Geopotensiell høyde

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk

Geopotensiell høyde er et vertikalt mål på høyden over gjennomsnittlig havnivå der en bruker variasjonen av gravitasjonen med breddegrad og høyde i stedet for geometrisk høyde som er høyden i meter over havet. Vanligvis bruker man geopotensiell høyde om høyden mellom overflaten og opp til et visst trykknivå.

I den geometriske høyden h er geopotensialet definert som

\Phi = \int_0^h g(\phi,z)\,dz\, ,

der g(\phi,z) er tyngdeaksellerasjonen, \phi er breddegraden og z den geometriske høyden.

Altså er dette den potensielle energien per masse i dette nivået. Den geopotensielle høyden er

{Z_g} = \frac{\Phi}{g_{0}}\,,

der g_0 er standard tyngdeaksellerasjon ved gjennomsnittlig havnivå.

Meteorologer bruker ofte den geopotensielle høyden i stedet for geometrisk høyde, fordi de analytiske utregningene ofte blir enklere. For eksempel kan de primitive ligningene, som numeriske værmodeller løser, uttrykkes lettere ved å bruke geopotensiell høyde i stedet for geometrisk høyde. Ved å bruke geopotensiell høyde fjerner man sentrifugalkrefter og lufttetthet (som er vanskeleg å måle) i ligningene.

Et plott av geopotensiell høyde for et enkelt trykknivå viser tråg og rygger, høytrykk og lavtrykk. Den geopotensielle tykkelsen mellom to trykknivå – for eksempel forskjellen i den geopotensielle høyden mellom 850 hPa og 1000 hPa – er proporsjonal til den gjennomsnittlige virtuelle temperaturen i laget. Man kan bruke geopotensielle høydekoter til å regne ut den geostrofiske vinden, som er sterkere der kotene ligger nærmere.