Shamolning yo'nalishi va tezligini aniqlash. Shamolning kuchini nima aniqlaydi? Shamol yo'nalishini qanday to'g'ri ko'rsatish kerak

geostrofik shamol. gradient shamol. geotriptik shamol.



Shamol atmosfera bosimining notekis taqsimlanishi tufayli yuzaga keladi, ya'ni. gorizontal bosim farqlari bilan. Bosimning notekis taqsimlanishining o'lchovi gorizontal barik gradientdir. Havo bu gradient yo'nalishi bo'yicha harakatlanishga intiladi, tezlanish qanchalik katta bo'lsa, barik gradient shunchalik katta bo'ladi. Shuning uchun gorizontal barik gradient havoga tezlanishni beruvchi kuchdir, ya'ni. shamolni keltirib chiqaradi va uning tezligini o'zgartiradi. Havo harakati paytida o'zini namoyon qiladigan barcha boshqa kuchlar faqat havo harakatini sekinlashtirishi yoki uni gradient yo'nalishidan burishi mumkin. 100 km ga 1 hPa gradient 0,1 sm/s2 tezlanish hosil qilishi aniqlangan. Agar havoda faqat barik gradient kuchi ta'sir qilgan bo'lsa, unda bu kuch ta'sirida havo harakati bir xilda tezlashadi va uzoq vaqt ta'sir qilish bilan havo katta, cheksiz tezliklarni oladi. Lekin, aslida, boshqa kuchlar ham havoda harakat qilib, gradient kuchini ko'proq yoki kamroq muvozanatlashtiradi. Bu, birinchi navbatda, Koriolis kuchi yoki Yerning aylanishining og'ish kuchi. Yerdagi aylanish tezlashuvi yoki Koriolis tezlashuvi qiymatga ega
A=2wVsin y, (25)
qayerda:
w - Yer aylanishining burchak tezligi,
V - shamol tezligi,
y - geografik kenglik.
Bunda biz aylanish tezlanishining faqat gorizontal komponentini nazarda tutamiz. Formuladan tezlanishga ega ekanligi aniq eng yuqori qiymat qutbda va ekvatorda yo'qoladi. Shamol uchun Koriolis kuchining qiymati barik gradient tomonidan hosil qilingan tezlanish bilan bir xil darajada. Shuning uchun, havo harakati paytida Yerning aylanishining burilish kuchi barik gradient kuchini muvozanatlashi mumkin.
Faqat barik gradient kuchi va Koriolis kuchi ta'sir qiladigan shamol geostrofik deb ataladi. Agar kuchlar bir-birini muvozanatlashtirsa, shamol harakati to'g'ri chiziqli va bir xil bo'ladi. Shimoliy yarim shardagi Koriolis kuchi o'ng tomonga harakat tezligiga to'g'ri burchak ostida yo'naltirilgan va unga teng bo'lgan gradient kuchi chap tomondagi tezlikka to'g'ri burchak ostida yo'naltirilishi kerak. Shuning uchun shimoliy yarim sharda geostrofik shamol izobarlar bo'ylab esib, chap tomonda past bosimni qoldiradi. Janubiy yarimsharda geostrofik shamol esib past bosimni o'ngga qo'yib, Koriolis kuchi chapga yo'naltirilgan.
Haqiqiy sharoitda geostrofik shamol erkin atmosferada, 1 km dan yuqori balandlikda, ishqalanish kuchi juda kichik bo'lganida, uni e'tiborsiz qoldirish mumkin bo'lganda sodir bo'ladi.
Agar havo harakati ishqalanish kuchi ta'sirisiz sodir bo'lsa, lekin egri chiziqli bo'lsa, bu gradient kuchi va Koriolis kuchiga qo'shimcha ravishda markazdan qochma kuch ham mavjudligini anglatadi:
C \u003d V 2 / r, (26)
qayerda:
V - tezlik,
r - harakatlanuvchi havo traektoriyasining egrilik radiusi.
Markazdan qochma kuch traektoriyaning egrilik radiusi bo'ylab tashqariga, traektoriyaning qavariq tomoniga yo'naltiriladi. Agar havo harakati bir xil bo'lsa, unda barcha uch kuch muvozanatlashgan. Ishqalanish kuchi ta'sirisiz dumaloq traektoriyalar bo'ylab bir tekis havo harakatining bunday nazariy holati gradient shamol deb ataladi. Gradient shamol uchun ikkita holat mumkin: siklonda va antisiklonda. Siklonda, ya'ni. markazda eng past bosimga ega bo'lgan barik tizimda markazdan qochma kuch har doim tashqi tomonga, gradient kuchiga qarshi bo'ladi. Qoida tariqasida, markazdan qochma kuch haqiqiydir atmosfera sharoitlari kamroq quvvat gradient, shuning uchun ta'sir qiluvchi kuchlarni muvozanatlash uchun Koriolis kuchi markazdan qochma kuch bilan bir xil tarzda yo'naltirilishi kerak va ular birgalikda gradient kuchini muvozanatlashtiradi. Shamol tezligi Coriolis kuchidan to'g'ri burchak ostida, shimoliy yarim sharda chapga og'ishi kerak. Shamol siklonning dumaloq izobarlari bo'ylab barik gradientdan o'ngga og'ib, soat miliga teskari yo'nalishda esishi kerak.
