Шпаргалка: Физическая география
Если
барический градиент на нижнем уровне совпадает по направлению с температурным
градиентом в вышележащей атмосфере, то он с высотой возрастает, не меняя
направления. В этом случае изобары на всех уровнях будут совпадать по
направлению с изотермами, а термический ветер будет совпадать по направлению с
ветром на нижнем уровне. Ветер при этом возрастает с высотой; не меняя своего
направления.
V0 — ветер на нижнем уровне, ΔV — термический ветер, V — ветер на верхнем уровне, T = const
— изотерма.
Если
барический градиент на нижнем уровне противоположен по направлению
температурному градиенту, то он будет соответственно убывать с высотой. Вместе
с ним, не меняя направления, будет убывать и ветер до тех пор, пока он не
превратится в нуль и не перейдет на противоположное направление. Если же
градиенты барический и температурный образуют между собой угол, меньший 180°,
то термический ветер будет направлен вправо или влево относительно ветра на
нижнем уровне, смотря по тому, в какую сторону барический градиент отклоняется
от температурного. Поэтому с высотой ветер, приближаясь к изотерме, вращается либо
вправо, либо влево.
В
восточной (передней) части циклона, где барический градиент направлен
приблизительно к западу, а температурный — к северу, ветер, приближаясь к
изотерме, с высотой вращается вправо; в тыловой (западной) части циклона —
влево. В антициклоне будет наоборот.
Теория
термического ветра относится, строго говоря, к градиентному ветру. Но
установленные закономерности вполне оправдываются и для действительных условий
в атмосфере.
Влияние
трения на скорость и направление ветра
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/сек,
а средняя скорость геострофического ветра, вычисленного по приземным
барическим градиентам, 9,5 м/сек.Над морем скорость действительного
ветра составляет около двух третей от скорости геострофического ветра.
С высотою
сила трения быстро убывает и скорость ветра поэтому возрастает, пока на высоте,
близкой к 1000 м, не становится очень близкой к скорости
геострофического ветра, по крайней мере в среднем. В Берлине средняя
годовая скорость ветра на высоте 1000 м равна 10,2 м/сек, т.
е. немногим больше, чем приземная скорость геострофического ветра.
Сила
трения влияет и на направление ветра. Представим себе равномерное прямолинейное
движение воздуха при наличии силы трения (геотриптический ветер). Это
значит, что должны уравновешиваться три силы: градиента, отклоняющая и трения
(рис. 79). Так как сила трения направлена противоположно скорости, то она не
лежит на одной прямой с отклоняющей силой вращения Земли. Поэтому и сила
градиента, уравновешивающая сумму двух остальных сил, не может лежать на одной
прямой с отклоняющей силой.
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 и 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 тоже 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, втекая от периферии к центру. В
антициклоне же составляющая по изобарам будет направлена по часовой стрелке, и
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 будет для линий тока точкой сходимости. В нижних слоях
антициклона линии тока представляют собой спирали, расходящиеся по часовой
стрелке от центра антициклона. Последний будет для линий тока точкой
расходимости (рис. 80).
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.
40.
Местные ветры
Под
местными ветрами понимают ветры, характерные только для определенных
географических районов. Происхождение их различно.
Во-первых,
местные ветры могут быть проявлением местных циркуляции, независимых от общей
циркуляции атмосферы, налагающихся на нее. Таковы, например, бризы по берегам
морей и больших озер. Различия в нагревании берега и воды днем и ночью создают
вдоль береговой линии местную циркуляцию. При этом в приземных слоях атмосферы
ветер дует днем с моря на более нагретую сушу, а ночью, наоборот, с охлажденной
суши на море. Характер местной циркуляции имеют также горно-долинные ветры.
Подробнее см. дальше.
Во-вторых,
местные ветры могут представлять собой местные изменения (возмущения) течений
общей циркуляции атмосферы под влиянием орографии или топографии местности.
