Ветер. Характеристики ветра. Причины возникновения ветра. Силы, действующие на движущийся воздух. Направление ветра в основных барических системах
Ветер представляет собой горизонтальное движение воздуха относительно земной поверхности.
Основные характеристики ветра: направление и скорость
Направление ветра указывается в градусах или румбах той части горизонта, откуда дует ветер. Градусы отсчитываются от северного направления географического меридиана по часовой стрелке (0-360˚). Также направление может отсчитываться по 16 румбам. 1 румб=22.5гр. По направлению ветер бывает постоянный и переменный, переменным называется ветер, если его направление за 2 минуты меняется более чем на 1 румб. По скорости ветер бывает ровный и порывистый, порывистый ветер- когда его скорость за 2 минуты меняется на 5 и более м/сек. Шквал- резкое усиление ветра со сменой направления более 8/сек. При скорости ветра менее 1м/сек указывается штиль.
В сводках погоды период осреднения ветра при наблюдениях за ветром составляет 2 минуты для местных сводок и 10 минут для сводок за пределы аэродрома.
В воздушной навигации используется навигационный ветер. За его направление берется та часть горизонта, куда дует ветер.
В аэропортах, где угол магнитного склонения составляет ≥5˚, экипажам при посадке сообщается ветер с учетом магнитного склонения (магнитный ветер). При западном магнитном склонении берется знак плюс, при восточном – минус.
Скорость указывается в м/сек ( метры в секунду) или в км/час
|
|
|
1м/сек=3,6км/час,
в узлах ( knot), 1узел = 0,5м/с = 1.852 км/час.
Основной причиной возникновения ветра является неравномерное распределение в горизонтальном направлении атмосферного давления. Оно в свою очередь создаётся термическими условиями, поэтому температурное поле атмосферы считается первопричиной возникновения воздушных течений.
Перемещение воздуха происходит под действием силы горизонтального барического градиента (рис.3), которая направлена по кратчайшему расстоянию из области высокого в область низкого давления.
Рис.3. Силы, действующие на движущуюся частицу (а) и градиентный ветер (б)
Как только воздух начинает двигаться в направлении этой силы, на его перемещение начинают оказывать влияние: отклоняющая сила вращения Земли (сила Кориолиса), сила трения и центробежная сила. Сила Кориолиса всегда действует под углом 90˚ к направлению движения воздуха (вправо – в северном полушарии и влево – в южном). Эта сила не меняет скорости ветра, а изменяет только его направление. Сила трения всегда направлена в сторону противоположную движению. Она изменяет направление и скорость ветра. Центробежная сила возникает при криволинейном движении воздушного потока и учитывается при расчетах скорости ветра только в тропических циклонах.
|
|
|
Выше слоя трения ветер, называемый градиентным, направлен вдоль изобар таким образом, что низкое давление всегда остается слева от потока. У поверхности земли ветер направлен под некоторым углом к изобарам и подчиняется барическому закону ветра (правило Бейс-Балло) – если встать спиной к ветру, то низкое давление будет находиться слева и несколько впереди, а высокое – справа и несколько позади. С высотой скорость и направление ветра изменяются. В слое трения ветер с высотой усиливается и поворачивает вправо до тех пор, пока не станет градиентным. Такой характер изменения ветра обуславливается уменьшением силы трения с высотой. Выше слоя трения в свободной атмосфере скорость ветра может, как увеличиваться, так и уменьшаться. В циклоне сила барического градиента направлена к центру (рис.3в), центробежная сила по радиусу кривизны изобар - от центра циклона к периферии. Сила Кориолиса вместе с центробежной силой уравновешивают силу барического градиента.
Рис.3в. Градиентный ветер в циклонах (а) и антициклонах (б) в свободной атмосфере северного полушария
|
|
|
Fр – сила барического градиента, Fк - сила Кориолиса, Fт- сила трения, Fц центробежная сила; U- направление движения
В антициклоне сила барического градиента и центробежная сила направлены в одном направлении. В антициклоне движение воздушных потоков от центра к периферии по часовой стрелке. В циклоне движение воздушных потоков от периферии цент
Местные ветры
Местные ветры- это такие воздушные течения, которые возникают и приобретают типичные свойства под влиянием местных физико-географический и термических условий. Обусловленные атмосферной циркуляцией над сравнительно небольшой площадью, они оказывают большое влияние на погоду в районах их возникновения.
Бризы (рис.4) - ветры с суточной периодичностью, возникающие по берегам морей и больших озер, а также на некоторых больших реках. Дневной бриз направлен с моря на сушу, ночной – с суши на море. Причиной возникновения бризов является неравномерное нагревание и охлаждение суши и водной поверхности в течение суток Дневной бриз возникает с 10-11 часов утра, достигает максимума около полудня, к вечеру затухает. Распространяется вглубь суши на 20-40км, а вертикальная мощность в среднем 1000м. Ночной бриз возникает после захода солнца и продолжается до 10-11 часов следующего дня. Он значительно слабее дневного бриза, распространяется в глубь моря на 8-10км, достигая высоты около 250м.
|
|
|
Рис. 4. Схема образования бризовой циркуляции
Горно-долинные ветры (рис.5) представляют собой местную циркуляцию воздуха между горным хребтом и долиной с суточной периодичностью. Горно-долинные ветры образуются вследствие различного нагревания воздуха над горным хребтом и долиной. В дневные часы воздух на склонах нагревается сильнее, чем на том же уровне над дном долины, возникает ветер из долины к склонам - долинный ветер. Ночью склоны охлаждаются сильнее и ветер дует со склона в долину - горный ветер.
Рис. 5. Схема образования горно-долинных ветров
Бора – сильный холодный ветер, направленный с прибрежных невысоких гор (высотой не более 1000м) на море.
Бора (рис.6) распространяется вглубь моря на несколько километров, а вдоль побережья - на несколько десятков километров, Вертикальная мощность примерно 200м. Скорость ветра достигает 40-60км/час. Наблюдается в Новороссийске, на Новой земле-Восток, на озере Байкал-Сарма, в Антарктиде-стоковый ветер.
Рис. 6. Схема Новороссийской боры в стадии обвала
Фен (рис.7) – теплый сухой ветер, направленный с гор, часто сильный и порывистый. Опускаясь, воздух нагревается на 1гр на каждые 100м. На подветренной стороне гор обычно наблюдается сухая, малооблачная погода.
Рис. 7. Схема образования фёна
Афганец - жаркий и очень пыльный ветер южного и юго-западного направления, несущий воздух с территории Ирана по верхнему течению реки Аму-Дарья. Возникает перед холодным фронтом и после прохождения прекращается, видимость сильно ухудшается, затрудняя полеты ВС, особенно взлет и посадку.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 748; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!