簡介
對於二維流體而言,其渦度向量垂直於流體平面。而若有一流體繞著一個軸心剛體鏇動的話,則其渦度值為角速度之兩倍;故對這樣的流體而言,若渦度值為零的話則必為非鏇轉流體。但是,非鏇轉流體仍然可以具有非零值的角速度,如一繞著軸心繞轉時、其切線速度剛好正比於流體與軸心距離之倒數的流體,其渦度為零。
公式
絕對渦度是相對渦度與地轉渦度(即科氏力參數的絕對值)的和,即:
ζa=ζ+|f|(式1.1)
式中,ζa為絕對渦度,ζ為渦度,f為地轉參數。
由於地轉參數的表達式是:
f=2Ωsinγ(式1.2)
式中Ω為地轉角速度,γ為緯度。
將地轉參數表達式代入式1.1,得
ζa=ζ+|2Ωsinγ|(式1.3)
絕對渦度與高度(h)是相關的,稱之為位渦,即:
∵Dζa/Dh=0(式1.4.1)
∴ζa/h=常數(式1.4.2)
因此,為了滿足位渦為常數,在高度增加時,分子ζa需要減小,即絕對渦度隨高度減小。
將式1.3代入式1.4.2,得
[ζ+|2Ωsinγ|]/h=常數(式1.5)
由式1.5可得知,當緯度增加,高度不變時,為了滿足位渦為常數,於是相對渦度ζ就要減小。(位渦守恆定律之一)
位渦公式還可以表達為:
PV=1/p·ζa·▽PT
式中,PV為位渦,p為空氣密度,PT為位溫。