Что влияет на скорость ветра

Что такое ветер

Причины образования

Ни для кого не секрет, что ветер существует. Однако почему в некоторые дни ветра нет, в некоторые дни он слабый, в некоторые дни сильный, а в некоторые дни случаются настоящий ураган? Причина заключается в разном прогревании различных регионов суши, вследствие чего в этих регионах наблюдается различное атмосферное давление. Проще всего это показать на примере береговой зоны, где суша всегда нагревается быстрее, чем вода. Как итог воздух над земной поверхностью более горячий и по законам физики, становясь легче, поднимается вверх. Освободившееся место занимает холодный воздух с моря. Если говорить научным языком, то всё это связано напрямую с атмосферным давлением. Воздух всегда движется из области с более высоким атмосферным давлением к области с более низким атмосферным давлением. Если вернуться к примеру выше, то воздух над сушей прогревается быстрее, а значит атмосферное давление падает. Над морем воздух прогревается не так быстро, а значит атмосферное давление падает не так сильно. В результате образуется разброс между показателями. Как только между двумя регионами образуется разница в атмосферном давлении, начинает дуть ветер. Причем, чем сильнее эта разница, тем сильнее ветер.

Чем характеризуется ветер

Скорость

Таблица: шкала Бофорта (сила ветра)

Баллы	Название	Скорость (м/с)	Характеристика
0	Штиль	до 0,2	Дым из труб поднимается прямо вверх
1	Тихий	0,3-1,5	Дым из труб имеет легкий наклон в сторону ветра
2	Легкий	1,6-3,3	Листья на деревьях слабо шевелятся
3	Слабый	3,4-5,4	Листья на деревьях достаточно сильно шевелятся
4	Умеренный	5,5-7,9	С земли поднимаются листья, пыль и другие легкие предметы.
5	Свежий	8-10,7	Тонкие деревья начинают качаться
6	Сильный	10,8-13,8	Толстые деревья начинают качаться
7	Крепкий	13,9-17,1	Сгибает стволы деревьев
8	Очень крепкий	17,2-20,7	На деревьях начинают ломаться ветки
9	Шторм	20,824,4	У домов отлетают трубы и черепица
10	Сильный шторм	24,5-28,4	Даже достаточно крупные деревья вырываются с корнем
11	Жестокий шторм	28,5-32,6	Массовые повреждения
12	Ураган	более 32,7	Массовые разрушения

Скорость ветра всегда измеряется в метрах в секунду. Если говорить о земной поверхности, то чаще всего ветер здесь дует со скоростью до 8 м/с. Для измерения скорости используется анемометр. Этот прибор устанавливается на высоте 2 метра на открытой местности.

Скорость ветра напрямую зависит от разницы атмосферного давления: чем больше разница, тем ветер дует сильнее. Для понимания того, как в географии это условие отрабатывает на практике, рассмотрим ситуацию когда у нас нет данных о скорости, но есть данные об уровне атмосферного давления в разных регионах:

Направление ветра

В географии для определения направления ветра используется прибор флюгер. Главная особенность этого прибора заключается в том, что он устанавливается на открытой местности, и может свободно вращаться на своей оси. В результате, по позиции, которую занимают флюгер можно определить господствующее направление ветра. Обычно флюгер устанавливаются на высоте от 10 до 13 м, и очень важно, чтобы место установки было на открытом пространстве.

Если говорить о направлении, то оно определяется по стороне откуда берет начало ветер. Например, если воздушные массы перемещаются с юга на север, можно говорить о южном ветре. Само по себе направление ветра может дать непосредственное знание о погоде, которая может с этим ветром прийти, а также позволяет метеорологом создавать карту розы ветров, чтобы понимать, какое направление движения ветра и воздушных масс является наиболее вероятным в конкретное время года в конкретном регионе. Роза ветров обычно строятся за месяц или больший период времени, а карта выглядит примерно следующим образом.

В одном из следующих материалов мы поговорим о том, что собой представляет роза ветров более подробно, а сейчас можно сказать только то, что этот график показывает доминирование определенного направления ветра. В данном случае мы видим доминирование северного ветра надо южном.

Типы ветров

Все ветры, которые дуют на Земле, можно разделить на 3 большие категории:

Переменные ветры

Днем вода холодная, а суша достаточно быстро прогревается. Это означает, что над водой атмосферное давление выше, а над сушей ниже. Теплый воздух поднимается, и начинает дуть прохладный ветер с моря.

