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Gradient


 英文名詞  中文名詞   分類號
Gradient 梯度 M0000
1.一函數之空間遞減率。一函數在三因次之梯度為垂直於該函數定值面,並指減低數值之向量,其大小等於該函數在此方向之低減率。一函數f 之梯度用- ▽f (較早之文獻中並無負號) 代表,為其本身之時間與空間函數。「升梯度」(Ascendent) 為梯度之負值。
在笛卡兒(Cartesian) 坐標中,梯度之表示法為: - ▽f=-( (δf/δx) i + (δf/δy) j + (δf/δz) k)
2.常任意指一水平氣壓場上梯度或升梯度之大小 (即不顧及其符號) 。
Gradient current 梯度海流 M0000
在海洋學中,係指與海洋上水平向氣壓梯度相偕之海流,由質量分佈而產生之氣壓力與地球自轉產生之偏向力平衡情況決定之。梯度海流相當於氣象學中之地轉風。 在實用上,密度之分佈係由若干位置各深度之鹽度與溫度測量決定之。據此即可計算某
一等壓面對其他任一等壓面之重力位等高圖 (Geopotential topography)之關係,而水平氣壓梯度可用等壓面之重力位坡度表示之。如此可得「相對梯度流」,相當於氣象學中之溫度風。假定已知一等壓面為平面,則參照此面即可計算得任何其他面之絕對重力位高度,且因
此可以得到「絕對梯度海流」。當無等壓面為平面時,則「總梯度海流」包含由於密度分佈之「相對梯度海流」及由於非密度分佈所致之等壓面傾斜部份「傾斜流」。
Gradient flow 梯度流 M0000
水平向無摩擦之氣流,其等壓線與氣流線相吻合,或切線加速度各處均為零。如此則正交各力 (氣壓力、偏向力、離心力) 之平衡可由梯度風方程式表示之。梯度流之重要特殊情況為:地轉流(Grostrophic flow)、慣性流 (Inertial flow)、旋轉流(Cyclostrophic flo
w), 其中兩種正交力佔優勢,超過第三種力。
Gradient wind 梯度風 M0000
所討論之點上,切於定壓面之等高線 (或一重力位面之等壓線) 之任何水平風速。此種點上之風屬於梯度風,偏向力加速度與離心力加速度二者正與水平氣壓力相平衡: Vgr(平方)/R + f Vgr=-g δz/δn
式中Vgr 為梯度風速,R 為路徑之曲率半徑,f 為偏向力參數,g 為重力加速度,z 為定壓面之高度,n 為垂直於流線與等高線趨於高度遞減之方向,亦即在北半球為氣流之左方
, 南半球為氣流之右方。由於氣旋型氣流R 大於0, 反氣旋型氣流R 小於0, 因此,同一緯度及大氣壓力下,氣旋型之梯度風速小於 (反氣旋型氣流則大於) 地轉風速。 在代表近似真實之風方面,梯度風已較地轉風有顯著之進步,現已製成多種圖解以便計
算,主要之困難在於從兩張連續之流線圖中估計一氣塊路徑之瞬間曲度。
Grains of ice 冰粒 M0000
冰珠(Ice pellets) 或霙(Sleet) 之英國名稱。但「霙」在英國之意義與在美國不同。
Grand Vent 葛朗風
Graphing board 繪圖板 M0000
用以填入得自測風氣球觀測(Pilot-balloon observation) 資料之圖板。板之垂直標度 (刻在一金屬板上) 為一高度標尺,指示氣球在飛行中每分鐘末之假設高度。水平標度刻在一可移動之T 字尺上,經校正為方向及速率之單位。其所得結果為風速及風向對高度之曲線
Grashof number 革拉秀夫數 M
Grashof number (Gr.) 格粒霍夫數 M0000
熱傳導學說中所使用的一無因次參數,其定義為: Gr=L**3g[(T1-T0)/ (ν**2)T0],
式中L 代表長度,T1及T0代表溫度,g 為重力加速度,ν為動力黏滯系數。在研究對流時,格粒霍夫數與「雷諾數」(Reynolds number) 及「普蘭特數」(Prandtl number)同時使用。
Grass 草波 M0000
在雷達名詞上,乃指出現在「調輻指示器」(Amplitude-modulated indicators)上之「雜波」 (Noise)。雜波在沿指示器基線上產生小而不規則的偏轉現象。
