Как взаимосвязаны атмосферное давление и ветер кратко
Обновлено: 07.07.2024
Атмосферное давление – сила, с которой воздух давит на земную поверхность и находящиеся на ней предметы. Человек не чувствует то высокое давление, с которой воздух давит на него, т.к. оно уравновешивается тем давлением воздуха, который находится внутри организма. Масса воздуха на различных высотах неодинакова. Чем выше – тем значения атмосферного давления ниже.
С высотой атмосферное давление уменьшается.
Вопрос 2
Как взаимосвязаны: 1) температура воздуха и атмосферное давление; 2) атмосферное давление и ветер?
1)Температура воздуха и атмосферное давление связаны следующим образом: при нагревании объём воздуха увеличивается и становится менее плотным и из – за этого уменьшается атмосферное давление.
2) Атмосферное давление и ветер связаны следующим образом: ветер дует из области высокого давления в область более низкого.
Вопрос 3
Мэри Поппинс прилетела с восточным ветром. Как она перемещалась – с запада на восток или с востока на запад?
Мэри Поппинс перемещалась с востока на запад.
Вопрос 4
Как вы думаете, почему ветер называют по той стороне горизонта, откуда он дует, а не наоборот?
Ветер называют по той стороне горизонта, потому что его метеорологическое направление указывается азимутом точки, откуда он дует.
Вопрос 5
Подумайте, в каком случае сила ветра будет больше: если он дует между пунктами с атмосферным давлением 760 и 740 мм или между пунктами с атмосферным давлением 760 и 710 мм. Почему?
Сила ветра будет больше во втором случае, потому что большие перепады давления способствуют более сильному ветру.
Как ни малы отклонения действительного ветра в свободной атмосфере от градиентного, именно они имеют решающее значение для изменений атмосферного давления.
Атмосферное давление на каждом уровне, как мы знаем, равно весу вышележащего столба воздуха, т. е. пропорционально массе воздуха в этом столбе. Убыль массы воздуха в атмосферном столбе над тем или иным пунктом приводит к падению давления, увеличение массы воздуха — к росту давления.
Над любым уровнем в свободной атмосфере масса воздуха может меняться, между прочим, вследствие вертикальных движений воздуха. При нисходящем движении часть воздуха будет уходить ниже данного уровня, и давление на этом уровне будет убывать. В случае восходящего движения наблюдается обратное.
Но на земной поверхности давление не может изменяться вследствие вертикальных движений. Для этого нужны горизонтальные перемещения воздуха. Они являются основной причиной изменений давления на любом уровне, а на земной поверхности — единственной причиной.
Горизонтальное перемещение воздуха может приводить, а может и не приводить к изменениям давления, смотря по своим особенностям. Если, например, допустить, что ветер геострофический и дует в широтном направлении и при этом температура воздуха везде одинаковая, то изменений в распределении давления вовсе не будет. Распределение массы воздуха при указанных условиях не менялось бы, а следовательно, не менялось бы и распределение давления. Но при движении из одних широт в другие даже и при градиентном ветре были бы небольшие изменения давления. В действительности давление все время меняется, и подчас очень сильно. Меняется оно как раз за счет отклонений действительного ветра от градиентного.При этом значительные отклонения действительного ветра от градиентного вследствие трения могут менять распределение давления только в одну сторону, именно выравнивать разности давления, т. е. заполнять циклоны и ослаблять антициклоны. В действительности же всегда наблюдается также и возрастание разностей давления, т. е. углубление циклонов и усиление антициклонов. Эти изменения в барическом поле происходят в первую очередь за счет таких отклонений действительного ветра от градиентного в свободной атмосфере, при которых имеются составляющие ветра, направленные против градиента.
Фронты в атмосфере
В атмосфере постоянно создаются такие условия, когда две воздушные массы с разными свойствами располагаются одна подле другой и при этом разделены узкой переходной зоной — фронтом. В зоне фронта, при переходе от одной воздушной массы к другой, температура, ветра и влажность воздуха более или менее резко меняются.