В ночное время ситуация меняется. На этот раз суша более прохладная, поскольку быстро остывает, а море продолжает сохранять тепло. Следовательно, теплый воздух над морем поднимается вверх и с суши дует прохладный ветерок.

Именно с этим свойством бриза связан тот факт, что раньше, когда корабли были в основном парусными, рыбки выходили на промысел ночью (был попутный ветер В море), а возвращались утром (был попутный ветер С моря).

Все, о чем мы говорили выше, характерно и для муссонов, представляющих собой аналог бриза, но со сменой цикла не 2 раза в сутки, а 2 раза в год. Эти ветра наиболее характерны для азиатского побережья Тихого океана. Летний муссон дует с моря и несет с собой сезон дождей. Зимний муссон, напротив, дует в море. В это время года влага минимальная, поскольку воздушные массы движутся в океан.

Постоянные ветры

Постоянными называются ветры, которые в течение года не меняют своего направления. Примерами таких ветром могут служить:

Местные ветра

Выше уже отмечалось, что во многих источниках бриз называется главным местным ветром. Кроме него к этой категории относятся:

Схема распределения

Значение ветра

Ветер это один из ключевых показателей в формировании климата на нашей планете. Если бы не существовало ветра, то воздушные массы перестали бы осуществлять свое движение, а значит, влажный воздух над океанами не попадал бы на сушу. В результате на нашей планете не было бы дождей. Вернее дожди были бы только над теми местами, где возможно испарение. Также значение ветра, например, можно выразить в его способности очищать воздух над городами. Особенно явно это прослеживается по крупным городам, где в ветреную погоду становится заметно легче дышать.

С давних времен ветер активно используется мореплавателями. В текущей статье мы уже рассматривали пример, почему раньше рыбаки выходили на промысел ночью и возвращались утром. Эти же свойство ветра использовались и мореплавателями, которые совершали географические открытия. Кроме того с давних времен используется ветряная мельница, сегодня же используются ветрогенераторы, которые генерируют из ветра электроэнергию.

Часто ветер являются источником так называемых “шуток”. Этот термин был введён географией в виду не типичных ситуаций, которые можно расценивать не иначе как шутки. Известны случаи, когда над континентальной частью суши выпадали своеобразные дожди. Например, над Данией шёл дождь из рыб в течение 27 минут. Некоторые страны Европы видели дождь из сельди. Однажды был случай, когда в результате урагана в небо поднялись корзины с апельсинами, после чего ветер перенес их на значительное расстояние, и после выпал дождь из апельсинов. Все эти так называемые шутки стали возможными только благодаря наличию ветра.

Источник

От чего зависит сила ветра?

Все любят ветер. Конечно, не тот, который срывает крыши домов и вызывает цунами. Скорее, тот, что легко обдувает нас в жаркий день или свежий морской бриз на лазурном берегу. Я еще в детстве задавал себе вопрос, почему иногда ветер дует очень сильно, а иногда незаметно, от чего это зависит?

Что такое ветер

Корень вопроса о силе ветра лежит в понятии его появления. Ветер возникает от давления в разных слоях нашей атмосферы. На это влияет и температура воздуха, и плотность, и даже то, что Земля вращается, но обо всем по порядку.

От чего же, наконец, зависит сила ветра

Сила прямо пропорционально зависит от температуры слоев Земного шара, которые и влияют на давление, и, соответственно, на скорость воздуха (скорость = сила). Это если очень просто. Если сложнее, то на нее также оказывают воздействие следующие вещи:

Мы привыкли видеть и чувствовать горизонтальный ветер, но существует еще и вертикальный, который, впрочем, во много раз слабее.

Как узнать, с какой силой движется ветер

Чтобы определить направление ветра возле поверхности Земного шара, издавна используют флюгер. Существуют также шары-зонды, с помощью них можно измерять различные характеристики ветра на высоте свыше 30 километров над поверхностью земли.

Вот так достаточно просто объясняется, от чего зависит сила ветра.

