Khí tượng học synốp (Phần nhiệt đới) - Trần Công Minh Phần 1

Chia sẻ: Qwdwqdwqd Dqwdqwdqwd | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

126
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giá trị phân kỳ trung bình trên đại dương và chuyển động thẳng đứng trung bình ngày tại mực 900mb (m/ngày) (tính trung bình cho lớp giữa mặt đất và 900mb)

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khí tượng học synốp (Phần nhiệt đới) - Trần Công Minh Phần 1

1 Khí tượng học synốp (Phần nhiệt đới) Trần Công Minh NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2006, 158 Tr. Từ khoá: Hoàn lưu nhiệt đới, nhiệt đới, Hoàn lưu gió mùa, Hình thể SYNÔP, xâm nhập lạnh, Nhiễu động, miền nhiệt đới, tín phong, EL NINO, giao động nhiệt đới, áp thấp nhiệt đới, bão, áp cao cận nhiệt, dòng dẫn, dự bão bão, mây tích, dông, mưa đá, vòi rồng, lốc, profile nhiệt ẩm, profile gió, giông ở việt nam. Tài liệu trong Thư viện điện tử ĐH Khoa học Tự nhiên có thể được sử dụng cho mục đích học tập và nghiên cứu cá nhân. Nghiêm cấm mọi hình thức sao chép, in ấn phục vụ các mục đích khác nếu không được sự chấp thuận của nhà xuất bản và tác giả. Mục lục CHƯƠNG 1 ...................................................................................................................................... 5 NHỮNG ĐỘNG LỰC, NGUỒN NĂNG LƯỢNG VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA HOÀN LƯU NHIỆT ĐỚI................................................................................................................ 5 1.1 RANH GIỚI MIỀN NHIỆT ĐỚI.............................................................................. 5 1.2 CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG NHIỆT CỦA MẶT ĐẤT VÀ KHÍ QUYỂN ........... 6 1.3 NHỮNG NHÂN TỐ VẬT LÝ CƠ BẢN ................................................................ 11 1.4 BẢO TOÀN MÔMEN QUAY VÀ SỰ TỒN TẠI ĐỚI GIÓ ĐÔNG NHIỆT ĐỚI VÀ ĐỚI GIÓ TÂY ÔN ĐỚI........................................................................................................ 13 1.5 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA HOÀN LƯU NHIỆT ĐỚI ......................... 15 1.5.1 Phân bố theo vĩ độ của tốc độ gió, khí áp, độ phân kỳ và hội tụ ...................... 15 1.5.2 Chuyển động thẳng đứng và dải mưa ................................................................ 16 1.5.3 Sự biến đổi theo mùa của hoàn lưu nhiệt đới và sự bất đối xứng của hai bán cầu
2 18 1.6 TRƯỜNG ÁP, TRƯỜNG GIÓ MIỀN NHIỆT ĐỚI............................................... 19 1.7 CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỨNG........................................................................ 27 1.8 DÒNG XIẾT MIỀN CẬN NHIỆT VÀ NHIỆT ĐỚI.............................................. 29 1.9 ÁP CAO CẬN NHIỆT TÂY THÁI BÌNH DƯƠNG VÀ ÁP CAO TIBET ........... 31 CHƯƠNG 2..................................................................................................................................... 35 HOÀN LƯU GIÓ MÙA Ở KHU VỰC ĐÔNG NAM Á ..................................................... 35 2.1 KHÁI NIỆM CHUNG ........................................................................................... 35 2.2 HÌNH THẾ SYNÔP MÙA GIÓ MÙA ĐÔNG BẮC.............................................. 37 2.2.1 Sự thiết lập mùa đông synôp và ảnh hưởng của không khí cực đới biến tính ở Miền Bắc Việt Nam ................................................................................................................. 37 2.2.2 Hình thế synôp trong các đợt xâm nhập lạnh...................................................... 38 2.2.3 Hình thế đặc trưng cuối mùa đông ...................................................................... 