В главе второй говорилось о главных фронтах в атмосфере, разделяющих воздушные массы основных географических типов. Рассмотрим теперь основные свойства фронтов.
Зона фронта всегда имеет какую-то ширину в горизонтальном направлении и какую-то толщину по вертикали. Однако и ширина, и толщина фронта очень невелики в сравнении с размерами разделяемых им воздушных масс. Поэтому, идеализируя действительные условия, можно представлять фронт как поверхность раздела между воздушными массами. В пересечении с земной поверхностью фронтальная поверхность, очевидно, образует линию фронта, которую также кратко называют фронтом. При такой идеализации можно рассматривать фронт также и как поверхность разрыва, понимая под этим, что температура и некоторые другие метеорологические элементы резко меняются в зоне фронта.
Очень важно то обстоятельство, что фронтальные поверхности проходят в атмосфере наклонно (рис. 82). Если бы обе воздушные массы были неподвижными, поверхность фронта между ними проходила бы горизонтально, параллельно горизонтальным же изобарическим поверхностям; теплый воздух лежал бы при этом над холодным. Но, поскольку воздушные массы движутся, поверхность фронта может существовать и сохраняться только при условии, что она наклонена к поверхности уровня и, стало быть, к уровню моря. При этом угол наклона зависит от скоростей, ускорений и температур воздушных масс, а также от географической широты и от ускорения силы тяжести. Теория и опыт показывают, что углы наклона фронтальных поверхностей к земной поверхности очень малы, порядка угловых минут. Тангенс угла наклона называют просто наклоном фронта. Он имеет порядок величины от 0,01 до 0,001. Таким образом, фронты проходят в атмосфере очень полого. При удалении от линии фронта на несколько сотен километров фронтальная поверхность окажется всего на высоте нескольких километров. Но все же очень важно, что воздушные массы, разделяемые такой поверхностью, располагаются не только одна рядом с другой, но и одна над другой. При этом холодный воздух лежит под теплым воздухом в виде узкого клина.
На чертежах угол наклона фронтальной поверхности по необходимости приходится преувеличивать.
Рис. 82. Поверхность фронта в вертикальном разрезе.
Из рис. 83 видно, что, пересекая поверхности фронта, изобарические поверхности прогибаются, принимая вид желобов, открытых вверх. Это распределение давления представляет собой ложбину в барическом поле — явную (случай /) или замаскированную (случаи // и ///). Легко убедиться, что при этом скорости воздушных течений по обе стороны от линии фронта распределяются следующим образом (рис. 84). Если холодный воздух находится на севере, а теплый на юге и, следовательно, поверхность фронта наклонена к северу, то трем случаям распределения давления соответствуют три таких случая распределения ветра: 1) западное течение в теплом воздухе и восточное в холодном; 2) оба западных течения, причем в теплом воздухе более сильное; 3) оба восточных течения, причем в холодном воздухе более сильное.
Рис. 83. Типы распределения давления вблизи фронтальной поверхности в вертикальном разрезе.
Тонкие линии — изобарические поверхности, жирная линия — фронталь ная поверхность.
Фронты в атмосфере не существуют постоянно. Они возникают заново, обостряются, размываются, исчезают. Но условия для их образования всегда существуют в тех или иных частях атмосферы, и потому фронты являются не редкой случайностью, а постоянной, повседневной особенностью атмосферы.
Обычный механизм образования фронтов (фронтогенеза) в атмосфере — это кинематический механизм: фронты возникают под влиянием таких полей движения воздуха, которые сближают между собой воздушные частицы с различной температурой (и другими свойствами). В определенной зоне горизонтальные градиенты температуры растут, что и означает образование резкого фронта, вместо постепенного перехода между воздушными массами. Аналогично уже существующие фронты могут размываться, т. е. превращаться в широкие переходные зоны и сглаживаться.
