Вопрос 12. Ветер в слое трения в циклонах и антициклонах.

В пограничном слое атмосферы при отсутствии центробежной силы и ус­тановившемся горизонтальном движении воздуха сила горизонтального ба­рического градиента уравновешивается равнодействующей сил Кориолиса и трения.

Если в северном полушарии наблюдатель стоит лицом по направлению вет­ра, то область низкого давления будет располагаться слева и несколько впереди, а область высокого давления - справа и несколько позади от наблюдателя. Это закон Бейс-Балло или барический закон ветра для пограничного слоя атмо­сферы.

При наличии силы трения ветер отклоняется от направления градиентно­го ветра влево, т.е. против часовой стрелки. Угол отклонения вектора ветра от градиентного над сушей составляет' примерно 30°, а над морем 20°, т.к. над сушей коэффициент трения больше, чем над морем.

В циклоне в слое трения сила горизонтального барического градиента уравновешивается силами Кориолиса, трения и центробежной силой:

В антициклоне равнодействующая сил горизонтального барического гра­диента и центробежной уравновешивается равнодействующей сил Кориолиса и трения:

Вопрос 13. Изменение ветра с высотой в разных частях циклонов и антициклонов. Термический ветер.

В различных частях циклонов и антициклонов в свободной атмосфере ве­тер по высоте изменяется по-разному. Предположим, что в северном полу­шарии горизонтальный градиент средней температуры в некотором слое ат­мосферы направлен с юга на север. Тогда изотермические поверхности и термический ветер направлены с запада на восток.

Рассмотрим изменение ветра с высотой в различных частях циклона. На рис. 3.3 сплошные линии - изобары - линии пересечения изобарических по­верхностей с горизонтальной плоскостью. Пунктирные линии - изотермы - ли­нии пересечения изотермических поверхностей с горизонтальной плоскостью.

Предположим, что циклон движется с запада на восток, тогда восточная часть циклона является его передней частью. В передней части циклона гра­диентный ветер на нижнем уровне слоя атмосферы направлен с юга на север, т.е. из области тепла в область холода.

С увеличением высоты ветер усиливается и поворачивает вправо относи­тельно ветра на нижнем уровне. Таким образом, в передней части циклона наблюдается адвекция тепла, правое вращение и усиление ветра с уве­личением высоты.

В западной части циклона, которая является его тыловой частью, ветер на нижнем уровне слоя атмосферы направлен с севера на юг, т.е. из области хо­лода в область тепла. Ветер на верхнем уровне слоя атмосферы усиливается и поворачивает влево относительно ветра на нижнем уровне. Таким образом, в тыловой части циклона наблюдается адвекция холода, левое вращение и усиление ветра с увеличением высоты.

В южной части циклона, которая соответствует его тёплому сектору, тер­мический ветер совпадает по направлению с градиентным ветром на нижнем уровне слоя атмосферы. Поэтому в тёплом секторе наблюдается ней­тральная адвекция температуры, ветер усиливается с высотой, не меняя направления.

В северной части циклона термический ветер направлен в противополож­ную сторону относительно направления градиентного ветра на нижнем уров­не слоя атмосферы, наблюдается нейтральная адвекция температуры. Над се­верной частью циклона на некоторой высоте имеется уровень обращения ветра, где скорость ветра равна нулю.

Термический ветер - ветер, обусловленный наличием горизонтального градиента средней температуры в некотором слое атмосферы. Термический ветер направлен перпендикулярно горизонтальному градиенту средней тем­пературы слоя так, что холодный воздух находится слева, а тёплый воздух -справа от направления движения.