Другим типом ветра, рассматриваемым в метеорологии, является градиентный ветер, который связан с искривленными изобарами. Даже если скорость движения объема воздуха является постоянной, на искривленном пути должно быть учтено центробежное ускорение ас■ Такие искривленные пути особенно характерны для районов, прилегающих к областям высокого и низкого давления. В северном полушарии движение воздуха против часовой стрелки вокруг центра низкого давления называется циклоном; движение в направлении часовой стрелки вокруг центра высокого давления называется антициклоном. На рис. 3.3, г показана векторная диаграмма для градиентного ветра :в районе центра низкого давления. Вектор ас представляет собой центробежное ускорение, направленное по радиусу кривизны г. Как можно было ожидать, градиент скорости Уяг является функцией радиуса кривизны, а также градиента давления, угловой скорости Земли и широты местности. В ложбинах высокого и низкого давления (где проявляется описываемая кривизна пути объемов воздуха) скорость градиентного ветра является лучшей аппроксимацией реального ветра, чем скорость геострофического ветра.[ ...]
Сила трения Ff противоположна направлению ветра, а направление ветра должно быть перпендикулярно вектору силы Кориолиса. Напомним, что сила Кориолиса пропорциональна скорости ветра. Сила трения непосредственно уменьшает скорость ветра в пограничном слое, уменьшая таким образом силу Кориолиса /с-Сила барического градиента остается, однако, той же самой, так что она не уравновешена силой Кориолиса, как в схеме гео-строфического ветра. В результате такого неравновесия направление ветра теперь не параллельно изобарам, а пересекает их в направлении области низкого давления. Отметим, что в этом случае скорость ветра меньше, чем скорость геострофического ветра, а все другие компоненты сохраняют свои значения.[ ...]
На рис. 3.5, б показан поток вокруг центра низкого давления. В этом случае -вектор скорости ветра направлен внутрь кругового движения. Таким образом, в области низкого давления поток движется против часовой стрелки. Дополнительный анализ дает картину спирального потока с направлениями движения внутрь и вверх. Следовательно, загрязнители из нижней атмосферы будут переноситься -вверх и рассеиваться в больших объемах воздуха. Кроме того, в результате подъема воздух охлаждается ввиду уменьшения давления на больших высотах. При таком подъеме происходит конденсация воды. Этот эффект также способствует очищению атмосферы от загрязнителей.[ ...]
Одной из наиболее важных характеристик атмосферы является ее устойчивость, т. е. ее способность препятствовать вертикальным движениям и сдерживать турбулентность. Эта способность непосредственно связана с возможностью атмосферы рассеивать загрязнители, которые попадают в нее от естественных или антропогенных источников. Когда небольшой объем воздуха перемещается в атмосфере вверх, он оказывается в слоях с более низким давлением и испытывает расширение с уменьшением температуры. Обычно такое расширение происходит достаточно быстро, чтобы предположить отсутствие теплопередачи между рассматриваемым объемом воздуха и окружающей атмосферой. Изменение температуры с высотой в процессе адиабатического расширения можно описать следующим образом.[ ...]
Знак минус в формуле (3.1) означает, что с увеличением высоты г давление Р уменьшается.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Влияние силы трения на направление ветра в планетарном пограничном слое. |
 |
| Влияние сил трения в планетарном пограничном слое на направление ветра на различных высотах. |
 |