15.11.2010Г. Лекция.6

Ветер.

Ветер – это горизонтальное перемещение воздушных масс относительно земной поверхности. Ветер – величина векторная и определяется двумя характеристиками: направлением и скоростью.

Направление ветра – это азимут точки горизонта, откуда дует ветер. Направление ветра определяется в румбах или градусах.

С корость ветра – это скорость перемещения воздуха за выбранный промежуток времени. Обычно определяется в м/с или км/ч.

Причины возникновения ветра.

Непосредственной причиной возникновения ветра является неравномерное распределение давления в горизонтальном направлении. Воздух может находится в состоянии покоя, пока на данной территории атмосферное давление распределяется равномерно, но, как только, появляется разность давления между соседними пунктами, то сейчас же начинается движение воздуха в горизонтальном направлении из области более высокого давления в сторону более низкого. Чем больше изменяется давление от одного пункта к другому, тем сильнее ветер между ними. Т.к. движение воздуха начинается под влиянием разности давления, то можно сказать, что ветер возникает под действием силы барического градиента.

Сила барического градиента:

, где ρ – плотность воздуха, – барический градиент

Как видим, чем ближе изобары друг к другу, тем величина барического градиента больше. Из формулы видим, что при одинаковом барическом градиенте, в теплом воздухе, как в менее плотном, сила барического градиента больше и ветер сильнее.

Движение воздуха в свободной атмосфере и приземном слое: свободная атмосфера начинается с высоты, где перестает действовать влияние подстилающей поверхности (1 – 1,5 км.) на движение воздуха.

Е сли бы на частицы воздуха действовала только сила барического градиента, но направление движения воздуха, т.е. ветер, совпало бы с направлением горизонтального градиента давления. В действительности ветер отклоняется от направления градиента давления. Это вызвано наличием в атмосфере других сил, начинающих действовать одновременно с направлением движения воздуха.

1. земная поверхность поворачивается под движущейся массой воздуха, которая по инерции сохраняет свое движение, в результате движущийся воздух отклоняется вправо от направления движения. Эта сила называется силой Кориолиса и возрастает от экватора к полюсу. Действует всегда перпендикулярно движению и отклоняет его вправо.

2. при движении воздушных частиц по криволинейным траекториям возникает центробежная сила, которая направлена по радиусу кривизны и отклоняет движение воздуха от центра к периферии. В результате сложения этих сил, ветер дует вдоль изобар в циклоне против часовой стрелки. При прямолинейных изобарах в свободной атмосфере действуют две силы: сила барического градиента и сила Кориолиса. Они уравновешивают друг друга, и ветер дует вдоль изобар, оставляя низкое давление слева. Это так называемый градиентный ветер. Градиентный ветер имеет большое значение для самолетовождения, для навигационных расчетов необходимо знать ветер по всей трассе. В этих целях используется градиентный ветер, который рассчитывается по картам барической топографии с помощью градиентной линейки.

3. на движение воздуха в приземном слое большое влияние оказывает сила трения. Она действует в сторону обратную направлению ветра, но с небольшим отклонением, поэтому уменьшает скорость ветра и угол между направлением барического градиента и направлением ветра, поэтому в приземном слое в циклоне ветер дует вдоль изобар с небольшим отклонением к центру, в антициклоне с небольшим отклонением от центра к периферии.

С увеличением высоты ветер усиливается, т.к. сила трения приближается к 0, поэтому на высоте 500 м. ветер бывает в два раза сильнее, чем у Земли.

Наблюдение за ветром.

Скорость и направление ветра в аэропортах измеряется на высоте 8 – 12 м. Для чего на специальных мачтах устанавливают стационарные приборы анеморумбометры и анеморумбографы. Это дистанционные электромеханические приборы, измеряющие скорость и направление ветра. В полевых условиях на посадочных площадках для определения скорости используется анимометры, направление ветра с помощью ветрового конуса. Для определения ветра на высотах в пограничном слое и в открытой атмосфере используют шары-пилоты и радиозонды. Шаропилотные данные используют также для получения скорости и направления ветра на высоте круга и на высоте 100 м., а также для определения сдвига ветра. Чтобы информация о характеристиках ветра была характерна для всей ВПП вдоль нее должно быть установлено не менее двух датчиков ветра. Индикаторы ветра, связанные с каждым датчиком должны быть установлены у наблюдателя и диспетчера старта и посадки.