流线图

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定义

图1 气流过山时的流线图图1 气流过山时的流线图流线图(streamline chart)是指表示某一瞬间气流运行状况的图。流线图上绘有流线,用箭头表示气流的流向,流线上处处都与相应点的风向相切,有时在流线图上还分析等风速线。[1]

流线图是常用的高空辅助图之一,其他常见高空辅助图包括等熵面图、变高图、温度对数压力图等,可根据工作需要选用。[2]

性质

图2尖点、涡旋和中性点图2尖点、涡旋和中性点流线图犹如表征瞬间流动状态的摄影照片,如图1为气流过山时的流线图。[1]

流线图的特点是[2]

(1)流线能起止于图边,也能起止于中间(当风向有剧变的地方)。

(2)流线可以合并、汇合,也可以分交,但不能交叉。因在交叉点上风向不可能有两个方向。

(3)流线的疏密程度可视风速大小而定,风速大(小),流线应画得密(稀)些。

(4)风场有渐近线、波和奇点三种基本流型,其中奇异点又可分为尖点、涡旋和中性点(图2)。

应用

流线分析是风场分析的重要部分。根据测站的实际风矢,结合大气运动流型绘制流线,流线的箭头指明气流运行的方向,流线上每一点都与通过该点的实测风矢相切,流线的疏密程度与风速大小成正比。在低纬地区,由于科里奥利力小,气压场不能近似表示流场,所以必须用流线图;即使在中高纬度地区,流线图也可以很好地反映中小尺度天气系统的发生、发展情况。[1]

在天气分析中,常用流线、等风速线法和等风向线分析流场。[2]

等风速线

有时在流线图上还分析等风速线。一般通过实测风描绘,可大致反映空气中气流真实运动情况。

流线

流线是指表征某瞬间流动状态的几何曲线,曲线上任一点的切向跟该点流动方向相吻合。[1]用箭头表示风的方向,等风速线是相同风速点的联线。[2]

设u,v,w为直角坐标系(o—x,y,z) 中流速矢的三个分量,则流线的微分方程为

由此积分可得流线方程和相应的图形。按流线与流速矢相切来定性绘制流线时,通常以经过任一点的流线间距与该点流体速率成反比为原则。流线与迹线都是用以表征流场的空间图线,但涵义不同。

等风向线

通过分析等风向线,也可以间接地分析流线。流线除能起于图的边缘外,也能起于风向有急剧变化的地方。流线不能交叉,因为在交叉点上有两个切线方向,而风向在一点只能有一个方向。流线的疏密可以反映风速,流线疏反映风速小,反之亦然。

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