)\right\}\end{alignedat}}}$

$여기$서 각 차원은 2차원으로 시작하며$,$ x {\$displaystyle x}$ 방향으로$$

${\dplaystyle {\frac{1}{p}}\왼쪽({\frac {p_{p}}}}\{p}\오른쪽)^{\frappa }\{\partial x}\{\frac {dQ}{dt}\오른쪽)}}}}}$

$y{\displaystyle }$ ${\displaystyle y}$ 방향으로$$

${\dplaystyle {\frac{1}{p}}\왼쪽({\frac {p_{p}}}}\{p}\오른쪽)^{\frappa }\{\partial y}}\{\frac {dQ}{dt}\오른쪽)}}}}}}$

$z{\displaystyle }$ ${\displaystyle z}$ 방향으로$$

${\displaystyle {\frac {p_{\circ }^{\kappa }}{C_{p}}}\left[{\frac {\partial }{\partial z}}\left(p^{-\kappa }{\frac {dQ}{dt}}\right)\right]}$.

이 방정식은 수평 및 수직 변형 항도 포함하며, $x$ ${\displaystyle$ x$} 방향$

${\displaystyle -\left u}{\frac }{\frac }{\frac }{\flict x}\frac }-\flict v}{\fract v}{\flict v}{\fracte }{\fracte }}}}}}}오른쪽)}$

$및{\displaystyle }$ y ${\displaystyle y}$ 방향으로$$

${\displaystyle -\left u}{\frac }{\frac }{\frac }{\flict x}\right)-\flict v}{\fract v}{\flict v}{\fracte }{\flicte }}}\right)}$

$수직{\displaystyle }$ z ${\displaystyle$ z$}$ 방향$$

${\displaystyle -\left({\frac {\partial u}{\partial z}}{\frac {\partial \theta }{\partial x}}\right)-\left({\frac {\partial v}{\partial z}}{\frac {\partial \theta }{\partial y}}\right)}$.

최종 항은 기울기 항과 수직 분산 항이다. 기울기 항은 $x{\displaystyle }$ ${\displaystyle$ x$}$ 및 $y$ ${\displaystyle y}$ 방향으로$$ 3차원 전방 발생 방정식으로 표현된다.

${\displaystyle -\왼쪽 사진\frac {\displayw}{\fract x}{\frac {\frac}{\display z}\오른쪽)}$

${\displaystyle -\left \frac {\buffer w}{\fract y}{\frac {\buffer \theta }{\buffer z}\오른쪽)}$

그리고 수직적 다양성 항은 다음과 같이 존재한다.

${\displaystyle -\왼쪽 사진\frac {\displayw}{\fract z}{\frac {\fract\\data }{\flict z}\오른쪽)}$

참고 항목

• 프런트톨리시스

참조

1. 홀튼, J. R. (2004) 역동적인 기상학에 대한 소개. (4 Ed. Vol. 88, 페이지 269–276). 샌디에이고, CA: 아카데미 프레스.

2. 호스킨스, B. J. & Bretherton, F. P. (1972) 대기 전방 발생 모델: 수학적 제형과 용액. J. 아트모스 과학, 29, 11-13

3. 마틴, J. E. (2006) 중위도 대기 역학. (1페이지, 189–194) 잉글랜드: 와일리