нескольких десятков метров. Возникает обычно при сухом несмёрзшемся снежном покрове и скорости ветра 10 м/с и более.

14.18 Определение объёма снегоприноса к автомобильной дороге

Определение объёма снегоприноса по каждому направлению за весь зимний период с каждой стороны дороги. Для этого совмещают зимнюю розу ветров с направлением оси рассматриваемого участка. Снегопринос определяют с правой и левой стороны по формулам:

где: Qл, Qп - снегопринос с левой и правой стороны дороги, м3/п.м.

qлi,qпi - снегопринос с левой и правой стороны по соответствующим румбам;

γ- угол, между рассматриваемым румбом и направлением дороги.

15.Динамика атмосферы.

15.1Какие вопросы относятся к динамике атмосферы?

Аэроно́мия(от греч. αέρος — «воздух» и νόμος — «закон») — раздел физики атмосферы, изучающий атмосферные процессы с точки зрения атомных и молекулярных взаимодействий и взаимодействия солнечного излучения с атомами и молекулами воздуха. Аэрономия как специальный раздел физики атмосферы возникла в 50-е годы 20 века. Родоначальниками аэрономии были Д. Р. Бейтс и М. Николе занимавшиеся главным образом изучением верхней атмосферы. Быстрое развитие аэрономии связано с успехами ракетных и спутниковых исследований, позволивших непосредственно изучать физикохимические процессы верхней атмосферы. В отличие от наиболее плотных областей атмосферы, традиционно изучением которых занимается метеорология, к кругу задач аэрономии относят области атмосферы, находящиеся выше тропосферы, начиная с мезосферы и постепенно переходящие в околопланетное космическое пространство.

Понятие аэрономии охватывает практически все важнейшие разделы физики верхней атмосферы. Сюда можно отнести вопросы изучения структуры, динамики и пространственно-временных вариаций нейтральной и ионной компонент, взаимодействия с разреженным газом атмосферы солнечного электромагнитного и корпускулярного излучений, процессы фотохимии, химической кинетики, тепло- и массообмена, процессы трансформации спектрального состава и энергии излучения, свечение атмосферы и полярные сияния. Непосредственно также изучаются такие проблемы как вопросы взаимодействия солнечной плазмы с атмосферой и/или магнитным полем планеты, включая электродинамические свойства околопланетного пространства. Моделирование, с использованием методов вычислительной математики, физико-химических процессов, определяющих структуру, энергетику и динамику верхней атмосферы, проведение численных экспериментов с целью выявления закономерностей в поведении атмосферных параметров, их количественного описания и прогнозирования состояния среды относятся к прикладной аэрономии как одному из разделов вычислительной физики.

Таким образом аэрономия рассматривается как одно из направлений в широком комплексе проблем, объединяемых чрезвычайно ёмким понятием солнечно-планетных связей, или космической физики, к которой, как частный случай, относится получившая наиболее интенсивное развитие за последние десятилетия солнечно-земная физика.

154

скоростью, вверх с нижних уровней задерживает движение верхних слоев воздуха. Таким образом, трение о земную поверхность передается вверх, постепенно ослабевая. Сила трения замедляет скорость ветра. Она заметна в слое 1 — 1,5 км, который называется планетарным пограничным слоем. Ветер здесь из-за трения отклоняется от изобар в сторону низкого давления. Выше 1,5 км влияние трения значительно, поэтому более высокие слои называют свободной атмосферой.

15.3 Что такое сила Кориолиса?

Си́лаКориоли́са — однаиз сил инерции, существующая в неинерциальной системе отсчёта из-за вращения и законов инерции, проявляющаяся при движении в направлении под углом к оси вращения.

Названа по имени французского учёного Гюстава Гаспара Кориолиса, описавшего его в 1833 году. Следует, однако, отметить, что первым математическое выражение для силы получил, видимо, Пьер-Симон Лаплас ещё в 1775 году. Сам же эффект отклонения движущихся объектов во вращающихся системах отсчёта был описан Джованни Баттиста Риччоли и Франческо Мария Гримальди ещё в 1651 году.

Причина появления силы Кориолиса — в кориолисовом (поворотном) ускорении. В инерциальных системах отсчёта действует закон инерции, то есть, каждое тело стремится двигаться по прямой и с постоянной скоростью. Если рассмотреть движение тела, равномерное вдоль некоторого вращающегося радиуса и направленное от центра, то станет ясно, что чтобы оно осуществилось, требуется придавать телу ускорение, так как чем дальше от центра, тем должна быть больше касательная скорость вращения. Это значит, что с точки зрения вращающейся системы отсчёта, некая сила будет пытаться сместить тело с радиуса.

