渦位
一般的に、渦位は次の式により表される。
P V = 1 ρ ζ . ∇ θ {\displaystyle {\rm {PV}}={\frac {1}{\rho }}\,\zeta \,.\nabla \theta }
構文解析に失敗 (SVG(ブラウザのプラグインで MathML を有効にすることができます): サーバー「http://localhost:6011/ja.wikipedia.org/v1/」から無効な応答 ("Math extension cannot connect to Restbase."):): \rho は流体の密度、 ζ {\displaystyle \zeta } は絶対渦度、 ∇ θ {\displaystyle \nabla \theta } は温位勾配である。熱力学の第一法則と運動量保存の法則から、この式の渦位(PV)を変化させうる要素は、非断熱過程に伴い出入りする潜熱や摩擦によるエネルギーに限られることが分かる。この保存は、慣性と同じものである。
フィギュアスケートの例を挙げると分かりやすい。スピンをしている人が腕を広げると遅くなり、腕を曲げて縮まると速くなるが、回転している空気塊にも同様のことが起きる。空気塊の場合には、発散して回転速度が落ちると同時に空気塊は太くなり(軸に沿った長さが短くなり、直径が大きくなる)、収束して速度が増すと同時に細長くなる。