Среди моих друзей сложно найти того, кто любит ветер. Подавляющее большинство из них ассоциирует это явление с холодом, промозглым осенним дождем, с серыми тучами и плохим настроением. Но на самом деле, ветер может быть разным. Я по жизни оптимистка и во всем вижу прекрасное, поэтому для меня ветер – это шелест листвы на деревьях, это прохладные порывы воздуха, освежающие в летний зной. Как видно, ветер может быть сильным и жестоким, а может быть легким и ласковым. В том, от чего зависит его сила, я и попробую разобраться.

Почему дует ветер

Я считаю, что сначала нужно уяснить, какие причины вызывают ветер. Он образуется в результате расхождения в показаниях давлений двух участков воздушных масс.

Область, в которой наблюдается большее давление, стремится вытолкнуть от себя воздух в места с давлением пониже. Если выражаться простыми словами, то подобное перемещение воздуха с одного места на другое и вызывает ветер.

От каких факторов зависит сила ветра

Ветра классифицируются по силе. В основе этой классификации лежит шкала Бофорта. Она градуирует ветра от 1 до 12 баллов.

Есть несколько категорий ветров по силе и продолжительности:

Если вы внимательно прочитали, что вызывает ветер, то скорей всего вы уже и сами поняли, что скорость его напрямую зависит от разницы давлений, его вызывающих. Чем этот показатель больше, тем, соответственно, большую скорость будут развивать потоки ветра.

Это был основной фактор, влияющий на скорость. Но имеют право на существование и другие факторы. Один из них – это рельеф местности. Любые возвышенности, будь то просто высокие постройки, высокие деревья, холмы, горы – все это своеобразный барьер, препятствие для воздуха. Этот барьер меняет направление, а значит, и скорость движения воздушных масс.

Сила ветра значительно увеличивается и с увеличением высоты.

Сила ветра также прямо пропорциональна его скорости. С увеличением одной величины возрастает и другая.

Помню, в каком-то мультфильме был такой забавный диалог:

— Откуда берется ветер?

— От того, что качаются деревья.

— Да, но почему качаются деревья?

— Из-за ветра, конечно!

Как вы можете догадаться, на силу ветра влияет то, как сильно качаются деревья, ха-ха. На самом деле нет. Деревья здесь вообще не у дел.

Ветры бурные и ветры нежные

Непосредственно на формирование ветров влияют разные факторы:

Циркуляционные («круговые») воздушные процессы на планете достаточно, хм, запутаны. Вы и сами можете увидеть это на иллюстрации.

Воздух далеко не так невесом, как кажется. Он оказывает давление. И атмосферные давление изменчиво. Вы сами, наверное, слышали в прогнозах погоды: «. а давление сегодня столько-то миллиметров ртутного столба».

Как правило, чем больше разница давлений, тем быстрее ветер. А чем большее количество воздуха перемещается, тем он сильнее.

Давление же во многом зависит от разницы температур, но также влияет и высота местности. В горах давление ниже, чем на уровне моря.

Культура

Переменчивость стихии прекрасно показал Айвазовский в картине «От штиля к урагану».

В художественных произведениях ветер обычно символизирует переменчивость, движение и новизну («новые веяния»).

Однажды я задал дедушке такой вопрос и получил целый рассказ вместо ответа. Поскольку мой дед был моряком, он рассказал мне, как определяют силу ветра моряки. Постараюсь в точности передать то, что услышал в тот день.

От чего зависит сила ветра

Что такое ветер? По сути, это поток воздуха, что движется в горизонтальной плоскости. Но как он образуется? Это происходит вследствие того, что участки поверхности нашей планеты неравномерно прогреваются, тем самым образуя холодный или теплый воздух. Теплый воздух, как известно, устремляется вверх, «приглашая» холодный занять его место и, как следствие, мы наблюдаем ветер. Нужно отметить, что сила его напрямую зависит от скорости, которая в свою очередь зависит от барического градиента — показателя изменения давления. Другими словами, чем больше разница давления между участками, тем больше сила ветра.

Шкала Бофорта

В 1810 году британским моряком Френсисом Бофортом была разработана система классификации, позволяющая оценить скорость и силу ветра. Оценка происходит исходя из того, какое влияние оказывает ветер на наземные объекты или на поверхность моря. Эта классификация получила широкое применение в судоходстве и, несмотря на то, что сейчас чаще всего сила оценивается в метрах в секунду, моряки и по сей день применяют этот метод. Итак, согласно шкале различают следующие ветры:

В 1959 году для того, чтобы различать ураганные ветры по силе, шкала была расширена до 17 пунктов, однако приведенная выше является оптимальной для определения характеристики ветра.

