טיוטה:הרוח התרמלית

הרוח התרמלית היא שינוי של רוח גאוסטרופית בכיוון אנכי (אינה רוח אמיתית אלא הגדרה נוחה לשימוש במטאורולוגיה).

הרוח התרמלית מוגדרת כהפרש וקטורי בין מהירויות הרוח הגיאוסטרופית הקיים בשני משורי לחץ קבוע או כנגזרת של מהירויות הרוח הגיאוסטרופית בכיוון מעלה.

רעיון של הרוח התרמלית

שינוי עובי שיכבת לחץ, עם גרדיאנט טמפרטורה.

בציור רואים שני מישורי לחץ קבוע ,כאשר השיפועים שלהם שונים. עמודי אוויר 1 ו2 בעלי שטח בסיס זהה, ולחץ אוויר שווה על בסיסיהם, לכן גם המסות שוות. השינוי בנפח של עמודים נבעה מטמפרטורות ממוצעות שונות. כלומר טמפרטורה ממוצעת של עמוד 1 נמוכה מטמפרטורה ממוצעת של עמוד 2. לכן עליה בגרדיאנט הלחץ עם גובהה (עליה בשיפוע משטחי שווי לחץ) מעידה על גרדיאנט טמפרטורה חיובי. עוצמת הרוח הגוסטרופי עולה אם עליה בגרדיאנט של גאופוטנציאל (Geopotential) במשטח שווי לחץ.

לסיכום: יש עליה בטמפרטורה ממוצעת בכיוון x -> יש עליה בשיפוע משטחי שווי לחץ בכיוון מלה -> יש עליה בעצמת הרוח הגיאוסטרופית בכיוון למלה-> הרוח התרמלית אינה אפס.

טמפרטורה קבועה -> הרוח הגיאוסטרופית לא משתנה עם הגובה -> הרוח התרמלית שווה לאפס.

משוואות

לפי הגדרה רוח תרמלית:

${\overrightarrow {V_{t}}}={\overrightarrow {V_{g}(p_{2})}}-{\overrightarrow {V_{g}(p_{1})}}$

כאשר:

• ${\overrightarrow {V_{g}(p_{i})}}={{\hat {k}} \over f}\times \nabla _{p}\Phi (p_{i}),i=1,2$

הרוח הגאוסטרופית בשכבת לחץ $p_{i}$.

• $\Phi$ גאופטנציאל .

נציב נוסח של ${\overrightarrow {V_{g}(p_{i})}}$ ונקבל:

${\overrightarrow {V_{t}}}={\frac {1}{f}}{\hat {k}}\times \nabla _{p}(\Phi (p_{2})-\Phi (p_{1}))$

נשתמש בהמשוואה ההיפסומטרית :

${\overrightarrow {V_{t}}}={\frac {R}{f}}\ln \left[{\frac {p_{1}}{p_{2}}}\right]{\hat {k}}\times \nabla _{p}{\bar {T}}$.

כיוון הרוח מאונך לגרדיאנט טמפרטורה וכיוון k, לכן מקביל לאיזותרמה

לפי הגדרה של מכפלה וקטורית רוח תרמלית מקבילה לאיזותרמות כאשר ,בחצי כדור הצפוני, טמפרטורה משמלה נמוכה יותר מטמפרטורה מימינה.

דוגמה לשימוש

• חישוב רוח גיאוסטרופי בגובה $p_{2}$:

${\overrightarrow {V_{g}(p_{2})}}={\overrightarrow {V_{t}}}+{\overrightarrow {V_{g}(p_{1})}}$

${\overrightarrow {V_{g}(p_{2})}}={\frac {R}{f}}\ln \left[{\frac {p_{1}}{p_{2}}}\right]{\hat {k}}\times \nabla _{p}{\bar {T}}+{\overrightarrow {V_{g}(p_{1})}}$

בנוסף כיוון של רוח תרמלית מראה את כיוון סיבוב רוח גיאוסטרופית עם גובה

הרוח הגיאוסטרופית נושפת מאזור חם לאזור קר יותר. כיוון הרוח משתנה בכיוון השעון עם העלייה בגובה.

ראו גם

• המשוואה ההיפסומטרית
• Geopotential
• geostrophic wind
• Barotropic fluid

לקריאה נוספת

• Holton, James R. (2004). An Introduction to Dynamic Meteorology. New York: Academic Press. ISBN 0-12-354015-1.