La ecuación de la vorticidad cuasigeostrófica constituye un método para predecir la vorticidad geostrófica a escala sinóptica en las latitudes medias. En ausencia de procesos diabáticos, implica que la vorticidad geostrófica se puede calcular a partir de la advección de la vorticidad geostrófica y el cambio en el movimiento vertical producido por la convergencia. En el ámbito meteorológico, se trata de una potente herramienta conceptual, porque los términos de la ecuación se pueden relacionar fácilmente con propiedades físicas.
Esta es la forma adiabática de la ecuación de la vorticidad cuasigeostrófica:
Esta herramienta de aprendizaje para la ecuación de la vorticidad cuasigeostrófica se basa en un modelo simple de dos niveles de la atmósfera en las latitudes medias y en los métodos descritos en las páginas 268 a 275 de Mid-latitude Weather Systems, por T. N. Carlson, y las páginas 166 a 170 de Introducción a la meteorología dinámica, por J. Holton.
Esta aplicación permite interpretar visualmente los términos matemáticos de la ecuación.
El término de la izquierda representa el cambio en la vorticidad geostrófica con el tiempo.
El primer término de la derecha representa la advección de la vorticidad absoluta producida por el viento geostrófico.
El segundo término de la derecha corresponde al estiramiento de la vorticidad planetaria.
La distribución de la altura en el nivel de 1000 hPa, que se especifica, es sinusoidal en los ejes x e y. Esto representa un tren de ondas ideal de sistemas circulares de altas y bajas presiones con una longitud de onda de 4000 km.
La distribución térmica se representa mediante el espesor de la capa de 1000-500 hPa, en la cual se supone que la dirección de las isotermas sea constante con la altura. El usuario puede especificar un patrón de espesor zonal o un patrón de espesor sinusoidal cuya posición respecto del patrón de 1000 hPa se puede cambiar.
La distribución de la altura en 500 hPa viene determinada por la altura en 1000 hPa y por el espesor de la capa de 1000-500 hPa.
La distribución de la vorticidad cambia en función de la variación entre la altura en 1000 hPa y el espesor de los campos de 1000-500 hPa elegidos por el usuario.
El impacto de cada uno de los términos de forzamiento del lado derecho de la ecuación se puede visualizar individualmente y cada uno se puede superponer de forma independiente para evaluar su contribución a la vorticidad con el tiempo.
La herramienta de aprendizaje supone que tanto la altura en 500 hPa como el espesor de la capa de 1000-500 hPa se comportan como ondas sinusoidales. El patrón de vorticidad se intensifica o se debilita de acuerdo con la relación de fase que se establezca entre los patrones de altura en 500 hPa y el espesor de la capa de 1000-500 hPa. Explore la relación entre la altura en 500 hPa, el espesor de la capa de 1000-500 hPa y la vorticidad.