Градиентный ветер в циклоне и антициклоне. Термический ветер.

Теоретический случай равномерного движения воздуха по круговым траекториям без влияния трения называют градиентным ветром. Траектория совпадает с круговыми изобарами.

В циклоне : ; . В антициклоне ; . проведя математич операции получим : , где +антициклон ,-циклон. В приземных слоях из-за трения отличается.

И градиентный и геострофический ветер получает с высотой дополнительную составляющую скорости, направленную по средней изотерме рассматриваемого слоя атмосферы: v=v₀+ , можно сказать, что численно с достатостаточной точностью , где Т_m-средняя температура слоя(z₂-z₁), v-нормаль к изотермме, положит в сторону холода. В северном полушарии холод остается слева.

Влияние трения на ветер. Барический закон ветра.

Скорость ветра уменьшается вследствие трения настолько, что у земной поверхности над сушей примерно вдвое меньше, чем скорость геострофического ветра, рассчитанная для того же баричесуого градиента. Над морем скорость реального ветра составляет около 2/3 скорости геострофического ветра. Сила трения оказывает влияние и на направление ветра. Предположим, что воздух движетс равномерно и при наличии силы трения. Это возможно, если уравновешиваются 3 силы: барического градиента, отклоняющая сила вращения Земли и трения. Как мы знаем, в первом приближении силу трения можно принять направленной против скорости и пропорциональной ей. Отклоняющая сила вращения Земли направлена под прямым углом вправо от скорости( в сев пол). Для того, чтобы сила барич градиента могла уравновесить силу трения и отклоняющего вращения З, она должна лежать на 1 прямой с равнодействующей силы трения и отклон силы вращ З, иметь противоположное равнодействующей силе направление и быть равной ей по абсолютной величине. Таким образом,сила барического градиента теперь уже не может лежать на 1 прямой с отклон силой вращения З,и, следовательно,сила барич градиента будет составлять со скоростью ветра не прямой, а острый угол. Значит скорость ветра будет направлена не по изобарам,а будет пересекать их, отклоняясь от барического градиента вправо (в сп) на острый угол( поэтому в циклоне к центру).

Барический закон ветра:если в Северном полушарии встать спиной к ветру, а лицом, куда дует ветер, то наиболее низкое давление окажется слева и несколько впереди, а наиболее высокое- справа и несколько сзади. Этот закон был найден эмпирически ещё в первой половине 19 века Бейс-Бало.

Фронты в атмосфере, теплый фронт, холодный фронт, струйнок течение.

Фронт – промежуточная зона между двумя воздушными массами. Идеализируя действительные условия, его представляют как поверхность раздела между воздушными массами. Она является поверхностью разрыва метеорологических величин, в пересечении с земной поверхность образует линию фронта. Фронтальные поверхности проходят в атмосфере наклонно, угол равен десятками минут, тангенс угла наклона называют наклоном фронта. Холодный воздух более плотный, он располагается под теплым в виде узкого клина, толщина которого расширяется по мере удаления от линии фронта.

Фронт может перемещаться в сторону более холодного воздуха, тогда он называется теплым, или в сторону более холодного воздуха, тогда он называется холодным.

В области фронтов возникают вертикальные составляющие скорости движения воздуха. Наиболее важен частный случай, когда теплый воздух находится в состоянии упорядоченного восходящего движения. При этом образуются облачные системы, из который выпадают осадки. На теплом фронте восходящее движение охватывает мощные слои теплого воздуха над всей фронтальной поверхностью. Весь теплый воздух (вплоть до тропопаузы) находится в состоянии восходящего скольжения. В результате образуется мощная система перисто-слоистых, высокослоистых и слоисто-дождевых облаков, из которых выпадают обложные осадки.

В случае холодного фронта восходящее движение теплого воздуха ограничено более узкой зоной, однако вертикальные скорости значительно больше. Здесь преобладают кучево-дождевые облака с ливневыми осадками и грозами.

По обе стороны фронтов возникают огромные атмосферные волны, приводящие к образованию возмущений вихревого характера – циклонов и антициклонов. В процессе эволюции циклонов возникают сложные фронты окклюзии. Все фронты связаны с ложбинами в барическом поле. При прохождении фронта ветер меняет свое направление по часовой стрелке.

Фронт представляет собой переходную зону между теплой и холодной воздушными массами – фронтальную зону, в которой очень велики горизонтальные градиенты температуры, совпадающие по направлению с горизонтальным барическим градиентом. Барический градиент растет с высотой, с ним растет и скорость ветра. Термический ветер при этом вносит большой вклад и скорость ветра на высотах достигает больших значений. Над резко выраженными фронтами в верхней тропосфере наблюдается сильное воздушное течение (параллельное линии фронта) в несколько сотен км шириной, со скоростями от 150 до 300 км/ч. Оно называется струйным течением. Следствием существования температурного градиента экватор-полюс является субтропическое струйное течение, не приуроченное к какому-либо фронту.