湿位涡不同表述形式下的非守恒与守恒
大气与海洋物理
2023-11-17 v1
摘要
位涡(PV)是大气科学中最重要的量之一。已知在干大气情形下,每个流体 parcel 的PV是守恒的。然而,若发生云或水的相变,parcel的PV便不守恒。近来,针对有云大气推导出了PV守恒律:其中每个parcel的PV不守恒,但以随流运动的特定体积积分的parcel积分PV是守恒的。因此,关于湿PV守恒与非守恒现在可能有多种不同的表述,且与干大气情形相比,湿PV的情况更为复杂。鉴于此复杂性,本文比较了有云大气下几种不同的湿PV定义。给出了上升热泡在云形成前与形成后的数值模拟。这些模拟包含了parcel积分湿PV守恒律的首次计算例证。理论与数值的比较有助于澄清并凸显因湿PV不同定义而产生的守恒与非守恒的不同表述。
引用
@article{arxiv.2311.09382,
title = {Non-conservation and conservation for different formulations of moist potential vorticity},
author = {Parvathi Kooloth and Leslie M. Smith and Samuel N. Stechmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.09382},
year = {2023}
}