2.3.2 基本运动学量的计算
1.散度和涡度的计算
散度和涡度是基本的动力学参量,直接与天气和天气系统的发展相联系,在直角坐标系中散度和涡度的表达式为
(2.51)
如采用中央差分格式,其差分格式分别为
(2.52)
式中i,j分别表示经向和纬向方向格点序数,自北向南和自西向东排列,d是网格距,u和v分别是风向量的东西和南北分量。如实际观测到的风向为β,风速为V,则:
u=-Vsinβ
v=-Vcosβ
(2.53)
对于大尺度运动D的量级一般为10-5s-,ζ的量级一般为10-4s-1,对于中尺度运动D和ζ的量级一般为10-4s-1。
需要指出两点:
(1)由于地球是不可展开面,在天气图上的相同线段长度随纬度变化,所以,在正方形网格上计算时,必须乘以地图投影放缩系数m。那么(2.52)式之一就变成:
如果风的一个分量出现10%的误差,就会使D造成100%的误差。风的观测误差造成散度的误差在高层尤其显著,因此,对高层的散度要作订正,订正方法较多,如O'Brien方法(Atkinson,1981)。