水平散度（水平散度）

描述

散度（divergence）可用于表征空間各點(diǎn)矢量場(chǎng)發(fā)散的強(qiáng)弱程度。物理上，散度的意義是場(chǎng)的有源性。當(dāng)散度大于零時(shí)，表示該點(diǎn)有散發(fā)通量的正源（發(fā)散源）；當(dāng)散度小于零時(shí)，表示該點(diǎn)有吸收通量的負(fù)源（洞或匯）；當(dāng)散度等于零時(shí)，表示該點(diǎn)無源。

簡(jiǎn)單地說，流體在運(yùn)動(dòng)中集中的區(qū)域?yàn)檩椇?，運(yùn)動(dòng)中發(fā)散的區(qū)域?yàn)檩椛?。散度值為?fù)時(shí)為輻合，此時(shí)有利于氣旋等對(duì)流天氣系統(tǒng)的發(fā)展和增強(qiáng)；為正時(shí)表示輻散，有利于反氣旋等天氣系統(tǒng)的發(fā)展。往往，氣象學(xué)中應(yīng)用最多的是風(fēng)速的“水平散度”。

水平散度，是指空氣在單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上的膨脹量（相對(duì)膨脹率），亦表征空間各點(diǎn)在水平方向上發(fā)散的強(qiáng)弱程度。分布在不同地點(diǎn)的空氣的移動(dòng)方向常常是不一致的。有時(shí)移動(dòng)方向相同而速度快慢不同，有時(shí)速度相同而方向各異，也有方向速度都不同的。這樣，就可能引起空氣在某些地方堆積起來，而在另一些區(qū)域流散開去。

水平散度的表達(dá)式為：

圖1中左邊兩圖表示格點(diǎn)的空氣都背著同一條線或一點(diǎn)散開，右圖表示前方空氣移動(dòng)速度較后方的快，使得空氣散開，這種現(xiàn)象稱為水平輻散。

水平散度

圖2中，左圖和中間圖表示各點(diǎn)空氣都向著同一條線或一點(diǎn)匯合，右圖表示前方空氣移動(dòng)速度較后方空氣慢而使得空氣堆積，這種現(xiàn)象稱為水平輻合。

水平散度

與降水形成的關(guān)系

在大氣的水平輻合輻散的分布中，有時(shí)下層輻合，上層輻散；有時(shí)下層輻散，上層輻合。從圖3可見，當(dāng)對(duì)流層上層有水平輻合、下層有水平輻散的區(qū)域會(huì)引致下沉運(yùn)動(dòng)，下沉的空氣會(huì)帶來晴天；反之，則會(huì)出現(xiàn)上升運(yùn)動(dòng)，形成云層甚至下雨。

水平散度

降水形成的條件之一是水汽在降水區(qū)輻合上升，在上升中絕熱膨脹冷卻凝結(jié)成云。當(dāng)水汽由源地輸送到某地區(qū)時(shí)，必須有水汽在該地區(qū)水平輻合。水汽水平輻合就是水平輸送進(jìn)該地區(qū)的水汽，大于水汽輸送出該地區(qū)的水汽，反之即為水汽的水平輻散。在單位體積內(nèi)，水汽水平輻合輻散的大小用水平水汽通量散度來表示。

水平散度