Antisiklonda markazdan qochma kuch tashqi tomonga, izobarlarning konveksligiga, ya'ni. gradientning kuchi bilan bir xil. Ikki bir xil yo'naltirilgan kuchlarni - gradient va markazdan qochma kuchlarni muvozanatlash uchun Koriolis kuchi antisiklon ichiga yo'naltirilishi kerak. Shamol tezligi shunday yo'naltirilishi kerakki, shamol antisiklonning dumaloq izobarlari bo'ylab soat yo'nalishi bo'yicha essin. Ammo yuqoridagi fikr faqat shimoliy yarim sharga tegishli. DA janubiy yarim shar, bu erda Koriolis kuchi tezlikning chap tomoniga yo'naltirilgan bo'lsa, gradient shamol gradientdan chapga og'adi. Shuning uchun janubiy yarim shar uchun havoning siklondagi izobarlar bo'ylab harakati soat yo'nalishi bo'yicha, antisiklonda esa soat sohasi farqli ravishda olinadi. Haqiqiy shamol siklon va antisiklonlarda gradient shamolga yaqin faqat ishqalanish kuchining ta'siri bo'lmagan erkin atmosferada bo'ladi.
Atmosferadagi ishqalanish - bu havoning allaqachon mavjud bo'lgan harakatiga salbiy tezlashtirish beradigan kuch, u harakatni sekinlashtiradi va yo'nalishini o'zgartiradi. Ishqalanish kuchi er yuzasiga yaqin joyda eng katta bo'lib, balandlikda pasayadi va 1000 m balandlikda boshqa kuchlarga nisbatan ahamiyatsiz bo'ladi. Ishqalanish kuchi amalda yo'qoladigan balandlik (o'rtacha 1000 m) ishqalanish darajasi, troposferaning ishqalanish darajasigacha bo'lgan pastki qatlami ishqalanish qatlami yoki sayyora chegara qatlami deb ataladi.
Ishqalanish tufayli shamol tezligi shunchalik pasayadiki, er yuzasida (fyuger balandligida) quruqlikdan bir xil barik gradient uchun hisoblangan geostrofik shamol tezligining yarmiga teng.
Uniforma to'g'ri chiziqli harakat ishqalanish mavjud bo'lgan havo geotriptik shamol deb ataladi. Ishqalanish kuchining ta'siri geotriptik shamol tezligining izobarlar bo'ylab yo'naltirilmasligiga, balki ularni kesib o'tib, gradientdan o'ngga (shimoliy yarim sharda) va chapga (janubiy yarim sharda) og'ishiga olib keladi. ), lekin u bilan qandaydir burchakni to'g'ri burchakdan kichikroq qilish. Bunday holda, shamol tezligi ikki komponentga - izobar bo'ylab va gradient bo'ylab ajralishi mumkin. Natijada, siklondagi ishqalanish qatlamida shamol soat sohasi farqli o'laroq, periferiyadan markazga (shimoliy yarim sharda) va soat yo'nalishi bo'yicha ham periferiyadan markazga (janubiy yarim sharda) oqib o'tadi. Shimoliy yarim sharning antisiklonida shamol soat yo'nalishi bo'yicha esadi, havo antisiklonning ichki qismidan periferiyaga, janubiy yarim sharning antisiklonida esa antisiklon markazidan atrofga soat miliga teskari yo'nalishda harakat qiladi.
Kuzatishlar shuni tasdiqlaydiki, er yuzasiga yaqin shamol (ekvatorga yaqin kengliklardan tashqari) barik gradientdan to'g'ridan-to'g'ri burchakka (shimoliy yarim sharda o'ngga, janubiy yarimsharda chapga) nisbatan bir oz burchakka og'ishini tasdiqlaydi. . Bu quyidagi pozitsiyani nazarda tutadi: agar siz orqangizni shamolga qaratib tursangiz va shamol esadigan joyga yuzlansangiz, eng past bosim chapda va biroz oldinda, eng yuqori bosim esa o'ngda va biroz orqada bo'ladi. Bu pozitsiya empirik tarzda topilgan va barik shamol qonuni yoki Bays-Ballo qonuni deb ataladi.