6.2.1. Вертикальний баричний градієнт

Вертикальний баричний градієнт – це зменшення атмосферного тиску на кожні 100 м висоти.

G_в = - d_р /d_z ·100 м.

Приклад: Атмосферний тиск біля земної поверхні 1000 гПа при температурі 11⁰. На деякій висоті тиск на 50 гПа менший і температура становить 9⁰. Визначити величину G_в. Середня температура шару повітря буде (11+9) / 2 = 10⁰. За формулою Лапласа визначаємо товщину шару повітря

h = 18400 lq 1000/950 (1 + 0,004 · 10) = 426,7 м. Звідси

G_в = - 50·100 / 426,7 = -11,7 гПа/100 м.

6.2.2. Баричний ступінь

Баричний ступінь – це висота, на яку потрібно піднятись чи опуститись щоб атмосферний тиск змінився на одиницю. Баричний ступінь обернено пропорційний вертикальному баричному градієнту

h = - d_z / d_р м/гПа

Приклад: Атмосферний тиск біля земної поверхні 1000 гПа. Температура повітря 0⁰. Визначити баричний ступінь. Використаємо скорочену формулу Бабіне

h = 8000 / р (1 + αt) = 8000 / 1000 (1 + 0,004 · 0) = 8 м / гПа

Виходить, що коли піднімемось на 8 м від земної поверхні, то атмосферний тиск зменшиться на 1 гПа. На висоті 5 км, де тиск близько 500 гПа, баричний ступінь уже буде становити близько 16 м / гПа ( при температурі 0⁰). При підвищенні температури за незмінного тиску баричний ступінь збільшується на 0,4 % на кожен градус.

Якщо в наведеній формулі замість dр підставити його значення, а потім значення ρ, то

h = - d_z / d_р = - d_z / -qρdz = 1 / qρ = R _сT_в / qр м/гПа

Звідси видно, що величина баричного ступеня прямо пропорційна температурі та обернено пропорційна атмосферному тиску. Отже, в теплому повітрі баричний ступінь більший, ніж в холодному. Тому теплі області у високих шарах атмосфери стають областями високого тиску, а холодні – областями низького тиску. Взагалі атмосферний тиск в середньому закономірно змінюється: коли висота збільшується в арифметичній прогресії то тиск зменшується майже в геометричній прогресії. Так в Європі середній тиск на рівні моря 1014 гПа, на висоті 5 км – 538 гПа, 10 км – 262 гПа, 15 км – 120 гПа, 20 км – 56 гПа, 30 км – 10 гПа, 50 км – 1,3 гПа. На висоті 5 км тиск майже вдвічі нижчий, ніж на рівні моря, на 15 км – майже у 8 разів, а на висоті 20 км – у 18 разів нижчий, ніж на рівні моря.

6.3. Баричне поле

Б аричним полем називають розподіл атмосферного тиску на площині. Для виявлення розподілу атмосферного тиску здавна складають синоптичні карти. Це географічні карти, на які наносять значення основних метеорологічних величин ( у тому числі й атмосферного тиску), виміряних в один і той же момент, при цьому атмосферний тиск приведений до рівня моря. Точки з однаковим атмосферним тиском з’єднуються плавними лініями, які й називаються ізобарами. Їх проводять через 5 гПа, ізобари завжди кратні 5 гПа, наприклад 990, 995, 1000 гПа тощо.

В

Мал. 6.2. Баричні системи на синоптичній карті: Н - циклон, В – антициклон,

С – сідловина.

баричному полі виділяються у першу чергу основні баричні системи – це циклони та антициклони. На приземних картах вони виділяються замкненими концентричними ізобарами неправильної округлої або овальної форми. Циклони, це вихори з низьким тиском у центрі (Н), антициклони – з високим (В) (мал. 6.2). Крім того в баричному полі помітні ще баричні системи з незамкненими ізобарами. Це улоговини та гребені.

Улоговина – це смуга зниженого атмосферного тиску між двома областями підвищеного тиску. Найчастіше вона є витягнутою периферією циклону. Найнижчий тиск спостерігається на осі улоговини. Ізобари в улоговині мають вигляд латинської буквиV, тобто на її осі ізобари різко змінюють напрям.

Гребінь – це смуга підвищеного атмосферного тиску між двома областями зниженого тиску. Він також буває у вигляді периферійної частини антициклону. Найвищий тиск спостерігається на осі гребеня. Ізобари в ньому мають вигляд латинської букви U і змінюють свій напрям не так різко як в улоговині.

Виділяють також особливу баричну систему – сідловина. Це ділянка баричного поля між двома циклонами та двома антициклонами, розташованими навхрест. Замість циклонів та антициклонів іноді сідловини утворюють відповідно улоговини та гребені.