Sorry, this entry is only available in
Russian
На жаль, цей запис доступний тільки на
Russian.
К сожалению, эта запись доступна только на
Russian.

For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

На Земле постоянно происходят разнообразные природные явления. Могучие природные силы за­трагивают то земную кору, то воды Мирового океана, то атмосферу.

Жизнь людей протекает на дне безбрежного воз­душного океана. Мы часто наблюдаем образование облаков, бурь, ураганные ветры. Все это происхо­дит потому, что окружающий нас воздух находится в непрерывном движении. Главными факторами, определяющими движение воздуха, являются: при­ток солнечной энергии, неоднородность поверхности Земли, вращение Земли вокруг своей оси, трение воздуха о земную поверхность. Лучистая энергия Солнца является основным источником движения воздуха. Распределяется она на земном шаре неравномерно. В этом и есть при­чина возникновения ветра. В экваториальную и тропические зоны Земли солнечной радиации по­ступает больше, чем в умеренные зоны и особенно в высокие широты. Поэтому и воздух в низких широтах нагревается больше, чем в умеренной зо­не средних и высоких широт. Между теплыми и относительно холодными массами воздуха возникают разности температуры (Разность температуры, определяемая по нормали, отне­сенная к единице расстояния, называется градиентом температуры. Он обычно определяется в градусах на 100 км).

Ввиду этого на Земле возникает неодинаковое рас­пределение атмосферного давления. Из областей высокого давления воздух стремится перейти в ме­ста с более низким давлением. Отток воздуха про­исходит до тех пор, пока существует разность атмо­сферного давления в горизонтальном направлении. Давление воздуха измеряется в миллиметрах ртутного столба или миллибарах. Разность давления, отнесенная к единице расстояния (100 км), называется горизонтальным градиентом давления, или барическим градиентом. Градиент давления направлен по нормали от высокого давления к низ­кому. Чем больше градиент давления, тем больше скорость ветра. В умеренных широтах Земли наиболее часто наблюда­ются градиенты давления, равные 1—3 мб на 100 кмПри градиенте давления 10—15 мб на 100 км скорость ветра до­стигает ураганной силы (более 30 м/сек). В тропической зо­не возникают вихри, в системе которых иногда наблюдаются разности давления на расстоянии 100 кмравные 30—60 мб и более. Скорость ветра в этих случаях превышает 50 — 60 м/сек.

За исключением узкой экваториальной зоны ветер направ­лен не вдоль градиента давления, а под некоторым углом к нему. Одной из сил, вызывающей изменение направления движения и скорости воздушных течений,, является отклоняю­щая сила вращения Земли или, как обычно ее называют, си­ла Кориолиса. Под действием силы Кориолиса ветер дует не вдоль градиента давления, а отклоняется от него на 90° в Северном полушарии вправо, а в Южном полушарии — вле­во. Сила Кориолиса оказывает действие на все движущиеся тела на Земле: течение рек, морские течения и др.

В приземном слое воздуха действует еще и сила трения, направленная всегда в сторону, противоположную движению, и пропорциональная его скорости. Сила трения уменьшает скорости воздушных течений и отклоняет их вправо от гра­диента давления и влево от направления течений вне слоя трения. Влияние трения посредством турбулентного переме­шивания воздуха передается в вышележащие слои до высоты около 1 км над земной поверхностью. Влияние трения наи­большее у поверхности Земли. С высотой оно уменьшается и на уровне около 1 км почти прекращается.

Если течения воздуха криволинейны, как это бывает в си­стеме атмосферных вихрей, то на движение воздуха оказы­вает действие и центробежная сила.

Скорости ветра измеряются в метрах в секунду, километ­рах в час, милях в час, узлах в час и т. п. Существует шкала Бофорта, по которой определяют силу ветра в баллах. В табл. 1 приведены сравнительные единицы измерения скоро­сти ветра.

У поверхности Земли и на высотах скорость и направле­ние ветра хорошо связаны с полем давления. Однако здесь в сложных условиях рельефа скорость и направление его мо­гут не соответствовать полю давления. В районах с пересе­ченным рельефом температура воздуха у поверхности Земли отличается неравномерностью.

Вблизи поверхности Земли структура полей температуры и давления (Под полем той или иной величины, например давления, температур ры, ветра понимается распределение ее в пространстве и во времени. Поле атмосферного давления изображается изобарическими поверхностя­ми, поле температуры воздуха — изотермическими поверхностями, поля ветра распределением скорости и направления движения воздуха и т. п.) может быть в любом сочетании. Низкое или вы­сокое давление может сочетаться с низкими или высокими значениями температуры. С высотой положение изменяется. Уже на высотах 2—4 км поле давления по характеру распо­ложения изобар (линий одинакового давления) приближается к изотермам — линиям одинаковой температуры. Объясняется это тем, что изменение давления с высотой на единицу рас­стояния (по вертикали) зависит от средней температуры воз­духа, заключенного между нижней и верхней границей рассматриваемого слоя. В теплом воздухе на высотах давле­ние относительно выше, чем в холодном. Следовательно, если у поверхности Земли между двумя пунктами давление оди­наковое, а температура разная, то на некоторой высоте воз­никает горизонтальный градиент давления, направленный из области, занятой теплым воздухом, в сторону области холод­ного воздуха. Чем больше разность температуры между ука­занными массами воздуха, тем больше градиент давления, а следовательно, и скорость ветра.

Так как разность скоростей ветра между двумя уровнями зависит от среднего в слое (между этими уровнями) горизон­тального градиента температуры, по величине этого градиен­та можно вычислить приращение ветра с высотой. Это позво­лило ввести удобное для практических целей понятие термического ветра (Термический ветер — векторный прирост ветра От одного уровня до другого, зависящий от среднего горизонтального градиента темпера­туры в слое между этими уровнями. Термический ветер пропорционален среднему горизонтальному градиенту температуры и направлен по изо­терме). Таким образом, изменение ветра с вы­сотой определяется величиной и направлением горизонталь­ного градиента средней температуры слоя воздуха между двумя высотами. Поэтому градиент давления у поверхности Земли с высотой меняется и приближается к градиенту тем­пературы в свободной атмосфере, а изобары по своей конфи­гурации приближаются к изотермам.