Градиентная сила

Любое движение возникает под действием какой-либо силы. Сила, приводящая в движение воздух, возникает при наличии разности давления в двух точках пространства. Разность давления по горизонтали характеризуется горизонтальным градиентом давления. Эта сила называется движущей силой горизонтального градиента давления или градиентной силой. Выделим в пространстве между двумя изобарическими поверхностями с давлением Р и Р+ 1 единичный объём воздуха (1 см³). Условием равновесия этого объема является равенство противоположно направленных сил. На выделенный объем действует сила тяжести mg и силы давления, результирующей которых является сила полного градиента давления G, которая направлена перпендикулярно изобарическим поверхностям – от высокого давления к низкому и приложенная к центру тяжести объёма воздуха. Силу полного градиен-

Рис. 8 Градиентная сила

та разложим на горизонтальную и вертикальную составляющие. Вертикальная составляющая при отсутствии вертикальных движений уравновешивается силой тяжести, а горизонтальная составляющая в момент начала движения ничем не уравновешивается, а поэтому оказывается движущей силой. Под действием этой силы воздух начинает перемещаться в сторону низкого давления. Разделив движущую силу на массу выделенного объёма, найдём силу, действующую на единицу массы:

Сила F_G и есть движущая сила горизонтального градиента давления, называемая градиентной силой. Она направлена перпендикулярно изобарам в сторону более низкого давления и пропорциональна горизонтальному градиенту давления.