Determinarea vitezei direcției și a vântului în stratul de suprafață de hartă meteo

Apariția vântului cauzată de forța orizontală a gradientului de presiune, având ca rezultat deplasarea particulelor de aer. Gradientul de presiune este raportul dintre schimbarea valorii presiunii atmosferice la distanța la care se produce schimbarea. Deoarece în timpul isobars pe o hartă între vremea aceeași presiune diferențială este luat isobars adiacente (4 sau 5 mbar) pare că mai scurtă distanța dintre isobars, cu atât mai mare puterea gradientului orizontal și vânt în mod corespunzător mai puternic în zona. În cazul în care particulele de aer acționat numai forța de gradient de presiune, s-ar muta din zonele de presiune atmosferică ridicată în scăzut perpendicular pe isobars. Dar, de îndată ce particulele de aer în mișcare, ea începe să acționeze asupra forței Coriolis, care apare ca rezultat al rotației Pământului, iar în cazul în care se mișcă de particule de-a lungul unui traseu curbat, apoi, în plus față - forța centrifugă (Figura 3). forța Coriolis în emisfera nordică, are tendința de a devia o particulă la dreapta direcției sale de deplasare (în sud - dimpotrivă). particule de aer continuă să se abată de la normal la izobata, atâta timp cât forța gradientului de presiune este echilibrat de suma Coriolis și forțele centrifuge. Efectele combinate ale acestor forțe conduce la faptul că particulele de aer din atmosferă liberă (mai mare de 1000 m de la sol sau suprafața apei, unde forța de frecare nu acționează) în latitudinile de mijloc se deplasează tangențial la isobars. În această zonă de presiune scăzută în emisfera nordică rămâne la stânga, și zona de înaltă presiune - dreapta direcției de deplasare (în emisfera sudică - dimpotrivă). O astfel de mișcare a particulelor de aer la isobars rectilinii numit vânt geostrophic. mișcarea constantă a aerului într-o traiectorie circulară sub influența forțelor de gradient, Coriolis și centrifugal fără gradient de frecare numit sau vânt geotsiklostroficheskim.

Într-un sol (unitate) strat de particule de aer atmosferice suplimentare frecare forță acționează, unele retard și deflectoare-le de tangenta la izobata în direcția presiune redusă (Figura 3). Unghiul de deviere depinde de latitudinea. Valorile sale sunt prezentate în Tabelul 1. Viteza vântului geostrophic poate fi găsit de formula 1, care este rezultatul însumarea vectorială a forțelor care acționează mai sus asupra particulelor din aer.

În cazul în care: G - forța orizontală a gradinta de presiune.

- viteza unghiulară a Pământului.

- latitudine de interes pentru noi pe suprafața Pământului.

După substituirea valorilor gradientului de presiune, rata unghiulară a Pământului și densitatea aerului la isobars efectuate după 5 milibari. formula (1) poate fi reprezentat după cum urmează:

În cazul în care: - distanța dintre isobars adiacente în care ne interesează în grade de latitudine.

Viteza vântului în conformitate cu această formulă se obține în metri pe secundă.

Tabelul 1 Unghiurile de deviere a vântului în stratul de suprafață al tangentei la izobata

Apa este mai cald decât aerul cu mai mult de 2,0 °

Pe cele mai multe hărți vreme moderne pentru determinarea vitezei vântului geostrophic include un nomograma special numit gradient de conducător. a cărei formă și metoda de utilizare prezentată în Fig. 4. hărți meteorologice britanice din gama gradientului vitezei vântului determinat la nodurile, respectiv, pentru a calcula viteza vântului în metri pe secundă, rezultatul obținut din intervalul de gradient trebuie să fie împărțit la 2.

Pe baza celor de mai sus, direcția vântului în stratul de suprafață a hărții vremii este determinată după cum urmează:

• Vector viteza vântului de gradient va fi tangent la isobars într-un loc de interes pentru noi, cu o zonă de presiune scăzută în emisfera nordică va fi pe stânga, iar în sud - la dreapta direcția vântului.
• Direcția vântului ne interesează în stratul de suprafață (cel care acționează asupra navei creează agitație etc.) vor fi respinse de direcția gradientului la unghiul specificat în tabel. 1 spre regiunea subpresiune (fig. 3). In latitudinile medii (Marea Nordului, Marea Baltică, Marea Neagră, Marea Mediterană), acest unghi se poate presupune că la 10-15 °. Nu trebuie să uităm că hărțile meteorologice, de obicei, nu sunt în Mercator, și în proiecție gnomonic, prin urmare, direcția vântului este necesară corelarea cu direcția cea mai apropiată meridianului.

Pentru a meteo pe hartă pentru a găsi viteza vântului la nivelul solului, este necesar:

§ Utilizați busola pentru a elimina de pe hartă distanța cea mai scurtă dintre isobars adiacente suntem interesați în loc.

§ Fără a schimba soluția compas, atașați-l la picioarele liniei gradientului în fața semnului care corespunde latitudinii și elimina viteza vântului geostrophic. Dacă este necesar - pentru a face interpolare între curbe (Figura 4). În absența unui gradient pe o linie hartă dacă izobară realizată după 5 mbar, pentru a determina viteza vântului geostrophic prin formula (2).

§ Dacă doriți să convertiți viteza vântului în metri pe secundă.

§ Pentru a determina viteza vântului în stratul de suprafață multiplicată viteza vântului geostrophic asupra coeficientului de frecare, valorile care sunt date în tabel. 2. Dacă diferența dintre temperatura aerului și apei nu a fost determinată, acest raport poate fi luat ca: Sushi - 0,4, la mare, în vara - 0.6 iarna - 0,8.

Fig. 3 Forțele care acționează asupra particulelor de aer din stratul de suprafață și metoda de determinare a direcției vântului hărții vremii. Vântul în acest exemplu - de vest.

Fig. Exemplul 4. geostrophic determina viteza vântului interval de gradient. Viteza vântului în acest exemplu - 15 noduri.