Рис. 84. Типы распределения ветра по обе стороны фронта в горизонтальной плоскости, соответствующие трем типам распределения давления рис. 83
Фронты могут в некоторых случаях возникать и под непосредственным тепловым влиянием подстилающей поверхности, например вдоль кромки льдов или на границе снежного покрова. Но этот механизм образования фронтов имеет малое значение в сравнении с кинематическим фронтогенезом.
Типы фронтов
В действительных условиях фронты, как правило, не параллельны воздушным течениям. Ветер по обе стороны фронта имеет составляющие, нормальные к фронту; поэтому сами фронты не остаются в неизменном положении, а перемещаются.
Фронт может перемещаться либо в сторону более холодного воздуха, либо в сторону более теплого воздуха.
Если линия фронта перемещается по земной поверхности в сторону более холодного воздуха, это значит, что клин холодного воздуха отступает и освобождаемое им место занимает теплый воздух. Такой фронт называют теплым фронтом (рис. 85 а). Прохождение теплого фронта через место наблюдения приводит к смене холодной воздушной массы теплой воздушной массой, следовательно, к повышению температуры и к определенным изменениям других метеорологических элементов. Если линия фронта перемещается в сторону теплого воздуха, это значит, что клин холодного воздуха продвигается вперед и теплый воздух перед ним отступает либо вытесняется вверх наступающим холодным клином.
Рис 85. Теплый (вверху) и холодный (внизу) фронт в вертикальном разрезе.
Такой фронт называют холодным фронтом (рис. 85 б). Его прохождение создает смену теплой воздушной массы на холодную и, в связи с этим, понижение температуры и резкие изменения других метеорологических элементов (рис. 86).
В зонах фронтов (или, как обычно говорят, на фронтальных поверхностях) возникают вертикальные составляющие скорости движения воздуха. Наиболее важен тот особенно частый случай, когда теплый воздух находится в состоянии восходящего скольжения, т. е. когда одновременно с горизонтальным движением он еще перемещается вверх над клином холодного воздуха. Именно с этим связано развитие над фронтальной поверхностью облачной системы, из которой выпадают осадки.
В случае теплого фронта восходящее скольжение охватывает мощные слои теплого воздуха над всей фронтальной поверхностью и возникает обширная система высоко-слоистых — слоисто-дождевых облаков с обложными осадками. В случае холодного фронта восходящее движение теплого воздуха ограничено более узкой зоной и особенно сильно перед холодным клином, где теплый воздух вытесняется холодным. Облака здесь будут в значительной мере иметь характер кучево-дождевых с ливневыми осадками и грозами.
Рис. 86. Изменение метеорологических элементов в одном случае прохождения холодного фронта в Москве.
В атмосфере при эволюции циклонов возникают и более сложные комплексные фронты, представляющие собой объединение двух или нескольких фронтальных поверхностей. Это — фронты окклюзии. Они также связаны с облачными системами.
Очень существенно, что все фронты связаны с ложбинами в барическом поле. В случае стационарного фронта изобары в такой ложбине параллельны самому фронту. Но в случаях теплого и холодного фронтов изобары имеют форму латинской буквы V, пересекаясь с фронтом, лежащим на оси ложбины.
В связи с этим при прохождении фронта ветер в данном месте будет менять свое направление по часовой стрелке;например, перед фронтом он является юго-восточным, а за фронтом перейдет на южный, юго-западный или западный.
Фронт и струйное течение
В предшествующем изложении фронт схематически рассматривался как геометрическая поверхность разрыва. В действительности фронт есть переходная зона между теплой и холодной воздушными массами. Температура на фронте не испытывает разрыва, а быстро меняется внутри зоны фронта. Это значит, что фронт характеризуется увеличенными горизонтальными градиентами температуры. Только внутри тропиков разности температур на фронте малы и главным признаком фронта становится сходимость линий тока.
