שקע טופוגרפי

התמתחות של עמודת אוויר בציר הגובה גוררת התכנסות של אוויר פנימה במישור האופקי.

שקע טופוגרפי (באנגלית: Lee Trough) במטאורולוגיה דינמית הוא סוג של שקע ברומטרי המתהווה כאשר רוח מנשבת במורד הר או מכשול טופוגרפי משמעותי אחר. שקע כזה מכונה גם שקע חסי משום שהוא מתהווה בסמוך לצלע ההר האחורית ביחס לכיוון נשיבת הרוח; הוא "חוסה בצדו האחורי" של ההר. דוגמאות בולטות לכך כוללות את השקעים הברומטריים הנצפים בעקביות במורד הצד המזרחי של הרי הרוקי בארצות הברית.

היווצרותו של שקע טופוגרפי נובעת מעקרון מטאורולוגי המכונה "חוק שימור הערבוליות הפוטנציאלית", הקובע בין היתר כי שכבת אוויר המשנה את עובייה חייבת לשנות את הערבוליות הכוללת שלה. ערבוליותו הכוללת של גוש אוויר מורכבת מערבוליות "טבעית" (כלומר המתקיימת גם כאשר הגוש נייח) הנובעת מסיבוב כדור הארץ סביב צירו ומכומתת בפרמטר קוריוליס המקומי $f$, ומערבוליות מורגשת הנדמית כסחרור של האוויר סביב אזור של לחץ נמוך ומכומתת במדד הציקלוניות של הזרימה $w$. עבור שכבת אוויר בעובי $H$, עקרון שימור הערבוליות הפוטנציאלית קובע שהגודל:

$PV={\frac {f+w}{H}}$

נשמר בהיעדר אפקטים חיצוניים כמו חיכוך עם הקרקע או חימום לא אדיאבטי. במקרה של רוח הנושבת במורד הר, האוויר הסמוך לפני ההר נאלץ לעקוב אחר התוואי הטופוגרפי של ההר, בעוד שהאוויר המצוי בגובה משמעותי מעל ההר כמעט ולא מושפע מנוכחותו של ההר. כתוצאה, שכבת האוויר גדלה בעוביה, ומכיוון שפרמטר קוריוליס אינו משתנה בזמן (בהנחה שהזרימה אינה מתפרשת על קווי רוחב רבים מדי), מדד הציקלוניות $w$ חייב לגדול על מנת לשמר את הערבוליות הפוטנציאלית. באופן שקול ניתן להסתכל על אלמנט זורם שהוא עמודת אוויר צרה העוקבת אחר תוואי ההר; כאשר גובה העמודה גדל, שטח בסיסה חייב לקטון - ומחוק שימור התנע הזוויתי נובע שהמהירות הזוויתית של סחרור העמודה סביב צירה חייב לגדול. על אף שהתייחסנו רק לערבוליות העמודה סביב צירה, משפט סטוקס מבטיח שסחרור עצמי של הרבה עמודות כאלה שקול להתפתחות סירקולציה כוללת המאפיינת מערכות של לחץ נמוך.

עקרון שימור הערבוליות הפוטנציאלית מסביר גם מדוע בחצי הכדור הצפוני, שקעים ברומטריים המצפינים נוטים להיחלש ואלו המדרימים נוטים להעמיק; כאן עובי שכבת האוויר קבוע בקירוב, והגורם המשפיע הוא התחלופה בין ערבוליות טבעית (פרמטר קוריוליס $f$) וערבוליות מורגשת (הציקלוניות $w$).

ראו גם

• שקע ברומטרי

הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0

28177149שקע טופוגרפי