Таков, например, фен — теплый ветер, дующий по горным склонам в долины, когда
течение общей циркуляции переваливает горный хребет. Нисходящее движение фена,
связанное с повышением температуры воздуха, является следствием именно влияния
хребта на общециркуляционное течение. Влиянием орографии объясняется и бора с
различными ее разновидностями.
Рельеф
местности может создавать также усиление ветров в некоторых районах до
скоростей, значительно превышающих скорости в соседних районах. Такие локально
усиленные ветры того или иного направления также известны в разных районах под
разными названиями как местные ветры. Иногда особые свойства придает местному
ветру прохождение воздуха над сильно нагретой и сухой поверхностью, например
пустыни, или, напротив, над сильно испаряющей (водной) поверхностью.
В-третьих,
местными ветрами называют и такие сильные или обладающие особыми свойствами
ветры в некотором районе, которые, по существу, являются течениями общей
циркуляции. Интенсивность их проявления и их характерность для данного
географического района являются следствием самого механизма общей циркуляции,
самого географического распределения синоптических процессов. В этом значении
называют местным ветром, например, сирокко на Средиземном море.
Кроме
сирокко, известны многочисленные местные ветры в различных местах Земли,
носящие особые названия, такие, как самум, хамсин, афганец и пр. Упоминания о
таких ветрах можно найти в физико-географических или климатических
характеристиках отдельных местностей.
Бризы
Бризами
называют ветры у береговой линии морей и больших озер, имеющие резкую суточную
смену направления. Днем морской бриз дует в нескольких нижних сотнях метров
(иногда в слое более километра) в направлении на берег, а ночью береговой бриз
дует с берега на море. Скорость ветра при бризах — порядка 3—5 м/сек, в
тропиках и больше. Бризы выражены отчетливо в тех случаях, когда погода ясная и
общий перенос воздуха слаб, как это бывает, например, во внутренних частях
антициклонов. В противном случае общий перенос воздуха в определенном
направлении маскирует бризы, как это всегда бывает при прохождении циклонов.
Особенно
хорошо выраженная бризовая циркуляция наблюдается в субтропических
антициклонах, например на побережьях пустынь, где суточные смены температуры
над сушей велики, а общие барические градиенты малы.
Но
хорошо развитые бризы наблюдаются в теплое время года (с апреля по сентябрь) и
на таких морях средних широт, как Черное, Азовское, Каспийское.
Бризы
связаны с суточным ходом температуры поверхности суши
Горно-долинные
ветры
В горных
системах наблюдаются ветры с суточной периодичностью, схожие с бризами. Это —
горно-долинные ветры. Днем долинный ветер дует из горла долины вверх по долине,
а также вверх по горным склонам. Ночью горный ветер дует вниз по склонам и вниз
по долине, в сторону равнины. Горно-долинные ветры хорошо выражены во многих
долинах и котловинах Альп, Кавказа, Памира и в других горных странах, главным
образом в теплое полугодие. Вертикальная мощность их значительна и измеряется
километрами: ветры заполняют все поперечное сечение долины, вплоть до гребней
ее боковых хребтов. Как правило, они не сильны, но иногда достигают 10 м/сек и
более.
Фен
Феном
называется теплый, сухой и порывистый ветер, дующий временами с гор в долины.
Температура воздуха при фене значительно и иногда очень быстро повышается;
относительная влажность резко падает, иногда до очень малых значений. В начале
фена могут наблюдаться резкие и быстрые колебания температуры и влажности
вследствие встречи теплого воздуха фена с холодным воздухом, заполняющим
долины. Порывистость фена указывает на сильную турбулентность фенового потока.
Продолжительность фена может быть от нескольких часов до нескольких суток, иногда
с перерывами (паузами).
Фены с
давних времен известны в Альпах. Они очень часты на Западном Кавказе как на
северных, так и на южных склонах хребта.
Продолжительный
и интенсивный фен может привести к бурному таянию снега в горах, к повышению
уровня и разливам горных рек и т. д. Летом фен вследствие своей высокой
температуры и сухости может губительно действовать на растительность. В
Закавказье (район Кутаиси) случается, что при летних фенах листва деревьев
высыхает и опадает.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 |
