атм / 1klect11
.pdf
Сила Кориолиса возникает из-за привязки карт к фиксированной точке на Земле (например, меридиан Гринвича)
По природе сила Кориолиса близка к
центробеной – это силы инерции
Горизонтальная составляющая силы Кориолиса обращается в нуль на экваторе (а вертикальную вы не проходите!)
|
|
2 |
0 |
1 |
1 |
3 м |
|
C lU 2 sin U 2 |
|
|
sin 30 [c |
|
] 10[мс |
] 10 |
|
|
3600 |
|
с2 |
||||
24 |
|
|
|
|
|||
Запомни логику!
•а) Если частица движется (C-скорость), то
•б) на нее действует сила Кориолиса (К), направленная вправо ( в северном полушарии)
•в) но она должна быть уравновешена силой барического градиента (PGF), перпендикулярной к изобарам и направленной в сторону низкого давления
Действие силы Кориолиса приводит к установлению равновесия между ней и силой барического
градиента, такому, что
ветер направлен по изобаре
Это равновесие называется
геострофическим
Аскорость условного ветра, необходимая, чтобы уравновесить силу существующего барического градиента называется
Геострофическим ветром
Геострофический ветер не может «дуть», т.к. его нет в природе!
Зачем он нужен?
Дает возможность оценки фактического ветра по карте давления
• Критерием точности замены фактического ветра на геострофический в расчетах является малое отклонение направления ветра от изобары
• На высотах оно ≈ 100
• У земли отклонение гораздо больше и составляет 30-450
• Это эффект трения
Изменения ветра с высотой
• Определяются термической неоднородностью подстилающей поверхности
Вспомним: как термическая неоднородность по горизонтали влияет на градиент давления
|
|
|
|
|
|
|
|
|
exp(a) ea ! |
||||||
p2 |
p1 exp |
g(z2 z1) |
|
|
|||||||||||
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
RTm |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
p2 |
|
T2 |
|
1 |
p1 |
|
g(z2 z1)T2 |
|
Tm |
|||
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
2 |
s |
|
T1 1 |
s |
|
|
|
Tm2 |
|
s |
||||
–если температура воздушного столба не меняется по горизонтали (термическая однородность), то с ростом высоты барический градиент ослабевает по сравнению с начальным в p2/p1 раз;
–если в атмосфере есть термическая неоднородность, то ее роль в определении значения барического градиента растет с ростом превышения верхнего слоя над нижним (z2-z1).
Изменение вектора геострофического ветра с высотой, в результате горизонтальной неоднородности средней температуры между уровнями, называется «Термический
ветер»
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vg |
( z ) |
1 |
|
|
|
p( z ) |
f |
2 sin |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
f ( z ) |
n |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Vg ( z z ) Vg ( z ) z |
Vg ( z ) |
||||||||||||||||
|
z |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vg ( z ) |
|
g z Tm |
V |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
z |
|
f T |
|
|
n |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
С ростом высоты направление ветра все сильнее определяет термический ветер.
И в стратосфере ветер просто направлен по изотермам, так чтобы слева был холод