46 2.3 XÂM NHẬP LẠNH VÀ HỆ THỐNG THỜI TIẾT ............................................... 46 2.3.1 Thời tiết vào đầu và giữa mùa đông.................................................................... 46 2.3.2 Thời tiết cuối mùa đông ...................................................................................... 49 2.4 HÌNH THẾ SYNÔP TRONG MÙA GIÓ MÙA MÙA HÈ .................................... 51 2.4.1 Hình thế đầu mùa hè ........................................................................................... 51 2.4.2 Các trung tâm tác động trong mùa gió mùa mùa hè............................................ 55 2.5 THỜI KỲ GIÓ MÙA TÍCH CỰC (MẠNH) VÀ THỜI KỲ GIÓ MÙA THỤ ĐỘNG (YẾU) ................................................................................................................................. 60 CHƯƠNG 3..................................................................................................................................... 64 NHỮNG NHIỄU ĐỘNG MIỀN NHIỆT ĐỚI ..................................................................... 64 3.1.1 Đặc điểm cơ bản.................................................................................................. 64 3.1.2 Các tầng ẩm trong tín phong và nghịch nhiệt tín phong ..................................... 64 3.2 DẢI HỘI TỤ NHIỆT ĐỚI ...................................................................................... 67 3.2.1 Định nghĩa, cấu trúc ........................................................................................... 67 3.2.2 Sự dịch chuyển trong từng đợt và theo mùa của dải hội tụ nhiệt đới ............... 70 3.2.3 Thời tiết trong dải hội tụ nhiệt đới ..................................................................... 71 3.2.4 Sự dịch chuyển của dải hội tụ nhiệt đới............................................................. 72 3.3 SÓNG ĐÔNG ......................................................................................................... 73 3.4 SÓNG XÍCH ĐẠO ................................................................................................. 77 3.5 HÌNH THẾ PHỨC HỢP GÂY MƯA LỚN ............................................................ 78 3.6 DAO ĐỘNG TỰA 2 NĂM ..................................................................................... 82 3.7 DAO ĐỘNG NHIỆT ĐỚI 40-50 NGÀY................................................................ 84 3.8 EL NINO DAO ĐỘNG NAM (ENSO) VÀ HOÀN LƯU WALKER.................... 84 CHƯƠNG 4..................................................................................................................................... 90 ÁP THẤP NHIỆT ĐỚI VÀ BÃO ......................................................................................... 90 4.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA BÃO Ở TÂY BẮC THÁI BÌNH DƯƠNG ............................................................................................................................ 90
3 4.2 TẦN SUẤT BÃO Ở MIỀN TÂY BẮC THÁI BÌNH DƯƠNG VÀ BIỂN ĐÔNG .. 91 4.3 ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA BÃO........................................................................ 94 4.3.1 Trường nhiệt áp................................................................................................... 95 4.3.2 Trường chuyển động ........................................................................................... 97 4.3.3 Hệ thống mây .................................................................................................... 