 |
Ветер, турбулентность, конвекция.
|
|
|
|
Ве́тер — поток воздуха, движущийся относительно земной поверхности со скоростью свыше 0,6 м/с [1].
Ветры над большими площадями образуют обширные воздушные течения — муссоны, пассаты, из которых слагается общая и местная циркуляция атмосферы.
Ветер возникает в результате неравномерного распределения атмосферного давления и направлен от зоны высокого давления к зоне низкого давления. Вследствие непрерывного изменения давления во времени и пространстве скорость и направление ветра постоянно меняются. С высотой скорость ветра меняется из-за убывания силы трения.
Для визуальной оценки скорости ветра служит шкала Бофорта. Метеорологическое направление ветра указывается азимутом точки, откуда дует ветер; тогда как аэронавигационное[2] направление ветра — куда дует, таким образом значения различаются на 180°. Многолетние наблюдения за направлением и силой ветра изображают в виде графика — розы ветров.
В ряде случаев важным является не само направление ветра, а положение объекта относительно него. Так, при охоте на животное с острым нюхом к нему подходят с подветренной стороны[3] — во избежание распространения запаха от охотника в сторону животного.
Виды ветров
Бриз — ветер, дующий с берега в море и с моря на берег; в первом случае называется береговым бризом, а во втором — морским.
Муссон — периодический ветер, изменяющий свое направление в зависимости от времени года. Муссоны наблюдаются главным образом в тропическом поясе.
Пассаты — ветры, дующие с довольно постоянной силой трех-четырёх баллов; направление их не сохраняется всегда постоянным, но изменяется, в тесных, однако, пределах.
ТУРБУЛЕНТНОСТЬ АТМОСФЕРЫ — беспорядочные вихревые движения небольших масс воздуха (скоплений молекул), непрерывно изменяющихся по своему составу. Каждая частица воздуха участвует одновременно как в этих движениях, так и в ламинарном переносе определённого слоя атмосферы. Частицы воздуха, переносимые вихрями из одного слоя атмосферы в другой, приносят с собой свойства (скорость движения, темп-ру, влагосодержапис, твёрдые примеси и т.д.), присущие слою, из к-рого они вышли. Тем самым Т. а. обусловливает перемешивание горизонтальных слоев и способствует увеличению однородности атмосферы. Т. а. воспринимается как порывистость ветра. В приземном слое Т. а. резко ослабляется с приближением к земной поверхности (уменьшаются размеры вихрей и переносимых ими масс). В этом слое интенсивность Т. а. возрастает от величин, характерных для молекулярных процессов (в пограничном слое толщиной неск. см), до величин, в десятки и сотни тысяч раз больших на вые. 30—40 м (см. Коэффициент турбулентного обмена).
|
|
|
Конвекция в атмосфере, вертикальные перемещения объёмов воздуха с одних высот на другие, обусловленные архимедовой силой: воздух более тёплый и, следовательно, менее плотный, чем окружающая среда, перемещается вверх, а воздух более холодный и более плотный — вниз. При слабом развитии Конвекция (в атмосфере) имеет беспорядочный, турбулентный характер. При развитой Конвекция (в атмосфере) над отдельными участками земной поверхности возникают восходящие и нисходящие токи воздуха, пронизывающие атмосферу иногда до высот стратосферы (проникающая Конвекция (в атмосфере)). Вертикальная скорость восходящих токов (термиков) при этом обычно порядка нескольких м/сек, по иногда может превышать 20—30 м/сек. С проникающей Конвекция (в атмосфере) обычно связано образование облаков Конвекция (в атмосфере) — кучевых и кучево-дождевых (грозовых).
Воздушные массы и фронты.
|
|
|
Воздушная масса - большая масса воздуха в тропосфере, горизонтальные размеры которой соизмеримы с размерами частей океанов и континентов. Воздушная масса обладает сравнительной однородностью физических свойств.
