摘要
地轉風為水平氣壓梯度力與水平科里奧利力平衡下空氣的水平運動。
地轉風
概述
地轉風(geostrophic wind)水平氣壓梯度力與水平科里奧利力平衡下空氣的水平運動。
在等高面上,地轉風可寫成:

式中:Vg是地轉風向量,ρ是該高度空氣的密度,P是該高度的氣壓場分布。而在等壓面上,地轉風則可表達成:

式中: H是等壓面上的高度場, f是科里奧利參數, k是垂直方向的單位向量。
如圖所示:地轉風的方向與氣壓線平行,在北半球背風而立,高壓在右,低壓在左;而南半球正好與北半球相反,背風而立,高壓在左,低壓在右。地轉風的大小與氣壓梯度成正比,但與空氣密度和科里奧利參數成反比。

地轉風關系,揭示了風場與氣壓場之間最簡單的也是最基本的關系。由于在自由大氣中實際風與地轉風十分接近,無論是實際天氣預報或是理論計算都常把地轉風作為實際風的近似,因此地轉風關系式在實際天氣預報和理論研究中都有相當廣泛的用途。
背景
地轉風和氣壓場分布的這種規律,是C.H.D.白貝羅于1857年首先提出的,故稱白貝羅定律。地轉風的大小與水平氣壓梯度(或等壓面上的重力位勢梯度,即等壓面坡度)的數值成正比,與科里奧利參數及空氣密度成反比。在離地面約 1.5千米以上的自由大氣中,大尺度運動的鉛直速度比水平速度小得多,而且水平運動的慣性力和湍流摩擦力也比水平氣壓梯度力和科里奧利力小得多,因此,自由大氣中的大尺度運動,除了具有準水平運動的性質外,還近似地滿足地轉風關系,故又稱為準地轉運動。