100 4.4 CÁC GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN CỦA BÃO....................................................... 101 4.5 SỰ HÌNH THÀNH BÃO....................................................................................... 104 4.5.1 Các điều kiện hình thành bão ............................................................................ 104 4.5.2 Hình thế synôp và sự hình thành bão ở Tây Bắc Thái Bình Dương và Biển Đông 104 4.6 SỰ DI CHUYỂN CỦA BÃO................................................................................. 107 4.7 DỰ BÁO SỰ DI CHUYỂN CỦA BÃO................................................................. 109 4.7.1 Xác định tâm bão .............................................................................................. 109 4.7.2 Dự báo quỹ đạo bão .......................................................................................... 111 4.8 SỰ BIẾN DẠNG CỦA ÁP CAO CẬN NHIỆT VÀ DÒNG DẪN Ở TÂY BẮC THÁI BÌNH DƯƠNG ................................................................................................................ 116 CHƯƠNG 5................................................................................................................................... 118 MÂY TÍCH VÀ CÁC HỆ THỐNG THỜI TIẾT QUY MÔ VỪA .................................. 118 5.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MÂY TÍCH VÀ DÔNG ............................................. 118 5.1.1 Định nghĩa......................................................................................................... 118 5.1.2 Cấu trúc của mây dông...................................................................................... 118 5.2 PHÂN LẠI DÔNG ................................................................................................ 121 5.3 CÁC GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN CỦA Ổ DÔNG ................................................ 122 5.3.1 Các giai đoạn phát triển của ổ dông thường...................................................... 122 5.3.2 Các giai đoạn phát triển của siêu ổ dông........................................................... 124 5.4 MƯA ĐÁ............................................................................................................... 126 5.4.1 Sự lớn lên của hạt đá ......................................................................................... 126 5.4.2 Dòng thăng mạnh, điều kiện cho sự hình thành mưa đá ................................... 127 5.5 VÒI RỒNG VÀ LỐC ............................................................................................ 128 5.5.1 Các giai đoạn phát triển của vòi rồng................................................................ 130 5.6 NHỮNG ĐIỀU KIỆN CẦN CHO SỰ PHÁT TRIỂN DÔNG............................... 132 5.6.1 Điều kiện nhiệt động lực ................................................................................... 132 5.6.2 Hình thế synôp, điều kiện đốt nóng và tác động của địa hình........................... 134 5.7 NHỮNG PROFILE NHIỆT ẨM ĐẶC TRƯNG TRƯỚC CƠN DÔNG ............... 135 5.8 CÁC NHÂN TỐ LÀM BIẾN ĐỔI PROFILE NHIỆT ẨM ................................... 139 5.8.1 Các quá trình làm biến đổi profile nhiệt............................................................ 139 5.8.2 Những quá trình biến đổi profile ẩm................................................................. 140 5.9 CÁC CÔNG CỤ PHÂN TÍCH VAI TRÒ CỦA ĐỘ ĐỨT THẲNG ĐỨNG CỦA GIÓ ĐỐI VỚI SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN DÔNG .................................................. 141 5.9.1 Toán đồ mô tả profile gió.................................................................................. 141 5.9.2 Nguyên nhân xuất hiện độ đứt thẳng đứng của gió........................................... 142 5.9.3 Hiệu ứng của độ đứt thẳng đứng của gió đối với sự phát triển đối lưu............. 143 5.9.4 Mối liên quan giữa độ đứt thẳng đứng của gió với sự phát triển của dông....... 143 5.10 CÁC CHỈ SỐ DỰ BÁO DÔNG............................................................................. 144