Источник

Скорость и сила ветра

Ветер – это горизонтальное перемещение (поток воздуха параллельно земной поверхности), возникающее в результате неравномерного распределения тепла и атмосферного давления и направленное из зоны высокого давления в зону низкого давления.

Ветер характеризуется скоростью (силой) и направлением. Направление определяется сторонами горизонта, откуда он дует, и измеряется в градусах. Скорость ветра измеряется в метрах в секунду и километрах в час. Сила ветра измеряется в баллах.

Ветер в ботфортах, м/с, км/час

В таблице приведена шкала Бофорта, принятая в 1963 году Всемирной метеорологической организацией.

Сила ветра в баллах по шкале Бофорта

Баллы

Словесное обозначение силы ветра

Скорость ветра, м/с

Скорость ветра км/ч

Действие ветра

на суше

Штиль

Полное отсутствие ветра. Дым поднимается вертикально, листья деревьев неподвижны.

Тихий

Дым слегка отклоняется от вертикального направления, листья деревьев неподвижны

Легкий

Ветер чувствуется лицом, листья временами слабо шелестят, флюгер начинает двигаться,

Слабый

Листья и тонкие ветки деревьев с листвой непрерывно колеблются, колышутся лёгкие флаги. Дым как бы слизывается с верхушки трубы (при скорости более 4 м/сек).

Умеренный

Ветер поднимает пыль, бумажки. Качаются тонкие ветви деревьев и без листвы. Дым перемешивается в воздухе, теряя форму. Это лучший ветер для работы обычного ветрогенератора (при диаметре ветроколеса 3-6 м)

Свежий

Качаются ветки и тонкие стволы деревьев, ветер чувствуется рукой. Вытягивает большие флаги. Свистит в ушах.

Сильный

Качаются толстые сучья деревьев, тонкие деревья гнутся, гудят телеграфные провода, зонтики используются с трудом

Крепкий

Качаются стволы деревьев, гнутся большие ветки, трудно идти против ветра.

Очень
крепкий

Ломаются тонкие и сухие сучья деревьев, говорить на ветру нельзя, идти против ветра очень трудно.

Шторм

Гнутся большие деревья, ломает большие ветки. Ветер срывает черепицу с крыш

Сильный
шторм

На суше бывает редко. Значительные разрушения строений, ветер валит деревья и вырывает их с корнем

Жестокий
шторм

Наблюдается очень редко. Сопровождается большими разрушениями на значительных пространствах.

Ураган

Опустошительные разрушения. Отдельные порывы ветра достигают скорости 50—60 м.сек. Ураган может случиться перед сильной грозой

При возникновении чрезвычайных ситуаций осуществить вызов одной экстренной оперативной службы можно по отдельному номеру любого оператора сотовой связи: это номера 101 (служба пожарной охраны и реагирования на ЧС), 102 (служба полиции), 103 (служба скорой медицинской помощи), 104 (служба газовой сети)

Единый телефон доверия ГУ МЧС России по Оренбургской области

Источник

Что влияет на скорость ветра

Метеорология и климатология развитие науки, географические факторы климата

e-mail:	office@matrixplus.ru tender@matrixplus.ru
icq:	613603564
skype:	matrixplus2012
телефон	+79173107414 +79173107418

г. С аратов

Первый вопрос: Как отмыть лодку от тины и водорослей? Второй вопрос: Чем отмыть яхту от водорослей? Третий вопрос: Где купить эффективное средство для мытья катеров, лодок, яхт?

Влияние трения на скорость и направление ветра

1. Скорость ветра уменьшается вследствие трения настолько, что у земной поверхности (на высоте флюгера) над сушей она примерно вдвое меньше, чем скорость геострофического ветра, рассчитанная для того же барического градиента. Например, в Берлине средняя годовая скорость ветра у земной поверхности 4,8 м/с, а средняя скорость геострофического ветра, вычисленного по приземным барическим градиентам, 9,5 м/с. Над морем скорость действительного ветра составляет около 2/з скорости геострофического ветра.

С высотой сила трения убывает it скорость ветра поэтому возрастает, пока на высоте около 1000 м не станет близкой к скорости геострофического ветра. В Берлине средняя годовая скорость ветра на высоте 1000 м равна 10,2 м/с, т. е. немногим больше, чем приземная скорость геострофического ветра.

