3.6.Лабораторна робота № 6. Вивчення методів визначення характеристик вітрового режиму та сфери їх практичного застосування

Обладнання: анемометр чашковий, анемометр крильчатий, анеморумбометр АР-2, флюгер Вільда.

Завдання 1. Замалювати у зошиті будову та описати принцип дії основних метеорологічних приладів для визначення характеристик вітрового режиму:

• флюгера Вільда,

• анемометра чашкового,

• анемометра крильчатого,

• анеморумбометра.

Завдання 2. Ознайомитись з шкалою Бофорта для визначення сили вітру (див. додаток).

Завдання 3. Розв’язати задачі.

Завдання 4 (висновок). Оцінити сфери застосування даних по вітровому режиму атмосфери, їх екологічне значення та використання при прогнозі розсіювання забруднюючих речовин.

Теоретичні відомості до роботи

Вітер у атмосфері безпосередньо пов’язаний зі змінами тиску.

Вітер – це горизонтальний рух повітря відносно земної поверхні, який виникає внаслідок різниці у значеннях атмосферного тиску між двома точками. Вітер характеризується напрямком, швидкістю та силою.

Швидкість вітру v прямо пропорційна горизонтальному баричному градієнту і вимірюється у м/с або км/год (інколи – у вузлах, зокрема, в навігації. 1 вузол – це 2км/год).

Напрям вітру – це сторона горизонту, звідки він віє. Як правило, напрям вітру визначають в основних четвертях за румбами (наприклад: північний – пн., північно-східний – пн.-сх., північно-північно-західний – пн.-пн.-зх.).

Сила вітру – це його швидкість, переведена у бали за 12-бальною шкалою Бофорта (шкала наводиться у табл. ). Вона дорівнює:

р =0,25 v²,

де v - це швидкість вітру, у км/год.

Основна фізична сила, що визначає напрямок, швидкість вітру в атмосфері – це сила горизонтального баричного градієнта.

Горизонтальний баричний градієнт – це зміна тиску на одиницю відстані в горизонтальному напрямку. Фактично це вектор, напрям якого збігається з напрямом нормалі до ізобари в сторону падіння тиску, а величина зворотно пропорційна відстані між ізобарами. Напрям горизонтального баричного градієнта відповідає нахилу ізобаричної поверхні.

Крім сили градієнтної, на напрямок і швидкість вітру впливають:

• сила Коріоліса (відхиляюча сила обертання Землі) – відхиляє вітер праворуч у північній півкулі та ліворуч – у південній,

• відцентрова сила (виникає у замкнутих баричних системах, циклонах і антициклонах, спрямована від центру до периферії системи),

• сила тертя (спричиняється тертям повітряних мас і земної поверхні, спрямовано протилежно до сили баричного градієнта, „тормозить” швидкість вітру.

Вітри розрізняють залежно від напрямку і тривалості (постійні, пануючі, сезонні, середньомісячні, річні тощо). За результатами спостережень будують графіки розподілу вітрів за місяцями, сезонами і за рік, на яких відображають повторюваність напрямку вітру. Такі графіки називають розами вітрів.

Рис 13 а . Флюгер Вільда Рис. 13 б. Анеморумбометр

Рис. 14 . Ручний анемометр

Задачі до лабораторної роботи № 6.

1. Швидкість вітру дорівнює 1м/с. Скільки це становитиме км/год?

2. Швидкість вітру дорівнює 1км/год. Скільки це становитиме м/с?

3. Швидкість вітру дорівнює 12 м/с. Скільки це становитиме у балах? До якої категорії вітрів за шкалою Бофорта відноситиметься такий вітер?

4. Швидкість вітру дорівнює 45 км/год. Скільки це становитиме м/с?

5. Швидкість вітру дорівнює 20м/с. Скільки це становитиме км/год?

6. Сила вітру дорівнює 5 балів. Скільки це становитиме км/год?

7. Сила вітру дорівнює 8 балів. Скільки це становитиме м/с?

8. Швидкість вітру дорівнює 6 вузлів. Скільки це становитиме км/год? м/с?

Таблиця 3.2.