Мы уже знаем, что если есть горизонтальный градиент температуры, достаточно совпадающий с горизонтальным барическим градиентом, последний с высотой растет, а с ним растет и скорость ветра.
Рис. 87. Вертикальный разрез через струйное течение над Европой в одном конкретном случае.
Кривые — изолинии западной составляющей скорости ветра в м/сек; жирные линии — тропопауза в холодном и теплом воздухе; заштрихована зона фронта. Скорость западного переноса на оси струйного течения превышает 100 м/сек
Отсюда следует, что во фронтальной зоне между холодным и теплым воздухом, где горизонтальный градиент температуры особенно велик, барический градиент особенно сильно растет с высотой, а с ним и скорость ветра достигает очень больших величин.
В результате в случае резкого фронта над ним наблюдается в верхней тропосфере и в нижней стратосфере в общем параллельное фронту сильное воздушное течение в несколько сотен километров шириной, со скоростями порядка 150—300 км/'час. Выше, в стратосфере, где горизонтальный температурный градиент меняется на обратный, барический градиент уменьшается с высотой и скорость ветра ослабевает. Максимальная скорость ветра наблюдается вблизи тропопаузы (рис. 87). Указанные сильные воздушные течения вблизи тропопаузы называют струйными течениями.В случае арктического фронта струйные течения обнаруживаются на более низких уровнях. При определенных условиях струйные течения наблюдаются и в стратосфере.
Главные фронты тропосферы — полярные, арктические — проходят в основном по широте, причем холодный воздух располагается в более высоких широтах. Поэтому связанные с ними струйные течения чаще всего направлены с запада на восток. Но при резком отклонении главного фронта от широтного направления такое же отклонение имеет и струйное течение.
Струйное течение, встречное по отношению к самолету, будет уменьшать скорость полета; попутное струйное течение будет, напротив, ее увеличивать, иногда существенно. Кроме того, в зоне струйного течения может развиваться сильная турбулентность. Поэтому учет струйных течений важен для обеспечения воздушного транспорта.
Каким бы невесомым ни казался нам воздух, он оказывает давление на земную поверхность. Оно постоянно изменяется, что приводит к возникновению ветров.
Атмосферное давление
Воздух имеет определённый вес. Он оказывает на земную поверхность давление в среднем 1 килограмм 33 грамма на каждый квадратный сантиметр. Холодный воздух тяжелее тёплого и поэтому давит на поверхность сильнее. Солнце нагревает земную поверхность неравномерно, из-за этого неравномерно нагревается и воздух. В связи с этим на поверхности образуются области с более высоким и более низким атмосферным давлением. Они последовательно сменяют друг друга от экватора к полюсам.
Традиционно давление воздуха измеряют ртутным барометром. Показателем давления служит высота ртутного столба, которая измеряется в миллиметрах (мм рт. ст.). Среднее давление на уровне моря при температуре О С составляет 760 мм рт. ст. Эта величина принимается за нормальное атмосферное давление. Па географических картах для изображения величины давления используют способ особых изолиний — изобар. Области высокого давления, окружённые изобарами, обозначают буквой — В, а низкого — Н.
Ветер
Неравномерное распределение атмосферной) давления у земной поверхности — основная причина возникновения горизонтального перемещения воздуха — ветра. Ветер всегда дует из областей с высоким давлением в области с низким давлением и характеризуется направлением, скоростью и силой. Направление ветра определяют по той стороне горизонта, откуда он дует. Например, северо-восточный ветер дует с северо-востока на юго-запад. Для изображения направления ветров на карте используются стрелки.
О направлении господствующих ветров в данной местности можно судить по специальному графику — розе ветров. На нём отмечается число дней, в течение которых дул ветер того или иного направления. Роза ветров может быть построена на день, месяц или год. Скорость ветра измеряется в метрах в секунду (м/с) и зависит от разницы в давлении между областями повышенного и пониженного давления. Сила ветра зависит от его скорости и определяется по шкале Бофорта от 0 до 12 баллов.