2. Сила трения влияет на направление ветра.

Рис. 79. Изобары (1) и линии тока (2) в нижних частях циклона (а) и антициклона (б).

3. Если представить себе равномерное движение воздуха при круговых изобарах и при наличии силы трения, мы придем к аналогичному выводу. И в этом случае сила трения не совпадает по направлению с отклоняющей силой, поэтому сила барического градиента не лежит на одной прямой с отклоняющей силой. Скорость ветра также будет отклоняться от изобар, имея составляющую, направленную по барическому градиенту.

При этом в циклоне, где градиенты направлены от периферии к центру, ветер будет иметь составляющую, направленную к центру. Она присоединяется к составляющей, направленной по изобарам против часовой стрелки. Поэтому в нижних слоях циклона ветер будет дуть против часовой стрелки, оттекая от периферии к центру. В антициклоне же составляющая по изобарам будет направлена по часовой стрелке, к ней присоединяется составляющая, направленная по градиенту наружу, от центра антициклона к периферии. Ветер в нижних слоях антициклона будет дуть по часовой стрелке, одновременно вынося воздух изнутри антициклона к периферии.

Проведя линии тока в нижних слоях циклона, мы увидим, что они представляют собой спирали, закручивающиеся против часовой стрелки и сходящиеся к центру циклона. Центр циклона является для линий тока точкой сходимости. В нижних слоях антициклона линии тока представляют собой спирали, расходящиеся по часовой стрелке от центра антициклона. Последний является для линий тока точкой расходимости (рис. 79).

Понятно, что в южном полушарии спиралеобразные линии тока будут направлены в циклоне по часовой стрелке и в антициклоне- против часовой стрелки. Но составляющая скорости ветра, нормальная к изобарам, будет и там в циклоне направлена внутрь, а в антициклоне наружу.

форсунок в ультразвуковых ваннах и на стендах

Дезинфицирующие средства

широкого применения

для дезинфекции на объектах железнодорожного транспорта, пищевой промышленности, ЛПУ, ветеринарного надзора

Моющие средства

для железнодорожного транспорта, сертифицированные ВНИИЖТ- «Фаворит К» и «Фаворит Щ», внутренняя и наружная замывка вагонов.

Источник

Силы, действующие в атмосфере, и их влияние на ветер

Если бы характер воздушных течений зависел только от термической неоднородности поверхности земли и воздушных масс, то ветер определялся бы горизонтальным градиентом давления и движение воздуха совершалось бы вдоль этого градиента от высокого давления к низкому. При этом скорость ветра была бы обратно пропорциональна расстоянию между линиями одинакового давления, т. е. изобарами. Чем меньше расстояние между изобарами, тем больше градиент давления, а соответственно и скорость ветра.

Сила градиента давления. В теоретической метеорологии силы обычно относятся к единице массы. Поэтому, чтобы выразить силу градиента давления, действующего на единицу массы, следует величину градиента давления разделить на плотность воздуха. Тогда числовое значение силы барического градиента (Г) определится выражением:

где ρ – плотность воздуха, d ρ/ dn – градиент давления.

Под действием силы градиента давления (барического градиента) возникает ветер. Это значит, что если на некотором участке образуется избыток массы воздуха (высокое давление), то должен произойти отток его в область с недостатком воздуха (низкого давления). Этот отток тем сильнее, чем больше разность давления.

Таким образом, основной движущей силой возникновения движения воздуха является барический градиент. Если бы на воздушные частицы действовала только сила барического градиента, то движение их совершалось бы всегда в направлении этого градиента, подобно стоку воды от более высокого уровня к низкому. В действительности этого не происходит.

При крупномасштабных процессах к термической первопричине возникновения воздушных течений присоединяется действие целого ряда других факторов, которые значительно усложняют атмосферную циркуляцию. Поэтому как муссонная, так и междуширотная циркуляция, обусловленная действиями ряда сил и вихревой природой атмосферной циркуляции, осуществляется несравненно сложнее.

Отклоняющая сила вращения Земли. Изменение направления и скорости воздушных течений в первую очередь вызывается отклоняющей силой вращения Земли, или, как обычно называют ее, силой Кориолиса. Возникновение этой силы связано с вращением Земли вокруг своей оси. Под действием силы Кориолиса ветер дует не вдоль градиента давления, т. е. от высокого давления к низкому, а отклоняясь от него в северном полушарии вправо, в южном полушарии — влево.