Grass minimim 最低草溫 M0000
曝露在一空曠場所,其球部置放短草頂部之最低溫度表所測得之最低溫度。
Grass temperature 草溫 M0000
一溫度表,其球部置於在短草之頂端紀錄所得之溫度。
Gravitation(或Force 萬有引力 M0000
兩質量相互吸引而產生之加速度,其方向在連接兩質量中心之線上,其大小與兩質量中心距離之平方成反比。單位質量上加速度之大小為G(m/r 平方), 其中m 為吸引物體之質量, r 為兩質量中心間之距離,G 為牛頓「萬有引力常數」,等於(6.670±0.005)x 10(-8 方
) 公分3/克/ 秒2 。 以地球萬有引力場之質量而言,m 為地球之質量,等於 5.975x10(27方) 克。但地球及大氣之旋轉,修正此場而產生「重力」(Gravity) 場。
Gravitational instab 重力不穩定 M0000
一系統中之靜力不穩定,其中「浮揚力」(Buoyancy)或低減之重力為對位移唯一之恢復力。一般而論,一流體密度之「環境直減率」(Environmental lapse rate)大於其「過程直減率」(Process lapse rate)時方為重力不穩定。對一不可壓縮之流體而言,需要密度隨高
度而增加;對大氣而言,假定為絕熱上升時,所需要之直減率 (溫度) 將大於絕熱直減率。
Gravitational potent 引力位 M0000
由於質量點間吸引而與萬有引力相偕之位,此質量點即為地心與空中之一質點。此引力位φa 之梯度等於地球作用於一單位質量之質點上。吸引力之向量力ga為: ga=-▽φa
式中▽為三因次之運算因子。由於引力指向地球中心,故等位面為球面。引力位與萬有引力相偕,不可與重力位之與重力相偕者混淆。後者等於前者加上由於地球自轉而產生之離心力。
Gravitational tide 引力潮 M0000
由於太陽或月亮之吸引力而產生之一種「大氣潮」(Atmospheric tide)。半日之太陽大氣潮係屬部份引力性者,半日之太陰大氣潮則為全部引力性者。 ☆見:「熱力潮」(Thermal tide), 「起潮力」(Tide producing force)。
Gravity (或Force of 重力 M0000
對地球而言屬一靜止質量之力。由於地球係在自轉中,故觀測所得之重力為引力及自轉所生離心力之合力。其方向垂直於海平面及其重力位面。海平面之重力大小,係自兩極 (該處離心力為零) 向赤道 (該處離心力最大,但方向與引力相反) 遞減。此差數因地球之形狀
而更明顯,蓋地球近乎為一旋轉之扁圓體,在兩極處稍扁平。再者,由於地球質量分佈之不對稱,重力並非極精確地指向地心。 單位質量之重力大小 (重力加速度) g, 在任何緯度φ及在自由大氣中高出海平面之任
何幾何高度z(公尺) 均可據以下經驗公式決定: g=g φ-(3.085462 x10(-4 方)+2.27x10(-7方) cos 2 φ)z +(7.254x 10(-11 方)+1.0x10(-13方)cos2 φ)z (平方)
-(1.517 x 10(-17方)+6x 10(-20 方) cos2φ)z (立方)(cm/sec平方) 式中g φ=980.6106(1-0.0026373 cos2φ+0.0000059 cos平方2 φ) 為緯度φ重力 (公
分/ 秒平方) 之海平面值。此式表示重力隨高度或緯度之變化極少。因此對概略之計算,可採用一常數980 公分/ 秒平方。除此種重力數值之變動外,地球表面之地形及地面以下之質量分佈具有更為局部變化之控制作用。此重力數值通常稱為:「重力」(Gravity) 、「重力
加速度」(Acceleration of gravity) 、或「視重力」(Apparent gravity)。 ☆見:「重力位高度」(Geopotential height)
Gravity wave 重力波 01 M0000
