Метеорология и климатология (рус.)

Если движение воздуха происходит без действия силы тре­ния, но криволинейно, то это значит, что, кроме силы градиента и отклоняющей силы вращения Земли, появляется еще центробежная сила, выражающаяся как С = V²/r, где V — скорость, a r — радиус кривизны траектории движущегося воздуха. Направлена центробежная сила по радиусу кривизны траектории наружу, в сторону выпуклости траектории.

Тогда в случае равномерного движения должны уравнове­шиваться уже три силы, действующие на воздух, — градиента, отклоняющая и центробежная.

Мы уже знаем, что под ветром имеется в виду движение воздуха относительно земной поверхности, т. е. относительно системы координат, вращающейся вместе с Землей. В механике доказывается, что при движении любого тела во вращающейся системе координат возникает отклонение от первоначального направления движения относительно этой системы. Иными сло­вами, тело, движущееся во вращающейся системе координат, получает относительно этой системы так называемое поворотное ускорение, или ускорение Кориолиса, направленное под прямым углом к скорости. Таким образом, поворотное ускорение не ме­няет величину скорости, а только меняет направление движения.

Будем под вращающейся системой координат разуметь по­верхность вращающейся Земли, а под телом — воздух. На вра­щающейся Земле поворотное ускорение (здесь и дальше речь идет о его горизонтальной составляющей) направлено в север­ном полушарии вправо от скорости, в южном — влево.

Всякое препятствие, стоящее на пути ветра, будет как-то на него влиять, возмущать поле ветра. Такие препятствия могут быть и крупномасштабными, как горные хребты, и мелкомас­штабными, как здания, деревья, лесные полосы и т. д. Прежде всего препятствие отклоняет воздушное течение: оно должно либо обтекать препятствие с боков, либо перетекать через него сверху. При этом горизонтальное обтекание происходит в боль­шей степени. Перетекание происходит тем легче, чем неустойчи­вее стратификация воздуха, т. е. чем больше вертикальные градиенты температуры в атмо­сфере. Перетекание воздуха через препятствия приводит к очень важным следствиям, таким, как увеличение об­лаков и осадков на навет­ренном склоне горы при восходящем движении воз­духа и, наоборот, рассеяние облачности на подветренном склоне при нисходящем дви­жении.

Ветер постоянно и быстро меняется по скорости и направ­лению, колеблясь около каких-то средних величин. Причиной этих колебаний (пульсаций, или флуктуации) ветра является турбулентность, о которой говорилось в главе второй. Колеба­ния эти можно регистрировать чувствительными самопишущими приборами. Ветер, обладающий резко выраженными колеба­ниями скорости и направления, называют порывистым. При осо­бенно сильной порывистости говорят о шквалистом ветре.

При обычных станционных наблюдениях над ветром опре­деляют среднее (сглаженное) направление и среднюю его ско­рость за промежуток времени порядка нескольких минут. При наблюдениях по флюгеру Вильда наблюдатель должен в тече­ние двух минут следить за колебаниями флюгарки и в течение двух минут за колебаниями доски Вильда, а в результате опре­делить среднее (сглаженное) направление и среднюю (сглажен­ную) скорость за это время. Чашечный анемометр дает возмож­ность определить среднюю скорость ветра за любой конечный промежуток времени.

Нужно хорошо запом­нить, что, говоря о направ­лении ветра, имеют в виду направление, откуда он дует. Указать это направление можно, назвав либо точку горизонта, откуда дует ве­тер, либо угол, образуемый направлением ветра с мери­дианом места, т. е. его азимут. В первом случае различают 8 основных румбов гори­зонта: север, северо-восток, восток, юго-восток, юг, юго-за­пад, запад, северо-запад — и 8 промежуточных румбов между ними: север-северо-восток, восток-северо-восток, восток-юго-во­сток, юг-юго-восток, юг-юго-запад, запад-юго-запад, запад-се­веро-запад, север-северо-запад (рис. 1). 16 румбов, указываю­щих направление, откуда дует ветер, имеют следующие сокра­щенные обозначения, русские и международные:

Как нам уже известно из главы второй, ветром называют движение воздуха относительно земной поверхности, причем, как правило, имеется в виду горизонтальная составляющая этого движения. Однако иногда говорят о восходящем или о нисходя­щем ветре, учитывая также и вертикальную составляющую. Ветер характеризуется вектором скорости. На практике под скоростью ветра подразумевается только числовая величина ско­рости; именно ее мы будем в дальнейшем называть скоростью ветра, а направление вектора скорости — направлением ветра.

Скорость ветра выражается в метрах в секунду, в километрах в час (в особенности при обслуживании авиации) и в узлах (в морских милях в час). Чтобы перевести скорость из метров в секунду в узлы, достаточно умножить число метров в секунду на 2.

Средние месячные величины давления за один и тот же ка­лендарный месяц в разные годы различны. Они могут значи­тельно отличаться от многолетней средней этого месяца, т. е. от его климатической нормы.

Отклонение средней величины давления в отдельный месяц определенного года от многолетней средней того же месяца называют месячной аномалией давления. Месячные аномалии особенно велики зимой (в 2—3 раза больше, чем летом); на океанах больше, чем на материках; в высоких широтах больше, чем в низких. Это значит, что режим атмосферного давления на материках менее изменчив от года к году, чем на океанах, а в тропиках менее изменчив, чем в средних и высоких широтах.