На схеме (рис. 29, а) наглядно показано, как отклоняющая сила вращения Земли влияет на изменение направления движения воздуха, начавшегося вдоль градиента давления с постепенно возрастающей скоростью. Влияние других сил здесь не учитывается.

где ω — угловая скорость, φ — географическая широта, V — скорость движения.

Ускорение отклоняющей силы вращения Земли измеряется величинами от нуля на экваторе до 2ω V на полюсе.

Геострофический ветер. Простейшим видом движения является прямолинейное и равномерное движение без трения. В метеорологии оно называется геострофическим ветром. Однако такое движение можно допустить лишь теоретически. При геострофическом ветре предполагается, что, кроме силы градиента (Г), на воздух действует лишь отклоняющая сила вращения Земли (А). Когда движение равномерное, то обе эти силы, действуя в противоположные стороны, уравновешиваются и геострофический ветер направляется вдоль изобар (рис. 29, б). При этом низкое давление находится в северном полушарии слева, а в южном полушарии — справа.

При равновесии сил градиента давления и отклоняющей силы вращения Земли их сумма будет равна нулю. Это выражается следующим соотношением:

откуда получим, что скорость геострофического ветра

Отсюда следует, что скорость геострофического ветра прямо пропорциональна величине горизонтального градиента давления. Следовательно, чем гуще изобары на картах давления, тем сильнее ветер. Хотя в действительных условиях атмосферы чисто геострофический ветер почти не наблюдается, однако наблюдения показывают, что на высоте около 1 км и выше движение воздуха происходит приблизительно вдоль изобар, с небольшими отклонениями, вызванными другими причинами. Поэтому в практической работе вместо фактического ветра пользуются и геострофическим ветром. Кроме силы градиента давления и силы Кориолиса, на движение воздуха действуют сила трения и центробежная сила.

Сила трения. Сила трения направлена всегда в сторону, противоположную движению, и пропорциональна скорости. Она, уменьшая скорость воздушных потоков, отклоняет их влево от изобар, и движение происходит не вдоль изобар, а под некоторым углом к ним, от высокого давления к низкому. Посредством турбулентного перемешивания воздуха влияние трения передается в вышележащие слои, приблизительно до 1 км над поверхностью земли.

Влияние трения на направление и скорость движения воздуха изображено на схеме (рис. 30, а). На схеме представлено поле давления и движение воздуха под действием силы градиента давления, отклоняющей силы вращения Земли и трения. Под действием силы Кориолиса движение воздуха происходит не вдоль градиента давления Г, а под прямым углом к нему, т. е. вдоль изобар. Действительный ветер изображен стрелкой В, сила трения Т отклонена от направления ветра несколько в сторону. Сила Кориолиса показана под прямым углом к действительному ветру стрелкой К. Как видим, угол между действительным ветром В и силой трения Т составляет больше 90°, а угол между действительным ветром В и силой градиента давления Г меньше 90°. Так как сила градиента перпендикулярна изобарам, то действительный ветер оказывается отклоненным влево от изобар. Величина угла, составляемого изобарой и направлением действительного ветра, зависит от степени шероховатости земной поверхности. Отклонение происходит влево от изобар обычно под углом 20—30°. Над сушей трение больше, чем над морем, у поверхности земли влияние трения наибольшее, а с высотой оно уменьшается. На высоте около 1 км действие силы трения почти прекращаете.

Центробежная сила. Если изобары криволинейные, т. е. имеют, например, форму эллипса или окружности, то на движение

воздуха оказывает действие центробежная сила. Это сила инерции, которая направлена от центра к периферии по радиусу кривизны траектории движения воздуха. Под действием центробежной силы (в случае отсутствия трения) движение происходит по изобарам. При наличии же трения ветер дует под углом к изобарам в сторону низкого давления. Величина центробежной силы определяется из равенства

где V — скорость движения воздуха (скорость ветра), r — радиус кривизны его траектории.