4 5.10.1 Nhận xét chung ............................................................................................. 144 5.10.2 Thế năng có khả năng đối lưu (CAPE) ......................................................... 144 5.10.3 Chỉ số tổng của tổng chỉ số (Total-total index)............................................. 146 5.10.4 Chỉ số nâng bề mặt (Surface lifted index - SLI) ........................................... 147 5.10.5 Số Richardson đối lưu................................................................................... 148 5.10.6 Chỉ số năng lượng xoáy (EHI) ...................................................................... 149 5.10.7 Các thước đo lực ngăn chặn đối lưu (CIN) ................................................... 151 5.11 YÊU CẦU VÀ TRÌNH TỰ DỰ BÁO DÔNG ....................................................... 152 5.11.1 Kỹ thuật và trình tự dự báo profile nhiệt ẩm buổi trưa phía trên lớp biên .... 153 5.11.2 Trình tự dự báo profile nhiệt ẩm ................................................................... 153 5.11.3 Phân tích đường tầng kết trong dự báo dông ................................................ 155 5.12 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG THỜI TIẾT XẤU TRONG DÔNG ............................. 156 5.12.1 Mưa lớn và lũ lụt đột ngột............................................................................. 156 5.13 HOẠT ĐỘNG DÔNG Ở VIỆT NAM VÀ VẤN ĐỀ DỰ BÁO DÔNG................. 157
7 Kết quả tính trung bình nhiều năm của thông lượng bức xạ, lượng mưa, lượng bốc hơi và vận chuyển nhiệt dạng hiển nhiệt và ẩn nhiệt bốc hơi và ngưng kết là cơ sở để xây dựng các đường phân bố của các thông số này theo vĩ độ ở Bắc và Nam Bán Cầu (hình 1.1 - 1.4). Phân bố bức xạ trên Trái Đất phụ thuộc trước hết vào vĩ độ địa lý và có thể đánh giá thông qua cán cân bức xạ (còn gọi là cân bằng bức xạ). Trên hình 1.1 là sơ đồ tổng quát về cân bằng bức xạ theo vĩ tuyến. Mặt đất thu được bức xạ nhiệt dương ở hầu hết các vĩ độ, trừ phần nhỏ gần hai cực (cách cực khoảng 15o vĩ đối với mỗi bán cầu), nơi phát xạ nhiệt từ bề mặt băng tuyết lớn hơn lượng bức xạ nhận từ Mặt Trời. Khí quyển mất năng lượng phát xạ do sóng dài nhỏ hơn năng lượng nhận từ mặt đất, vì vậy dòng nhiệt truyền từ mặt đất vào khí quyển, từ đó nhiệt lại truyền cho những lớp cao hơn và cuối cùng mất nhiệt vào không gian vũ trụ. Hình 1.1. Phõn bố theo v độ thụng lượng bức xạ trung bỡnh năm của mặt đất, khí quyển và hệ thống Trỏi Đất - khí quyển (Seller, 1965) Đại lượng cán cân bức xạ của hệ thống Trái Đất - khí quyển là tổng cả hai cân bằng bức xạ cho mặt đất và khí quyển. Đối với Trái Đất - khí quyển cân bằng bức xạ dương đối với miền nội nhiệt đới (giới hạn 35oN và 35o S) và âm đối với miền ngoại nhiệt đới. Phần dư của bức xạ (cán cân bức xạ dương) trong miền nội nhiệt đới. Miền ngoại nhiệt đới thiếu bức xạ và thường xuyên được bù lại bằng sự trao đổi nhiệt giữa các vĩ độ dưới dạng các dòng ẩn nhiệt và hiển nhiệt, đưa đến từ miền nhiệt đới. Để bảo toàn cân bằng nhiệt toàn phần cho thời đoạn dài, thể hiện ở sự ổn định của nhiệt độ trung bình ở các độ cao và các vĩ độ thì cần phải có một cơ chế vận chuyển nhiệt từ mặt đất tới khí quyển và từ miền nhiệt đới về phía các vĩ độ cao. Vận chuyển nhiệt từ mặt đất tới khí quyển dưới dạng hiển nhiệt, nhiệt truyền từ nơi nhiệt độ cao sang nơi nhiệt độ thấp và ẩn nhiệt qua quá trình bốc hơi, ngưng kết hơi nước
