描述

散度（divergence）可用于表征空間各點矢量場發(fā)散的強弱程度。物理上，散度的意義是場的有源性。當散度大于零時，表示該點有散發(fā)通量的正源（發(fā)散源）；當散度小于零時，表示該點有吸收通量的負源（洞或匯）；當散度等于零時，表示該點無源。

簡單地說，流體在運動中集中的區(qū)域為輻合，運動中發(fā)散的區(qū)域為輻散。散度值為負時為輻合，此時有利于氣旋等對流天氣系統(tǒng)的發(fā)展和增強；為正時表示輻散，有利于反氣旋等天氣系統(tǒng)的發(fā)展。往往，氣象學中應(yīng)用最多的是風速的“水平散度”。

水平散度，是指空氣在單位時間內(nèi)、單位面積上的膨脹量（相對膨脹率），亦表征空間各點在水平方向上發(fā)散的強弱程度。分布在不同地點的空氣的移動方向常常是不一致的。有時移動方向相同而速度快慢不同，有時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。

水平散度的表達式為：

其中，

是x軸方向的風速大小，

是y軸方向的風速大小。一般來說，x軸表示緯圈切線方向(自西向東為正)，y軸表示經(jīng)圈切線方向(自南向北為正)。單位為

。

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

水平散度

圖1 水平輻散

圖2中，左圖和中間圖表示各點空氣都向著同一條線或一點匯合，右圖表示前方空氣移動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

圖2 水平輻合

與降水形成的關(guān)系

在大氣的水平輻合輻散的分布中，有時下層輻合，上層輻散；有時下層輻散，上層輻合。從圖3可見，當對流層上層有水平輻合、下層有水平輻散的區(qū)域會引致下沉運動，下沉的空氣會帶來晴天；反之，則會出現(xiàn)上升運動，形成云層甚至下雨。

水平散度

圖3 水平氣流的輻合輻散和垂直運動的相互關(guān)系

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。當水汽由源地輸送到某地區(qū)時，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

圖3 850 hPa水汽水平散度