Установившееся движение при круговых изобарах

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 3

При движении воздушных частиц по криволинейному пути возникает еще и центробежная сила, ускорение которой выражается формулой

С = v²/r,

где v – скорость частицы воздуха, r – радиус кривизны траектории движения частиц.

При установившемся движении в циклоне и антициклоне с круговыми изобарами равнодействующая всех сил равна нулю:

В последнем члене знак плюс относится к случаю антициклона, а знак минус – к случаю циклона.

Установившееся движение воздуха в барических системах с круговыми изобарами называется градиентным ветром.

Пример. Определить скорость градиентного ветра в циклоне с радиусом изобар 250 м на широте 50˚, если горизонтальный градиент давления равен 2 гПа/100 км при плотности воздуха 0,001 г/см³.

Решение.

 

Местные ветры (фен)

Феном называется сухой теплый ветер, дующий с гор. Возникновение его связано с необратимым псевдоадиабатическим процессом.

Представим себе, что влажный ненасыщенный воздух сначала поднимается. Его температура при этом падает по су­хоадиабатическомузакону; затем, после того как достигнут уровень конденсации, — по влажноадиабатическомузакону. До­пустим также, что вся вода, выделяющаяся при конденсации, сразу же выпадает из воздуха в виде осадков. Затем, достигнув некоторой высоты, воздух начинает опускаться. Так как продуктов конденсации в нем нет, то он будет при этом нагреваться по сухоадиабатическомузакону. Легко рассчитать, что на прежний уровень воздух придет с температурой более высокой, чем та, которая была в нем первоначально.

Рассматриваемая масса воздуха совершила необратимый процесс. Хотя она вернулась на прежний уровень, под прежнее давление, она не вернулась в исходное состояние: ее конечная температура оказалась выше, чем была начальная. Такой про­цесс называется псевдоадиабатическим.

Пример. Насыщенный водяным паром воздух у подножия горного хребта на уровне моря имел температуру 0˚С при атмосферном давлении 1000гПа. Какова будет температура этого воздуха на том же уровне, если он перевалит через горный хребет высотой 1 км?

Решение. По таблице 1 находим влажноадиабатический градиент, равный 0,65˚С/100 м

Приближенно температура на высоте 1000 м равна:

˚С

Находим приближенно давление на высоте 1000 м:

; ;

; ;

Определяем влажноадиабатический градиент на высоте 1000 м при t = -6.5˚C и р = 882,4 гПа, который равен 0,70˚С/100 м.

Среднее значение влажноадиабатического градиента

˚С/100 м

Вычисляем температуру на вершине хребта:

˚С

В опускающемся воздухе температура на каждые 100 м повышается на 1˚С, следовательно, температура у подножия хребта будет равна

˚С.