8 và quá trình vận chuyển của hệ thống mây. Trên biển nhiệt đới, lượng ẩn nhiệt được vận chuyển dưới dạng hơi nước lớn hơn là lượng vận chuyển hiển nhiệt. Theo Malkus, tính trung bình cho toàn Trái Đất, khí quyển thu hơn 80% nhiệt từ mặt biển và mặt đất dưới dạng ẩn nhiệt ngưng kết, trong đó hơn nửa lượng ẩn nhiệt này là do đại dương nhiệt đới giữa 30oN và 30oS cung cấp. Sự chuyển pha của nước trong khí quyển và sự vận chuyển hơi nước không chỉ có ý nghĩa trong việc bảo toàn cân bằng nước mà còn có ý nghĩa đối với sự vận chuyển ẩn nhiệt ngưng kết. Trên hình 1.2 là sơ đồ cân bằng nước trong hệ thống Trái Đất - khí quyển. Tính theo phân bố theo vĩ độ của lượng mưa, lượng bốc hơi và hiệu hai đại lượng này, ta thấy lượng mưa lớn hơn lượng bốc hơi trong các đới từ khoảng vĩ độ 45-60o về phía cực và trong khoảng 10o vĩ hai phía xích đạo. Ngược lại, từ 10-40o vĩ (miền cận nhiệt đới thịnh hành áp cao trên vùng sa mạc) lượng bốc hơi lớn hơn lượng mưa. Lượng mưa cực đại tại xích đạo, chủ yếu do mưa rào và dông từ hệ thống mây tích trên dải áp thấp xích đạo. Hai cực đại khác nằm ở hai miền ôn đới Bắc và Nam Bán Cầu Hình 1.2. Phân bố theo vĩ độ của lượng mưa, lượng bốc hơi, và hiệu giữa lượng mưa và lượng bốc hơi tính trung bình theo năm (inch/năm) (Seller, 1965) (khoảng 50-60o vĩ) do hoạt động của các chuỗi xoáy thuận. Hai cực tiểu lượng mưa liên quan với trục áp cao cận nhiệt ở khoảng 30o vĩ. Lượng bốc hơi cực đại không ở xích
9 đạo, nơi có lượng mưa lớn, nền nhiệt không quá lớn và nhiều mây. Hai cực đại của lượng bốc hơi nằm ở khu vực cách xa xích đạo khoảng 10-15o vĩ. Hiệu lượng mưa trừ lượng bốc hơi dương ở trên xích đạo có độ ẩm lớn và trên hai khu vực có xoáy thuận ôn đới hoạt động mạnh cho lượng mưa lớn. Đại lượng này có giá trị âm trên khu vực gần trục dải áp cao cận nhiệt, ít mưa. Tính trung bình năm khu vực bốc hơi mạnh bị mất lượng nước do bốc hơi còn nơi mưa lớn hơn sẽ thu được lượng nước đó. Đại dương, chiếm khoảng 3/4 diện tích bề mặt Trái Đất, mất nước do bốc hơi nhiều hơn là nhận nước do mưa vì lượng nước bốc hơi thành mây, và một phần được vận chuyển vào trong đất liền. Kết quả của nhiều công trình nghiên cứu cân bằng nước chứng minh là lượng mưa do dòng hoàn lưu chung đem lại lớn hơn lượng mưa do hoàn lưu địa phương đem lại. Hình 1.2 cũng cho thấy miền cận nhiệt đới với nhiệt độ cao phần lớn thuộc khu vực tín phong trên đại dương có lượng bốc hơi cực đại. Theo Rielh và Malkus khu vực tín phong này cung cấp lượng ẩn nhiệt và hiển nhiệt cho hoàn lưu toàn cầu. Năng lượng này một phần do tín phong mặt đất đưa về phía xích đạo dưới dạng hơi nước. Lượng hơi nước này được nâng lên trong khu vực rãnh xích đạo và cũng là nhánh phía nam của hoàn lưu Hadley sau đó ngưng kết tạo nên các hệ thống mây tích, giải phóng hiển nhiệt và thế năng. Sau mưa dông, không khí ở trên cao trở nên khô và được dòng phản tín phong đưa về phía 30o vĩ mỗi bán cầu và giáng xuống. Theo Rielh và Malkus chỉ một phần trong dải gần xích đạo rộng khoảng 10o vĩ là có các khối mây tích lớn còn gọi là các "tháp nóng" để duy trì cân bằng nhiệt và bảo đảm vận chuyển một lượng nhiệt lớn về phía cực. Cân bằng năng lượng nhiệt theo vĩ độ duy trì được là nhờ sự vận chuyển nhiệt của các dòng khí trong các hoàn lưu khí quyển và các dòng nước trong hoàn lưu đại dương. Seller đã tính các dòng hiển nhiệt trung bình năm ở các vĩ độ do các dòng biển và dòng khí vận chuyển. Các dòng hiển nhiệt đều có hướng vận chuyển từ miền nhiệt đới về các vĩ độ cao phần lớn do hoàn lưu khí quyển và chỉ khoảng 20-25% lượng nhiệt này do đại dương vận chuyển.