亦稱引力波(Gravitational wave) 一種波動,內中浮揚力(Buoyancy) (或減少之重力Reduced gravity) 作為氣塊自流體靜力平衡 (Hydrostatic equilibrium)中位移之恢復力。在波之運動中,位能與動能間具有
直接之反覆轉換。 純重力波對具有靜力穩定之流體系統屬於穩定。此種靜力穩定可為 (a)集中在一中間面, 或(b) 沿重力軸連續分佈。此兩種型式分別說明如下:
[a] 產生在中間面上之波與表面波(Surface wave)相似,在中間面上具有最大之波幅。「平面重力波」(Plane gravity wave)之特性為擁有一對波,二者以相反方向對流體本身相等速度移動。上方流體密度為零之情況下,中間面為一自由面,兩重力波之移動速度為:
C=U ±((gL/2 π) tan h (2πH/L))**(1/2) 式中U 為流體之流速,g 為重力加速度,L 為波長, H為流體之深度。於「深水波」(Deep-water waves) (或「史托克斯波」Stokesian waves)或「短波」(Short waves), H >
>L 而波速減至 C=U ±√((gL)/(2π)) 於淺水波(Shallow-water waves)(或「拉格蘭琴波」(Lagrangian waves)或「長波」(L
ongwaves))H <<L, 而 C=U ±√(gH) 在洋面上或中間面上所有之波均屬重力波,因為波長大於約一吋者,水之表面張力即可
略而不計。
Gravity wave 重力波 02 M0000
亦稱引力波(Gravitational wave) [b] 不均勻流體 (例如大氣), 具有由成層作用所引起之靜力穩定,層內「環境直減率」(Environmental lapse rate) 小於「過程直減率」(Process lapse rate)。大氣可支持
較短之內重力波及較長之外重力波。例如:短波 (約10公里) 偕背風波(Lee waves) 及浪波(Billowwaves) 。此種波具有垂直加速度,此在垂直之紛擾運動方程式中不能略去。長重力波對大氣以±√(gH)之相對速度移動,其中H 為相當於均勻大氣之高度,具有較小之垂直加
速度, 因而與「類似流體靜力近似值」(Quasi-hydrostatic approximation) 相吻合。但無論何種重力波,水平輻散均不能忽視。以氣象目的言,任何一種皆非所需之解答,例如數值預報可以由對水平輻散之大小作若干限制而予以消除。
上項討論係根據「小擾盪」(Small perturbations) 之方法。在某些水波之特種情況,例如「格斯脫納波」(Gerstner waves)或「孤立波」(Solitary wave, 則具有限波幅波動之原理。
Gravity wave(亦稱Gra 重力波(亦稱引力波)01 M0000
一種波動,內中浮揚力(Buoyancy) (或減少之重力Reduced gravity) 作為氣塊自流體靜力平衡 (Hydrostatic equilibrium)中位移之恢復力。在波之運動中,位能與動能間具有直接之反覆轉換。
純重力波對具有靜力穩定之流體系統屬於穩定。此種靜力穩定可為 (a)集中在一中間面, 或(b) 沿重力軸連續分佈。此兩種型式分別說明如下: [a] 產生在中間面上之波與表面波(Surface wave)相似,在中間面上具有最大之波幅。
「平面重力波」(Plane gravity wave)之特性為擁有一對波,二者以相反方向對流體本身相等速度移動。上方流體密度為零之情況下,中間面為一自由面,兩重力波之移動速度為: C=U ±((gL/2 π) tan h (2πH/L))**(1/2)
式中U 為流體之流速,g 為重力加速度,L 為波長, H為流體之深度。於「深水波」(Deep-water waves) (或「史托克斯波」Stokesian waves)或「短波」(Short waves), H >
>L 而波速減至 C=U ±√((gL)/(2π))
Gravity wave(亦稱Gra 重力波(亦稱引力波)02 M0000
於淺水波(Shallow-water waves)(或「拉格蘭琴波」(Lagrangian waves)或「長波」(Longwaves))H <<L, 而 C=U ±√(gH)
