6.3. Баричні системи

В атмосфері завжди існують області підвищеного і пониженого тиску, розташування яких весь час змінюється. Ці області називаються баричними системами. Баричні системи основних типів – це циклон і антициклон.

В областях пониженого тиску (циклонах), тиск на кожному рівні самий низький в центрі і росте до периферії.

В областях підвищеного тиску (антициклоні) навпаки, на кожному рівні в центрі буде найвищий тиск, який буде зменшуватися до периферії. На синоптичних картах ці системи зображаються замкненими концентричними ізобарами.

Ізобаричні поверхні у циклоні вигнуті у низ у вигляді конусу, а в антициклоні вигнуті догори у вигляді куполів. Горизонтальні баричні градієнти в циклоні спрямовані від периферії до центру, а у антициклонні – від центру до периферії. Розміри циклонів і антициклонів дуже великі й можуть складати тисячі кілометрів.

Виділяють ще баричні системи з незамкненими ізобарами. До них відносяться улоговина (понижений тиск), гребінь (підвищений тиск) і сідловина.

Улоговина  це смуга пониженого тиску між двома областями підвищеного тиску. Вона нагадує жолоб з ребром знизу (латинська літера V). Улоговина не має центру, але є вісь  лінія на якій тиск має мінімальні значення.

Гребінь  це смуга підвищеного тиску між двома областями пониженого тиску і має форму перевернутої латинської літери U. Гребінь являє собою периферійну частину антициклону. Баричні градієнти в гребені направлені від осі до периферії.

Сідловина  це ділянка баричного поля між двома циклонами (улоговинами) і двома антициклонами (гребнями) розташованими навхрест.

6.4. Вітер, його утворення і рух

В залежності від розподілу атмосферного тиску, утворюється рух повітря в горизонтальному напрямку, який називається вітром. Вітер характеризується вектором швидкості. Вітер який володіє різко вираженими коливаннями швидкості і напрямку називається поривчастим.

Тільки сила баричного градієнту приводить повітря у рух та збільшує його швидкість. Всі інші сили, що проявляються при русі повітря, тільки гальмують рух та відхиляють його від напрямку градієнту.

Самим простим видом руху повітря, яке можна уявити теоретично, є прямолінійний рівномірний рух без тертя. Такий рух, при відхиляючій силі, що відрізняється від нуля, називають геострофічним вітром. При геострофічному вітрі, крім сили руху градієнту, на повітря діє ще відхиляюча сила обертання Землі.

Випадок рівномірного руху повітря за траєкторіями кола, без впливу тертя має назву градієнтного вітру. Градієнтний вітер, також, як геострофічний, спрямований по ізобарам, в цьому випадку вже не прямолінійним, а коловим.

Швидкість вітру зменшується внаслідок тертя настільки, що у земної поверхні (на висоті флюгера), вона приблизно у два рази менша, за швидкість геострофічного вітру, яка розрахована для більшого градієнту.

Сила тертя впливає й на напрямок вітру.

Вітер у земної поверхні завжди відхиляється від баричного градієнту на деякий кут (менший за прямий), в північній півкулі вправо, в південній – вліво. Звідси витікає таке положення: якщо встати спиною до вітру, а обличчям туди, куди віє вітер, то найбільш низький тиск буде зліва й трохи попереду, а найбільш високий тиск – справа та трохи позаду.

Це положення було знайдено емпіричним шляхом ще у першій половині ХІХ століття й має назву баричного закону вітру, або закону Бейс-Балло.

Як не малі відхилення дійсного вітру у вільній атмосфері від градієнтного, але вони мають головне значення для змін атмосферного тиску.

Атмосферний тиск, на кожному рівні, рівний вазі стовпу повітря, що лежить вище, тобто пропорційний масі повітря в цьому стовпі. Зменшення маси повітря в атмосферному стовпі над одним чи іншим пунктом, призводить до зменшення тиску, збільшення маси повітря – до збільшення тиску.

Над земною поверхнею тиск не може змінюватись внаслідок вертикального руху. Для цього потрібне горизонтальне переміщення повітря. Воно є основною причиною змін тиску на любому рівні, а на земній поверхні – єдиною причиною.

При звичайних спостереженнях на МС визначають згладжену (усереднену) швидкість і напрямок вітру. Будь яка перешкода , що стоїть на шляху вітру буде впливати на нього. Перешкода відхиляє повітряну течію, тому він повинен або обтікати перешкоду з боків, або перетікати через неї зверху. За перешкодою швидкість вітру зменшується, бо там існує вітрова тінь. Значно посилюється вітер між двома гірськими хребтами. Перед перешкодами і за ними утворюються так звані навітряні і підвітряні вихорі.

Лісові смуги послаблюють вітер в залежності від густоти посадки на відстані, кратній 30...50 висоті дерев.