10 Hình 1.3. Hình 1.4. Dòng hiển nhiệt mất đi trung bình năm do Phân bố theo vĩ độ của các thành phần vận chuyển nhiệt tính dòng biển và dòng khí ở các vĩ độ (Seller, 1965) trung bình năm (Seller, 1965) Phân bố theo vĩ độ trung bình năm của các thành phần vận chuyển năng lượng nhiệt về phía cực (hình 1.4) cho thấy ở phía bắc 5oN vận chuyển năng lượng hiển nhiệt do các dòng khí và dòng biển hướng về phía Bắc Cực và ở phía nam 5oS, vận chuyển về phía Nam Cực. Cần lưu ý là trên hình vẽ các vận chuyển nhiệt về phía Bắc Bán Cầu là đường ở phía trên còn các vận chuyển nhiệt về phía Nam Bán Cầu ở phía dưới chứ không phải giá trị âm. Vận chuyển hiển nhiệt do dòng biển có một cực đại ở vùng cận nhiệt. Trong khi đó dòng hiển nhiệt do dòng khí có hai cực đại ở mỗi bán cầu với sự vận chuyển hơi nước (kèm theo là lượng ẩn nhiệt) từ 20-25o vĩ mỗi bán cầu về phía cực và từ các vĩ tuyến này hơi nước lại được vận chuyển về phía vị trí trung bình của rãnh xích đạo (gần 5oN) cung cấp cho nhánh hoàn lưu Hadley phía nam tạo các dải mây tích
12 trò chủ yếu trong phân bố lượng mưa ở miền nhiệt đới: sườn đón gió mưa lớn, sườn khuất gió ít mưa. Nhiệt độ mặt biển Nhiệt độ mặt biển có ý nghĩa lớn đối với hoàn lưu khí quyển và thời tiết miền nhiệt đới. Nhiệt độ mặt biển là nhân tố đầu tiên quy định nhiệt độ không khí sát mặt biển. Khi nghiên cứu các điều kiện hình thành bão, Palmen thấy rằng chỉ có vùng biển ấm với nhiệt độ mặt biển lớn hơn hay bằng 26oC mới có khả năng giải phóng ẩn nhiệt bằng cách nâng các lớp khí sát đất trong quá trình đối lưu tạo lõi nóng của xoáy thuận đôi khi biến thành bão. Cường độ bão phụ thuộc vào phân bố nhiệt độ nước mặt biển, có ý kiến cho rằng sự biến đổi của trường nhiệt trên biển làm biến đổi quỹ đạo bão và làm bão chuyển hướng. Càng xa nguồn ẩm và nguồn nhiệt về vĩ độ cao và lục địa, bão càng yếu. Bjerknes phát hiện mối tương quan thuận giữa cường độ của đới gió tây ôn đới mùa đông ở đông bắc Thái Bình Dương và nhiệt độ mặt biển đới xích đạo của Thái Bình Dương và có thể coi là một dấu hiệu dự báo hạn dài. Trong năm Lanina (Elnino lạnh) ven bờ Pêru và Equador do nước trồi làm lạnh mặt biển tạo dòng giáng thịnh hành ở khu vực này, hậu quả là năm đó khô hạn, mất mùa cá. Ngược lại, trong những năm Elnino dòng biển nóng thay thế và tạo nên dòng thăng thịnh hành gây mưa lớn đến mức lụt lội. Dải hội tụ nhiệt đới (ICZ) là dải thời tiết xấu có lượng mây và lượng mưa cực đại có mối liên quan với dải có nhiệt độ mặt nước biển cực đại ở gần xích đạo. Tương tác với hoàn lưu ôn đới Hoàn lưu ôn đới thường tương tác với hoàn lưu và các hệ thống thời tiết nhiệt đới. Trên