Обычно воздушная масса перемещается в направлении основного воздушного течения на высотах и отделяется от соседних воздушных масс атмосферными фронтами.
По областям формирования различают арктические/антарктические, умеренные (полярные), тропические и экваториальные воздушные массы, которые, в свою очередь, делятся на морские и континентальные.
Атмосферный фронт - переходная зона в тропосфере между смежными воздушными массами с разными физическими свойствами.
Атмосферный фронт возникает при сближении и встрече масс холодного и теплого воздуха в нижних слоях атмосферы или во всей тропосфере, охватывая слой мощностью до нескольких км, с образованием между ними наклонной поверхности раздела. Атмосферный фронт может находиться в стационарном состоянии или в движении.
Различают теплые, холодные фронты, а также фронты окклюзии. Основными атмосферными фронтами являются: арктические, полярные и тропические.
Воздух умеренных широт - воздушные массы, формирующиеся в умеренных широтах. Континентальный воздух умеренных широт имеет невысокую влажность, его летние и зимние температуры значительно различаются. Морской воздух умеренных широт - влажный, перепады температуры от зимы к лету гораздо меньше.
Тропический воздух - воздушные массы, формирующиеся в течение всего года в тропических и субтропических широтах, а также (летом) на юге умеренных широт. Тропический воздух взаимодействует
- с воздухом умеренных широт, от которого отделен полярным фронтом; и
- с экваториальным воздухом, от которого отделен внутритропической зоной конвергенции.
Летние температуры континентального тропического воздуха очень высоки, влажность мала, воздух сильно запылен. Морской тропический воздух - теплый и влажный.
Экваториальный воздух - воздушные массы, формирующиеся близ экватора. Экваториальный воздух отличается высокой влажностью; перемещаясь в более высокие тропические широты, приносят сильные ливни, особенно при переходе с океана на более нагретую сушу, где влажные воздушные массы подхватываются мощными конвективными движениями. Экваториальный воздух отделен от тропического воздуха внутритропической зоной конвергенции.
|
|
|
Радиация.
В метеорологии термин «радиация» означает электромагнитное излучение, к которому относят видимый свет, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, но не включают радиоактивное излучение. Каждый объект в зависимости от своей температуры испускает разные лучи: менее нагретые тела – главным образом инфракрасные, горячие тела – красные, более горячие – белые (т.е. эти цвета будут преобладать при восприятии нашим зрением). Еще более горячие объекты испускают голубые лучи. Чем сильнее нагрет объект, тем больше он излучает световой энергии.
Преобладающим типом электромагнитного излучения облаков, деревьев или людей является инфракрасное излучение, невидимое для человеческого глаза. Оно является основным способом вертикального обмена энергией между земной поверхностью, облаками и атмосферой.
Метеорологические спутники оснащены специальными приборами, которые выполняют съемку в инфракрасных лучах, испускаемых в космическое пространство облаками и земной поверхностью. Более холодные, чем земная поверхность, облака излучают меньше и, следовательно, выглядят в инфракрасных лучах темнее, чем Земля. Большое преимущество инфракрасной фотосъемки заключается в том, что ее можно проводить круглосуточно (ведь облака и Земля излучают инфракрасные лучи постоянно).
Угол инсоляции. Величина инсоляции (приходящей солнечной радиации) меняется во времени и от места к месту в соответствии с изменением угла, под которым солнечные лучи падают на поверхность Земли: чем выше Солнце над головой, тем она больше. Изменения этого угла определяются в основном обращением Земли вокруг Солнца и ее вращением вокруг своей оси.
Величина солнечной радиации, поступающей за сутки на внешнюю границу атмосферы в Северном полушарии, выражается в ваттах на квадратный метр горизонтальной поверхности (т.е. параллельной земной поверхности, не всегда перпендикулярной солнечным лучам) и зависит от солнечной постоянной, угла наклона солнечных лучей и продолжительности дня.
|
|
|
