Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Рушійна сила баричного градієнта




Читайте также:
  1. Величина вологоадіабатичного градієнта залежно від температури та тиску
  2. Рушійна сила масообмінних процесів

Горизонтальний баричний градієнт – падіння тиску на одиницю відстані по направленню перпендикулярному ізобарі, в сторону пониження тиску. Горизонтальний баричний градієнт – сила, що приводить у рух маси повітря.

Виділимо на деякому рівні в атмосфері дві прямолінійні ізобари з тиском 1005 та 1000 мб, що розташовані в одній горизонтальній площині (рис. 14.4), та деякий об’єм повітря між цими ізобарами у вигляді куба з ребрами в 1см2, дві бокові грані якого розташовані паралельно ізобарам.

Рис. 14.4 Рушійна сила баричного градієнта

Грані а і в мають однаковий тиск, тому що вони розташовані перпендикулярно ізобарам. Рівнодіюча сил F2 і F4, діючих на ці грані, дорівнює 0.

Рівнодіюча двох вертикальних сил F5 і F6, направлена вверх, урівноважується вагою виділеного нами об’єму повітря.

Грань d має тиск більший ніж грань c. Рівнодіюча сил F1 і F3, діюча на ці грані, дорівнює F1 – F3 та направлена в сторону направлення баричного градієнту. Результуюча цих сил і призводить до руху об’єму, що розглядається.

Проведемо ізобари, дотичні до граней c і d, та позначимо тиск на першій з них p, тоді на другу – тиск буде дорівнювати p+ê p/ên, де зміна тиску на відстані ên = 1см2. Сила F1 = p та F3= p+ê p/ên. Рівнодіюча цих сил

F =F1 – F3 = p – (p+ê p/ên )= - ê p/ên. (14.1)

Ми знайшли силу, що діє на одиницю об’єму повітря. Розділив цю силу на масу в 1 см3, тобто на r (щільність), отримаємо величину сили баричного градієнту G, що діє на одиницю маси (1г)

G= - 1/r *ê p/ên. (14.2)

Сила G – рушійна сила баричного градієнту. Вона направлена перпендикулярно ізобарам у сторону зменшення тиску. ЇЇ розмірність

[G] = см3 дин / г см2 см =см /сек2.

Під впливом цієї сили повітряні частки починають рухатись у напрямку баричного градієнту. Але як тільки бере початок рух - починають діяти інші сили, а саме, відхиляюча сила обертання Землі та сила тертя.

9.4. Відхиляюча сила обертання Землі (сила Коріоліса)

 

У 1838р. Коріолісом було доведено, що будь-яке тіло, що рухається повздовж земної поверхні, намагається відхилитися в північній півкулі вправо, а в південній – вліво від первісного направлення свого руху. На обертаючій Землі всяке тіло або маса, що рухається відчуває так зване поворотне прискорення. Це прискорення називають відхиляючої силою Землі або силою Коріоліса. Вона не прискорює, не сповільнює рух, а змінює його напрямок.

Припустимо, що частки повітря (у північній півкулі) під дією сили баричного градієнту починають рухатись по меридіану SC (рис. 14.5). У направленні ав. Так як Земля обертається навколо осі з заходу на схід, меридіан SC через деякий час займе положення S1C, а рухомі частки повітря перемістяться в в1. Тому при положенні меридіану S1Cнапрямок руху часток а1в1 залишається паралельним первісному їх напрямку ав. З рисунка видно, що потік повітря, що рухається відхиляється від меридіана, а значить від направлення баричного градієнта вправо. Аналогічно відбувається відхилення повітряних потоків вліво в південній півкулі. Можна довести, що сила Коріоліса діє не тільки в меридіанному напрямку, а й у будь-якому.



 

Рис. 14.5 Дія відхиляючої сили оберту Землі

Величина відхиляючої сили Землі А залежить від

- географічної широти j,

- швидкості потоку, що рухається n;

- кутової швидкості оберту Землі w.

Остання показує, на який кут повертається Земля навколо своєї вісі за 1сек. Її виражають у радіанах і вона дорівнює

w =2p /24*60*60 =7,29 10-5 сек -1. (14.3)

Величина силі Коріоліса, що діє на одиницю маси, дорівнює

А =2 n w Sinj см/сек2. (14.4)

З формули видно, що на полюсі (j =900) відхиляюча сила оберту Землі А має максимальне значення. Зі зменшенням j величина А меншає та на екваторі (j =00)дорівнює нулю. З підвищенням швидкості руху n, відхиляюча сила оберту також збільшується. Відхиляюча сила оберту Землі діє завжди в напрямку перпендикулярному до напрямку руху. Вона змінює тільки напрямок руху повітряного потоку, але не впливає на його швидкість. Прискорення, що утворює відхиляюча сила оберту Землі невелике. Так, наприклад, на широті 500, при швидкості вітру 20 м/сек, А =0,22 см/сек2.

Під впливом сили Коріоліса в північній півкулі праві береги річок розмиваються водою та стають крутішими, ніж ліві. Льоди в Арктиці під дією відхиляючої сили А рухаються не по напрямку вітру, а відхиляються від нього на 30-400 вправо.

 





Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 186; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2018) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление ip: 54.166.203.17
Генерация страницы за: 0.003 сек.