Если принять, что движение воздуха происходит по окружности, то скорость его в любой точке траектории будет направлена по касательной к окружности (рис. 30, б и в). Как следует из этой схемы, сила Кориолиса (А) направлена (в северном полушарии) под прямым углом по радиусу вправо от скорости ветра ( V ). Центробежная сила (С) направлена от центра циклона и антициклона к их периферии, а сила градиента (Г) уравновешивает геометрическую сумму первых двух сил и лежит на радиусе окружности. Все три силы в этом случае связаны уравнением

где r — радиус кривизны изобар.

Из этого уравнения следует, что ветер направлен перпендикулярно градиенту давления. Это частный случай ветра при круговых изобарах в системе циклона. Такой ветер называется градиентным.

В северном полушарии в системе циклона (рис. 31, б) сила барического градиента направлена к его центру, а силы центробежная и Кориолиса, уравновешивающие ее, — в противоположную сторону. В случае антициклона (рис. 30, в) сила Кориолиса направлена к центру его, а центробежная сила и сила барического градиента — в противоположном направлении и уравновешивают первую.

Уравнение градиентного ветра в случае антициклона имеет следующий вид:

В южном полушарии, где отклоняющая сила вращения Земли направлена влево от скорости движения воздуха, градиентный ветер отклоняется от градиента давления влево. Поэтому в южном полушарии ветер в циклоне направлен по часовой стрелке а в антициклоне — против часовой стрелки.

Вне действия силы трения, т. е. выше 1 км, ветер по направлению и скорости приближается к градиентному. Разница между действительным и градиентным ветром обычно невелика. Однако эти небольшие отклонения действительного ветра от градиентного играют важную роль в изменении атмосферного давления.

Давление воздуха определяется его массой в столбе атмосферы сечением, равным единице площади. При неравномерном движении воздуха вследствие изменения его термических свойств и действующих сил происходит уменьшение или увеличение массы воздуха в столбе, а соответственно понижение или повышение атмосферного давления.

Главным фактором в изменении поля давления (барического поля) является отклонение действительного ветра от градиентного (на высотах). Когда направление и скорость действительного ветра соответствуют градиентному, происходит увеличение или уменьшение массы воздуха и изменение давления и могут возникать и развиваться атмосферные вихри — циклоны и антициклоны (см. ниже).

Отклонения ветра существенны в областях сходимости воздушных потоков в тропосфере п при большой кривизне потоков движущегося воздуха.

Поле давления. Структура поля давления, или барического поля атмосферы, довольно разнообразна. Во внетропических широтах у поверхности земли и на высотах всегда можно обнаружить большие или относительно малые по размерам циклоны и антициклоны, ложбины, гребни, седловины.

Циклоны — это крупнейшие атмосферные вихри, с низким давлением в центре. Движение воздуха в их системе в северном полушарии происходит против часовой стрелки. Антициклоны — вихри с высоким давлением в центре. Движение воздуха в их системе в северном полушарии происходит по часовой стрелке.

В южном полушарии в обеих системах циркуляция воздуха обратная, т. е. ветры в циклоне дуют по часовой стрелке, а в антициклоне — против часовой стрелки. Гребень — это вытянутая от центральной части антициклона область высокого давления с антициклонической системой циркуляции. Ложбина — это вытянутая от центральной части циклона область низкого давления с циклонической системой циркуляции. Седловина — это форма барического рельефа между двумя циклонами и двумя антициклонами, расположенными крест-накрест.

На рисунке 31 изображено поле давления у поверхности земли с системой ветров. Кроме двух циклонов и двух антициклонов, здесь представлены ложбины, гребни и седловина. Направление ветра показано стрелками, скорость — оперением. Чем больше расстояние между изобарами, тем меньше скорость ветра и меньше оперение. Такое изображение изобар и ветра принято на картах погоды (см. ниже).

Структура поля давления на земном шаре многообразна и сложна. Поэтому режим воздушных течений различен зимой и летом, у поверхности земли и на высотах, над материками и над океанами, не говоря уже о большой его изменчивости в средних и высоких широтах ото дня ко дню. Обычно средние месячные карты давления и ветра отображают лишь преобладающий перенос воздушных масс в течение месяца и скрывают многие интересные особенности атмосферных процессов, которые обнаруживаются на ежедневных картах погоды.

Погосян, Х.П. Атмосфера Земли/ Х.П. Погосян [и д.р.]. – М.: Просвещение, 1970.- 318 с.

Источник

• ← Что влияет на скорость велосипеда
• Что влияет на скорость восстановления гликогена в мышцах →