在洋面上或中間面上所有之波均屬重力波,因為波長大於約一吋者,水之表面張力即可略而不計。
[b] 不均勻流體 (例如大氣), 具有由成層作用所引起之靜力穩定,層內「環境直減率
Gravity wind 重力風 M0000
(或亦稱傾瀉風,下坡風; Drainage wind, Katabatic wind) 沿坡向下吹之風 (或由此產生之一分風), 由於近坡處空氣之密度大於水平向離坡若干距離處之空氣密度所致。
此名詞通常用於當沿斜坡之地面冷卻產生密度差時,正如山風之情況。另一方面,瀑風(Fall winds)係規模較大之現象,諸如冷空氣自一較高之內陸流向鄰接較暖之海岸。此兩名詞有時作為同義詞。
☆見:「下坡風」(Katabatic wind)
Gray body 灰體 M0000
一假設之「物體」,對所有電磁輻射能吸收其某固定部份 (介於0 與1 之間), 此一部份之吸收率(Absorptivity)與波長無關。如此則「灰體」代表一吸收面,其特性介於一「白體」與一「黑體」之間。自然界並無此種物質存在。
Gray code 格雷碼;二進制碼 M
Great Basin high 大盆地高壓
Great Red Spot 大紅斑
Green sky 綠天 M0000
天空之局部顯示淡綠色,水手認為將是風或雨之徵兆,有時為一熱帶氣旋之徵兆。
Green snow 綠雪 M0000
表面雪中因有某種顯微鏡下始能發現之海藻 (冰中浮游生物Cryoplankton) 生長,而成為一淺綠色之雪面。
Green sun 綠日 M0000
大氣中因存在大量特種微粒物質,對陽光中藍色及紅色波長之光線作選擇性消除遠較綠色為多,因而產生之一種現象。月光也可產生類似之影響。由於懸浮膠體質點之大小不等,觀測得之顏色範圍可自橙色經綠色而至紫色,過去曾報出有多次所謂「藍日」之現象。
外在質點改變太陽色澤之光學過程,迄今尚未澈底瞭解,但一般都認為主要由於「選擇性散射」(Selective scattering)之故。 ☆參閱:Wexler, H. "The Great Smoke Pall-September 24-30, 1950", Weatherwise
,3: 1950, No. 6, pp. 129-134。
Green's function 格林函數
Green's function(Inf 格林函數 (影響涵數) M0000
一函數,為某一特定區域中一齊次微分方程之已知解答,可予以一般化 (如方程為線性時) 以滿足已知之邊界或初值條件,或滿足一非齊次微分方程。故此亦為「傅立葉變換」(Fourier transform) 或「拉普拉斯變換」(Laplace transform) 之代替方法,可應用於甚多
相同之問題。格林函數法係取一基本解答,並給予每一點權重。例如,在邊界上則依據該處已知邊界條件之值,傅立葉法係分析全部邊界條件為波之分力,故給予每一波之權重或波幅。而後此兩法均用加法或積分求得最後之解答。
Green's theorem 格林定理 M0000
「輻散定理」(Divergence theorem)之一種形式,用於向量場,使產生一項公式,俾對應用求解「邊界值問題」(Boundary value problem)之「格林函數」(Green's function)法 有所幫助。
該定理之最普通形式為: ∫v(φ▽**2 ψ- ψ▽**2 φ)dV=∮s(φ (δψ/ δn)- ψ (δφ/ δn))dS,
式中dv與ds為容積V 與其所包圍封閉表面S 之單元,n 為向外垂直於表面S 之法線,▽**2 為拉普拉斯算子。
Greenhouse effect 溫室效應(花房效應) M0000
大氣 (主要為水汽) 因具有吸收並再放射紅外線輻射之功能,而予地球以加熱效應。詳細言之: 較短波長之日射幾全部穿透大氣為地面所吸收。隨後地面以長波 (紅外) 地射(Terrestrial radiation )之方式再放射,內中一部份為大氣所吸收,而後再放射。另一部份
