Геострофический ветер

Простейшим видом движения воздуха является прямолинейное и равномерное движение без трения. В метеорологии оно называется геострофическим ветром (рисунок 57).

При этом предполагается, что на воздух действует лишь две силы: сила горизонтального барического градиента и сила Кориолиса, при этом они уравновешивают друг друга.

и

Отсюда для скорости геострофического ветра получим:

.

Выделим на какой-либо уровенной поверхности в атмосфере единичный объем воздуха. Если изобарические поверхности вблизи этого уровня наклонены к горизонту под некоторым углом, то на выделенный объем действует горизонтальная составляющая градиента давления G. Под влиянием G объем воздуха начнет двигаться с ускорением перпендикулярно изобарам в сторону низкого давления. Но как только возникнет скорость V, сейчас же появится сила Кориолиса А, направленная по нормали к вектору скорости вправо (в северном полушарии). Изменение скорости ветра V будет продолжаться до тех пор, пока А не уравновесит G (вектор скорости V будет поворачиваться вправо). Произойдет это в том случае, когда воздух начнет двигаться вдоль изобар. На картах абсолютной барической топографии геострофический ветер направлен вдоль изогипс.

На практике расчет Vg выполняется при помощи т.н. градиентных линеек, построенных Белинским, Погосяном и др. на основе приведенного соотношения и его производных.

В реальных условиях атмосферы, как правило, движение воздуха неустановившееся и не строго горизонтальное, а изобары (изогипсы) не прямолинейные и не равноотстоящие. Поэтому ветер и в свободной атмосфере не равен геострофическому. Соотношение дает лишь приближенные значения для проекций ветра вне пограничного слоя. Модели движения атмосферы, в которых проекции ветра принимаются равными Vg, называются квазигеострофическими. Они применяются для численных методов решения.

Дата добавления: 2014-01-04