Постоянные ветры
Постоянные ветры образуются вследствие существования на Земле поясов повышенного и пониженного атмосферного давления. От 30-х широт, где сформировались пояса высокого давления, к экватору — в сторону пояса низкого давления дуют пассаты. Из областей высокого давления 30-х широт в области пониженного давления в умеренных широтах дуют постоянные ветры западного переноса. В полярных широтах господствуют полярные восточные ветры.
Благодаря осевому вращению Земли ветры отклоняются от своего первоначального направления в Северном полушарии вправо, в Южном — влево. Например, южные ветры приобретают в Северном полушарии юго-западное направление, а в Южном полушарии юго-восточное.
Сезонные ветры
Сезонные ветры возникают в определённые сезоны года. К ним относят муссоны — ветры, возникающие на границе суши и моря и дважды в год меняющие своё направление на противоположное. Причина их возникновения — неравномерность нагревания и охлаждения воды и суши и, как следствие, сезонная смена давления.
Суточные ветры
Разница в нагревании и охлаждении суши и океанов проявляется не только в разные сезоны года, но и в различное время суток. Поэтому на границе суши с морем или озером в течение суток идёт образование бризов.
Значение ветров
Венгры могут изменять погоду, перенося огромные массы тёплого или холодного воздуха, облака, а вместе с ними и осадки. Именно ветер переносит влажный воздух океанов на материки. В ветреную погоду в городах легче дышится, так как ветер уносит загрязнённый воздух. Ветры, дующие над морями и океанами, порождают волны и течения. На участках суши, лишённых растительности, ветер может выдувать горные породы, вызывать пыльные бури и эрозию почв. Ветры, дующие постоянно в одном и том же направлении, всегда были морякам верными помощниками, наполняя паруса и подгоняя корабли. Люди издавна использовали энергию ветра и строили ветряные мельницы. Сегодня в ряде районов действуют ветровые электростанции, которые превращают силу ветра в электричество.
Ветер это движение воздуха, вызванное перепадами давления, следовательно ветер направлен от мест с более высоким давлением к местам с более низким давлением.
Что такое Атмосферное давление?
Что такое Атмосферное давление?
В каких широтах располагаются пояса пониженного атмосферного давления в каких повышенного атмосферного давления?
В каких широтах располагаются пояса пониженного атмосферного давления в каких повышенного атмосферного давления.
Ответье пожалуста на вопросы Сколько приблизительно весит кубический метр воздуха?
Ответье пожалуста на вопросы Сколько приблизительно весит кубический метр воздуха?
Что такое атмосферное давление?
Чему приблизительно равно атмосферное давление?
Какое атмосферное давление называют нормальным?
Почему с высотой атмосферное давление уменьшается?
Какую сторону будет дуть ветер если атмосферное давление = 760 мм рт?
Какую сторону будет дуть ветер если атмосферное давление = 760 мм рт.
Как называется атмосферный вихрь с пониженным давлением в центре?
Как называется атмосферный вихрь с пониженным давлением в центре?
А)антициклон б)циклон в)пассат г)ветер.
Как образуется атмосферное давление?
Как образуется атмосферное давление.
При каком атмосферном давлении возникает ветер?
При каком атмосферном давлении возникает ветер?
Что такое Атмосферное давление?
Что такое Атмосферное давление.
Высота = 1000мАтмосферное давление на вершине = 720 мОпередить атмосферное давление у поверхности земли?
Атмосферное давление на вершине = 720 м
Опередить атмосферное давление у поверхности земли.
В вашу местность дует ветер с территории с давлением 765 мм рт?
В вашу местность дует ветер с территории с давлением 765 мм рт.
Ст. В каком случае ветер сильнее - если у вас атмосферное давление 760 мм рт.
Ст. или 755 мм рт.
Читайте также: