Лекція 15 Тема 9. Повітряні течії в атмосфері

9.8. Добовий і річний ходи швидкості вітру

У земної поверхні в добовому ході швидкості вітру мінімум спостерігається в нічні години, коли вітер часто послаблюється до штиля. Після сходу Сонця вітер зазвичай посилюється та максимум його досягається в 13-14 год. Потім швидкість вітру знову зменшується. Зміна швидкості вітру днем відбувається швидше, ніж вночі. Такий добовий хід швидкості вітру спостерігається в шарі до висоти біля 100м влітку, а взимку - біля 50м. Вище над земною поверхнею добовий хід швидкості вітру стає протилежним: максимальне значення спостерігається вночі, мінімальне – вдень. Причина добового ходу швидкості вітру залежить від взаємодії між нижніми та верхніми шарами повітря, тобто від інтенсивності вертикального обміну в атмосфері протягом доби.

Зі сходом Сонця починають розвиватися конвективні рух та збільшується турбулентний обмін в атмосфері. При цьому відбувається змішування нижнього повітря, що повільно рухається, з верхнім, що швидко рухається. Швидкість вітру внизу збільшується, а зверху завдяки більшому змішуванню верхніх мас з нижніми (менш рухомими), - зменшується до 13-14 годин. Одночасно у вище розташованих шарах швидкість вітру в цей час доходить до мінімуму. Після 13-14 годин, по мірі затухання обміну, зв’язок між нижніми та верхніми шарами зменшується, а вночі - майже припиняється. У нижніх шарах, внаслідок тертя з земною поверхнею, швидкість вітру зменшується та виникають умови, при яких може наступити штиль. Верхні шари, що звільнені від впливу приземних, рухаються все з більшою швидкістю, що відповідає величині горизонтального баричного градієнту.

Добовий хід швидкості вітру найбільш різко виражений над континентами в теплий період року, особливо в ясну погоду, коли добре розвинутий обмін в атмосфері. Слід відмітити, що нормальний добовий хід швидкості вітру порушується атмосферними збудженнями (проходженням фронтів, циклонів). Для того, щоб уникнути впливу цих збуджень, розглядають добовий хід осереднених величин швидкостей вітру за декілька років.

Рис. 15.1 Роза вітрів

Р ічний хід швидкості вітру залежить від кліматичних умов. У помірних широтах північної півкулі максимум швидкості вітру спостерігається взимку, мінімум – влітку. Пояснюється це тим, що взимку контрасти температур між екватором і полюсом більші, ніж влітку, та відповідно більші величини горизонтальних баричних градієнтів. У районах Центральної та Східної Сибірі зимою має місце місто мінімум швидкості вітру, а весною - максимум.

Для наглядного представлення про переважні напрямки вітру в тому чи іншому пункті, користуються графічною побудовою - розою вітрів. З цією метою за багатолітніми даними, підраховують повторюваність окремих напрямків вітру (зазвичай для восьми румбів), тобто обчислюють скільки разів повторювався той чи інший напрямок за певний проміжок часу. Отримані дані виражають у відсотках від загальної кількості повторюваності всіх напрямків. Від центральної точки відкладають за напрямками основних румбів відрізки, що відповідають відсоткам повторюваності вітру від даного напрямку(рис.15.1). Кінці відрізків з’єднують прямими лініями й отримують «розу вітрів». Інколи для побудови рози вітрів враховують середні швидкості вітру для кожного напрямку. В такому випадку на одному графіку можна в певних масштабах побудувати розу повторюваності та швидкості вітрів.