các ảnh mây vệ tinh thường xuyên có các dải mây nằm sâu trong miền nhiệt đới kéo dài tới miền ôn đới. Mùa đông front lạnh trong khu vực Đông Á và Bắc Mỹ xâm nhập sâu vào miền nhiệt đới đem theo không khí cực đới biến tính gây sóng lạnh, dẫn đến sự giảm nhiệt độ rất lớn. Trong nhiều trường hợp front lạnh có thể tương tác với bão, dải hội tụ nhiệt đới gây hậu quả thời tiết rất lớn. Trong mùa đông khi xoáy thuận hành tinh mở rộng phạm vi hoạt động về phía xích đạo, hệ thống sống rãnh ôn đới trên cao có thể làm biến dạng các hệ thống cao áp cận nhiệt, làm biến đổi dòng dẫn đường đối với bão và làm bão chuyển hướng. Xoáy thuận cận nhiệt phát triển từ áp thấp trên cao và cắt khỏi đới gió tây. Những xoáy thuận này thường lan xuống dưới thấp và mở rộng khu vực mưa ở miền cận nhiệt. Mùa hè rãnh trên cao mở rộng từ miền ôn đới, tiến vào miền nhiệt đới và tương tác với hoàn lưu nhiệt đới. Ngược lại, bão di chuyển theo quỹ đạo parabol có thể tiến xa về phía cực tới miền ôn đới, khi đó không khí lạnh xâm nhập vào khu vực bão, hệ thống front hình thành. Bão trở thành xoáy thuận ngoại nhiệt đới. Đó là các trường hợp thường xảy ra với bão từ miền tây Thái Bình Dương vòng lên qua eo biển Đài Loan tới Camchatka.
14 Hình 1.5. Sơ đồ mô men quay đối với đĩa quay (a) và đối với Trái Đất quay (b) Định luật này được biểu diễn dưới dạng: d (ur + ωr 2 ) = 0 (1.1) dr trong đó u là tốc độ gió, r là khoảng cách từ vật tới trục quay trên mặt phẳng quay (hình 1.5a). Nếu ký hiệu a là bán kính Trái Đất thì r = a cosϕ, trong đó ϕ là vĩ độ; ω là d tốc độ quay của Trái Đất, ω = 2π/86.400 rad.s-1 hay 7,29.10-5.s-1; l à s ự b i ế n đổ i dr mômen toàn phần (đạo hàm mômen toàn phần) dọc theo quỹ đạo phần tử khí (hình 1.5b). Theo (1.1) mômen quay toàn phần luôn bảo toàn (không đổi) khi phần tử khí di chuyển theo quỹ đạo của nó: ur + ωr2 = const. Khi không khí di chuyển, chẳng hạn từ vĩ độ 30 mỗi bán cầu lên các vĩ độ cao thì mômen quay của mặt phẳng quay ωr2 nhỏ hơn so với nơi phần tử khí xuất phát do bán kính quay giảm khi tới miền ôn đới. Để mômen quay tuyệt đối bảo toàn thì mômen quay tương đối phải tăng lên, tốc độ phần tử khí u hướng từ tây sang đông lớn hơn tốc độ quay của mặt đất dưới nó theo hướng này. Kết quả là hình thành đới gió tây ôn đới. Ngược lại, khi không khí di chuyển về phía xích đạo, r sẽ tăng lên, ωr2 tăng, tốc độ phần tử khí u hướng từ đông sang tây sẽ giảm và nhỏ hơn so với chuyển động của mặt đất tại khu vực vĩ độ thấp. Do khí chuyển động chậm hơn so với mặt đất nên xuất hiện đới gió đông ở miền nhiệt đới. Trên hình 1.6 là hai đới gió đông và tây hình thành trên Trái Đất quay.