向下放射返回地面 (反輻射Counterradiation) 。 全球之平均地面溫度14℃,與太陽至地球平均距離之黑體輻射平衡所需平均溫度相比較, 幾高出40℃。欲明瞭溫室效應之觀念,必須切實注意:另加增暖主要來自大氣中之反輻射
。此種情況下,溫室玻璃窗之作用在維持較高之花房溫度方面,確實與大氣相類似,因而獲得此名稱。
Greenland anticyclon 格陵蘭反氣旋
Greenland high 格陵蘭高壓
Grid nephoscope 格狀測雲器 M0000
按照下述方式構成之一種「直視測雲器」(Directvision nephoscope) 。一垂直柱之末端裝有水平向之條格,使繞垂直軸自由旋轉。觀測員旋轉條格,並調整位置,使觀測雲沿條格之主軸移動,條格所取之方位角即為雲向。
Gross-austausch 大 (規模) 交換 M0000
由於中緯度移動性之大規模擾動所造成全球性氣團特性之交換與所偕動量與能量之輸送。 為大氣環流被視為一大規模亂流過程時,則氣旋與反氣旋群可認為重疊於平均緯流風上
之渦流。「混合長度」(Mixing length)(即此等移動性渦流維持其原始環流特性之平均距離) 約為 10**8厘米。亂流質量交換係數或「交換係數」(Exchange coefficient)之大小在10**8 至10**6 克/ 公分秒之間。此係數為大規模交換過程強度之一種計量,故亦為大氣環流
強度之計量 (試比較小規模亂流大約為10**2 克/ 公分秒之數值) 。就以往所得之結果而言, 亂流觀念是否能有價值地用於大規模型式之大氣殊值懷疑。 ☆參考:Haurwitz, B., Dynamic Meteorolgy, 1941, pp. 265-267 。
Grosswetterlage 大天氣型 M0000
「某一時間內之 (海平面) 平均氣壓分佈,該時間之某一環流區域內,停留性 (導流) 氣旋與反氣旋以及導引氣流之位置主要均保持不變。」(Baur, F., Compendium of Meteorology,1951, p. 825)。故「大天氣型」(Grosswetterlage) 即表示某種大範圍環流型式,與
某種特殊「長波」(Long wave) 型近似同義。
Ground check 地面校正 M0000
1. (亦稱基線校正Baseline check) 施放無線電探空儀前之一步驟,以獲得無線電探空儀系統之溫度及濕度訂正數。 2.實施空中試驗,在其離地面前之任何儀器校驗。
Ground clutter 地面雜波 M0000
由雷達附近地面固定目標所生之「回波」(Echoes)圖型。此類圖型可遮擋或混淆在固定目標附近之活動或降水目標之回波。 地面雜波在「超折射」(Superrefraction) 情況下,可大為增多。將天線高出水平面,
可減小地面雜波之範圍。 ☆比較:「琠w回波」(Permanent echo), 「回波返射」(Back echo reflection)。
Ground fallout plot 地面落塵圖 M0000
在一「放射性落塵圖」(Radioactive fallout plot)內,繪出當地落塵隨後各小時末所傳播之近似距離,用時間線表示之。此種線係以放射性物質之降落速率及物質降落穿過氣層之平均風向量 (落塵風Fallout wind) 決定之。
Ground fog 低霧 M0000
1.根據氣象觀測實務,指掩蔽天空不足十分之六,且不能伸至其上任何雲底之霧。 ☆比較:「淺霧」(Shallow fog) 2.見:「輻射霧」(Radiation fog)
Ground frost 地面霜 M0000
1.在英國係指一種傷害植物之冰凍狀態,亦即球部正好在草面上之最低溫度表紀錄得溫度 (草溫) 在30.4℉或以下之情況。 ☆見:「霜」(Frost)
2.見「凍地」(Frozen ground)
Ground streamer 地閃流 M0000
向上進行之高密度游子柱 (閃流Streamer), 自地面一點上升,閃電放電開始時步進導流(Stepped leader)即向此點下降。 地閃流常在地面以上大約五十呎處與步進導流相結合,此後回閃流 (Return streamer)
