Геопотенциальная высота - Geopotential height

Геопотенциальная высота или геопотенциальная высота это вертикальная координата, относящаяся к Земля значит уровень моря, корректировка геометрической рост (высота над средним уровнем моря), что объясняет изменение сила тяжести с участием широта и высота. Таким образом, его можно рассматривать как «высоту с поправкой на гравитацию».

Определение

На высоте час, то геопотенциал определяется как:

${\displaystyle \Phi (h)=\int _{0}^{h}g(\phi ,z)\,dz\,,}$

где ${\displaystyle g(\phi ,z)}$ ускорение свободного падения, ${\displaystyle \phi }$ это широта, а z - геометрическая высота. Таким образом, геопотенциал - это потенциальная энергия гравитации на единицу массы на этой высоте. час.^[1]

В геопотенциальная высота является:

${\displaystyle {Z_{g}}(h)={\frac {\Phi (h)}{g_{0}}}\,,}$

который нормализует геопотенциал на г₀, то стандартная сила тяжести на среднем уровне моря.^{[нужна цитата ]}

Применение

Анализ геопотенциальной высоты на Североамериканская мезомасштабная модель (NAM) при 500 гПа.

Геофизический такие науки, как метеорология, часто предпочитают выражать горизонтальный сила градиента давления как градиент геопотенциал вдоль поверхности постоянного давления, потому что тогда она имеет свойства консервативная сила. Например, примитивные уравнения который модели прогноза погоды решить использование гидростатическое давление в качестве вертикальной координаты и выразить наклон этих поверхностей давления в терминах геопотенциальной высоты.

На графике геопотенциальной высоты для одного уровня давления в атмосфере показаны впадины и гребни (максимумы и минимумы ), которые обычно можно увидеть на аэрологических картах. Геопотенциальная толщина между уровнями давления - разница в 850 гПа и, например, геопотенциальная высота 1000 гПа - пропорциональна среднему значению виртуальная температура в этом слое. Изолинии геопотенциальной высоты можно использовать для расчета геострофический ветер, что быстрее, если контуры расположены ближе друг к другу и касаются контуров геопотенциальной высоты.^{[нужна цитата ]}

В Национальная служба погоды определяет геопотенциальную высоту как:

"... примерно высота над уровнем моря уровня давления. Например, если станция сообщает, что 500 мб [т.е. миллибар ] высота в месте его нахождения составляет 5600 м, это означает, что уровень атмосферы над этой станцией, на которой атмосферное давление составляет 500 мбар, составляет 5600 метров над уровнем моря. Это приблизительная высота, основанная на данных о температуре и давлении ".^[2]

Смотрите также

• Атмосферная модель
• Выше среднего уровня моря

использованная литература

1. "Технический отчет НАСА R-459: Определение констант, уравнений и сокращенных таблиц стандартной атмосферы 1976 года" (PDF).
2. "Высота". Глоссарий национальной метеорологической службы NOAA. Национальная метеорологическая служба NOAA. Получено 2012-03-15.

дальнейшее чтение

• Хофманн-Велленхоф Б. и Мориц Х. "Физическая геодезия", 2005. ISBN  3-211-23584-1
• Эскинази, С. "Механика жидкостей и термодинамика окружающей среды", 1975. ISBN  0-12-242540-5

внешние ссылки

• СМИ, связанные с Геопотенциальная высота в Wikimedia Commons