什么是位势高度,名词解释定义是?
位势高度(Geopotential height)是气象学和大气科学中的一个重要概念,它反映了大气中某一高度处相对于海平面的重力位势大小。
以下为你详细解释: 定义:位势高度是指单位质量空气从海平面上升到某一高度时克服重力所作的功,单位为位势米(gpm)。
在数值上, 位势高度与几何高度相近,但两者物理意义不同。
几何高度是指从地面或海平面垂直向上测量的距离;而位势高度考虑了地球重力场随高度的变化以及空气在上升过程中克服重力做功等因素。
计算公式:位势高度Φ \varPhiΦ 的定义公式为 Φ = g z \varPhi = gzΦ=gz(近似计算,严格公式涉及积分 ),其中 g gg 是重力加速度, z zz 是几何高度。
由于重力加速度 g gg 随纬度和高度略有变化,所以位势高度和几何高度在数值上并非完全相等,但在大气科学应用中,在一定精度要求下可以近似认为二者相等。
例如在标准重力加速度 g = 9.8 m / s 2 g = 9.8m/s²g=9.8m/s2 时,几何高度为 1000 10001000 米处的位势高度约为 9800 98009800 位势米 (9.8 × 1000 9.8×10009.8×1000)。
气象学意义:在气象分析和预报中,位势高度是一个关键参数。
等压面图上的位势高度分布可以直观地反映大气的水平气压场和垂直运动情况。
例如,在高空天气图上,等高线(等位势高度线)的疏密程度表示气压梯度力的大小,等高线密集区对应较大的气压梯度,气流速度较快;反之,等高线稀疏区气压梯度较小,气流相对平缓。
通过分析不同高度等压面上的位势高度场,可以了解大气环流形势、天气系统的位置和移动趋势等,从而为天气预报提供重要依据。
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