之巨浪即告開始。地閃流之出現乃由於下降中,步進導流之下直接建立極高電強度之故。地內電荷因步進導流之感應作用而自各方移入,最後在一突然爆發中,地閃流向上發射,常放出一明亮之環形放電(Corona discharge)密接地面。若干情況下,在下降導流下之區域內常
有數個地閃流向上射出,但通常僅有一個與導流相接觸。肉眼不可能看到如此快速動作,辨認出地閃流之上升正好在回閃流開始之先,但高速照相顯示此現象則極為普通。
Ground visibility 地面能見度 2 M0000
(Surface visibility) 在航空術語中,指地面上觀測得之水平向「能見度」(Visibility), 即「塔臺能見度」(Control-tower visibility)。
Ground-check chamber 地面校驗箱 M0000
用以校驗無線電探空儀設備中感應部份之箱。箱中裝有熱源及水汽來源,加以測定溫度、濕度、及氣壓之儀器。另有一具由馬達轉動之風扇以保持空氣在箱內之環流。
Ground-controlled ap 地面管制進近 M0000
(通常簡稱GCA) 由地面上一管制員精確控制飛機進場落地之一種體系。精確進場雷達用以看到飛機,雷達員告知飛行員如何降落,指示其位置,並建議如何修正,以保持完善之進場。現時GCA 為
一全天候機場必需之設備。倘能操作完善,雖雲冪高度及能見度為零亦能保證安全落地,但為保持安全起見,所有設備幾均事先定有GCA 最低值。
Ground-to-cloud disc 地對雲放電 M0000
一閃電放電過程,其原來之閃流(Streamer)過程自若干地面物開始向上;相反者為更常見之雲對地放電。 地對雲放電在緊靠極高建築物附近最為常見,該項建築與地為「等位」 (Equipotentia
l), 在其最高點建立極強之電場強度,因而觸發閃流。
Group velocity 群速度 M0000
整體波形擾動之速度,亦即全部「簡諧波」(Simple harmonic waves) 群之速度。群速度G 與個別簡諧波波長L 之「相速度」(Phase speed)C關係可藉「頻率公式」(Frequency equation) 表出:
G=C-L(dC/dL), 故相速度C 僅在非擴散波情形下才等於群速度。亦即 dC/dL=0。 群速度觀念之重要性係在擾動氣流能量在某種意義上,係以此速度傳播。葉篤正氏曾對
若干簡單大氣模式之群速度加以研究 (參閱"On energy dispersion in the atmosphere"J. Meteor., 6: 1949, pp. 1-16)。 對水面波而言,「深水波」(Deep-water wave) 之群速度係等於波群中個別波動速度之
半;對「淺水波」(Shallow-water wave)而言,群速度與相速度同。
Growing season 生長季 M0000
一般而論,係指一年內耕種植物之溫度 (即植物小氣候之溫度) 保持足夠溫暖能容許作物成長之時期。 此對農業氣候學為一重要之觀念,但其間極為含混而複雜。目前,此時季 (生長季之平
均長度) 最普通之決定法,係採用春季最終殺霜 (見「霜」Frost) 與秋季第一次殺霜平均日期間之日數。由於所謂「殺霜」缺少一種嚴正而實用之意義 (及決定方法), 因而限制此種測定之科學用途。為提供若干經濟上之重要性,「有效生長季」之定義為生長季之長度佔
一年中百分之80或90者。另一種測定法係以「無霜季」(Frost-free season) 之定義,即春季最後出現32℉及秋季最早出現32℉間之時距,此可確實觀測,但與當地小氣候之關係則變化不定,且此法不考慮植物種類之差別。第四種決定為「植物期」(Vegetation period) 或
「植物季」 (Vegetation season), 試圖允許較大之小氣候溫度變差及低溫所致之一般生長延緩,其意義為前後出現42℉ (或41℉或43℉) 溫度中間之夏季期限。以上任何一種均為生長季長度之一種「指數」,而非直接測定。
基本上,此「生長季」 (及「殺霜」) 必須用生物學而非用氣象學下定義,必須考慮詳細之小氣候,作物對霜之抵抗,溫度與生長率之關係,以及可能之其他因子。