Для того, чтобы тело двигалось с кориолисовым ускорением, необходимо приложение силы к телу, равной , где — кориолисово ускорение. Соответственно, тело действует по третьему закону Ньютона с силой противоположной направленности. Сила, которая действует со стороны тела, и будет называться силой Кориолиса. Не следует путать Кориолисову силу с другой силой инерции — центробежной силой, которая направлена по радиусу вращающейся окружности.

Если вращение происходит по часовой стрелке, то двигающееся от центра вращения тело будет стремиться сойти с радиуса влево. Если вращение происходит против часовой стрелки — то вправо.

15.4 Роль земного притяжения на динамику атмосферы?

Земное притяжение оказывает большое влияние на динамику атмосферы.

15.5 Как определяется градиент атмосферного давления?

Точно выразить, как меняется атмосферное давление в горизонтальном направлении, можно с помощью горизонтального барического градиента. Горизонтальный барический градиент есть вектор, направление которого совпадает с направлением нормали к изобаре в сторону уменьшения давления, а числовое значение равно производной от давления по этому направлению. Вертикальный барический градиент в десятки тысяч раз больше горизонтального, т.к. давление с высотой меняется гораздо сильнее, чем в горизонтальном направлении (12,5 мб/100м или 0,1мм/1м).

156

Из формулы, описывающей закон распределения давления с высотой, следует, что в теплом воздухе давление с высотой понижается медленнее, чем в холодном (температура входит в знаменатель).

Но так как давление в теплом воздухе с высотой уменьшается медленнее, чем в холодном, то на какой-то высоте (3—5 км) в теплой воздушной массе оно станет равным давлению в холодной воздушной массе, а выше этого уровня в теплой воздушной массе будет больше, чем в холодной.

В разных точках барического поля направление и величина горизонтального барического градиента - разные. Там, где изобары сгущены, изменение давления на единицу расстояния будет больше; там, где изобары расположены реже — меньше. Иначе говоря, величина горизонтального барического градиента обратно пропорциональна расстоянию между изобарами.

15.6 Как проявляется центробежная сила в атмосфере?

Центробежная сила отражает стремление воздуха, движущегося по криволинейной траектории, удаляться по прямой линии в направлении от центра кривизны.

15.7 Какие силы сопротивления влияют на перемещение воздушных масс?

рирода сил сопротивления бывает различной. Это может быть сопротивление среды ( воздух, вода), сопротивление масляного слоя в подшипниках, внутреннее трение в частицах металла и пр.

Что касается природы сил сопротивления движению тела в среде ( как позже стали говорить - сопротивления давления), то Ньютон считал, что определяются они тремя факторами: сцеплением, трением и плотностью.

Взависимости от природы сил сопротивления успокоители могут быть с воздушным, жидкостным, сухим, внутренним сопротивлением, а также магнитоиндукционными. Реологические кривые неньютоновских жидкостей не указывают на природу сил сопротивления течению этих жидкостей и обычно позволяют судить о существовании предела текучести только путем экстраполяции. Такие измерения необходимо дополнить исследованиями кинематики течения, в частности распределения скоростей и локальной зависимости градиента скорости от касательных напряжений.

Более точное описание движения частицы связано с полным учетом гидродинамической природы силы сопротивления, которое испытывает частица, а также с учетом действия всех других сил, действующих на нее.

Характер движения при разгоне зависит также от момента MI, который зависит от механической характеристики двигателя, и от момента Mz, который определяется природой сил сопротивления ( сил трения) в элементах привода.

Следующим обстоятельством, отличающим динамику от статики, является необходимость учета сил сопротивления. Природа сил сопротивления сложна и многогранна, поэтому учет сил сопротивления более сложен, чем учет сил инерции. Иногда ими можно пренебречь, иногда учесть приближенно, но необходимо всегда помнить, что они присутствуют ( нужна хотя бы качественная их оценка), иначе соответствующие дифференциальные уравнения не будут соответствовать действительности.

Вмеханизмах силы сопротивления чаще всего представляют собой силы трения, возникающие в кинематических парах и неподвижных соединениях деталей. Иногда природа сил сопротивления связана с вддом демпфирующего устройства, специально предназначенного для увеличения диссипативных свойств системы. Такие устройства могут быть фрикционными, гидравлическими, пневматическими.

157