Скачать презентацию Лекция Давление и ветер Атмосферное давление n Скачать презентацию Лекция Давление и ветер Атмосферное давление n

Давление и ветер12.ppt

  • Количество слайдов: 38

Лекция Давление и ветер Лекция Давление и ветер

Атмосферное давление n Атмосферным давлением называют числовое значение силы давления воздушного столба на единицу Атмосферное давление n Атмосферным давлением называют числовое значение силы давления воздушного столба на единицу площади поверхности.

n n n Атмосферное давление связано с температурой, влажностью воздуха. Связь можно охарактеризовать уравнением n n n Атмосферное давление связано с температурой, влажностью воздуха. Связь можно охарактеризовать уравнением состояния газов: P = ρRT , где ρ - плотность газа; R - газовая постоянная (зависит от состава и влажности газа); T - температура газа.

Нормальное давление n n n Это давление атмосферы на уровне моря при 0 ºС Нормальное давление n n n Это давление атмосферы на уровне моря при 0 ºС на широте 45º оно составляет 1033, 3 г/см 2 (10333 кг/м 2). Эту величину давления называют одной атмосферой (1 атм). Атмосферное давление выражают в миллиметрах ртутного столба (мм. рт. ст. ). Нормальное давление (1 атм) в этом случае уравновешивается давлением столбика ртути высотой 760 мм. сечением 1 см 2.

Системные единицы давления n n n Давление измеряют и в других единицах: миллибарах (мб) Системные единицы давления n n n Давление измеряют и в других единицах: миллибарах (мб) система СГСЕ, паскалях (Па) или гектопаскалях (г. Па) система СИ. 760 мм. рт. ст = 1013, 2 мб = 101 325 Па = 1013, 2 г. Па Перевод: Р мм. рт. ст. * 4/3 = Рг. Па * 3/4 = Р мм. рт. ст

Устройство барометров n Анероида Ртутного Устройство барометров n Анероида Ртутного

Барометр - анероид Барометр - анероид

Барическая ступень n n С высотой атмосферное давление уменьшается в связи с уменьшением высоты Барическая ступень n n С высотой атмосферное давление уменьшается в связи с уменьшением высоты воздушного столба. Расстояние в метрах на которое нужно подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 г. Па (мб, мм. рт. ст) называют барической ступенью. Измеряют в метрах. С высотой величина барической ступени возрастает.

Изменение барической ступени с высотой Высота (тыс. м) n 1 -2 2 -3 3 Изменение барической ступени с высотой Высота (тыс. м) n 1 -2 2 -3 3 -4 4 -5 5 -6 Барич. ступень (м) n 0 -1 10, 5 11, 9 13, 5 15, 2 17, 3 19, 6 Величина барической ступени зависит от температуры. С повышением температуры на 1ºС она увеличивается на 0, 4 %. В теплом воздухе барическая ступень больше, чем в холодном.

Приведение давления к одному уровню n n n n При небольшой разнице высот (не Приведение давления к одному уровню n n n n При небольшой разнице высот (не более 1000 м. ) определяется с помощью упрощенной барометрической формулой (формула Б. Ф. Бабине): ∆h = 8000*2*(P 1 - P 2)/ (P 1 + P 2)*(1 + 0, 04 t) где, ∆h - разность высот двух пунктов h 2 - h 1; P 1 - давление в нижнем пункте; P 2 - давление в верхнем пункте; t - температура (ºС) средняя между двумя уровнями. 8000 - высота "однородной" атмосферы.

Рекордсмены давления n n Самое высокое давление зарегистрировано в п. Агата, РФ, Азия - Рекордсмены давления n n Самое высокое давление зарегистрировано в п. Агата, РФ, Азия - 1083, 8 г. Па или 812 мм. рт. ст. Самое низкое давление зарегистрировано 483 км западнее о. Гуам в Тихом океане после прохождения тайфуна - 870 г. Па = 652 мм. рт. ст.

Распределение давления Так как давление в каждой точке атмосфере характеризуется одним числом, то барическое Распределение давления Так как давление в каждой точке атмосфере характеризуется одним числом, то барическое поле можно представить в пространстве поверхностями равных значений давления, а на плоскости пересекающей эту поверхность - линиями равных значений. n В случае барического поля это будут изобарические поверхности и изобары. n

Изобарические поверхности имеют свой рельеф. В местах пониженного давления изогипсы равных давлений как бы Изобарические поверхности имеют свой рельеф. В местах пониженного давления изогипсы равных давлений как бы прогнуты вниз (ямы), а в местах повышенного давления образуют положительные структуры (горы).

Барическое поле на уровне моря изображенное в виде изобар – линий равного давления Барическое поле на уровне моря изображенное в виде изобар – линий равного давления

Барический градиент n n Изменение давления в горизонтальном направлении характеризуют значением барического градиента. Барический Барический градиент n n Изменение давления в горизонтальном направлении характеризуют значением барического градиента. Барический градиент это вектор, направление которого совпадает с направлением нормали к изобаре в сторону убывания давления, показывает значение изменения давления в горизонтальном направлении (в основном г. Па/100 км, г. Па/град ).

Изобары и горизонтальный барический градиент n Стрелками обозначен горизонтальный барический градиент в трех точках Изобары и горизонтальный барический градиент n Стрелками обозначен горизонтальный барический градиент в трех точках барического поля

Суточный ход давления n Атмосферное давление в каждой точке земной поверхности все время меняется, Суточный ход давления n Атмосферное давление в каждой точке земной поверхности все время меняется, либо растет либо падает. Эти изменения давления в основном носят непериодический характер.

Распределение атмосферного давления на Земле n n n В распределении давления существует зональность: Вдоль Распределение атмосферного давления на Земле n n n В распределении давления существует зональность: Вдоль экватора протягивается пояс пониженного давления; На широтах 30 -40º - зона высокого давления; На широтах 50 -70º - зона низкого давления; В приполярных областях –зона повышенного давления.

Распределение атм. давления в июле Распределение атм. давления в июле

Распределение атм. давления в январе Распределение атм. давления в январе

Ветер n n Ветер - движение воздуха в горизонтальном. Ветер характеризуется скоростью, силой и Ветер n n Ветер - движение воздуха в горизонтальном. Ветер характеризуется скоростью, силой и направлением.

Скорость ветра n n Скорость измеряется в м/сек (км/час), в баллах (шкала Бофорта от Скорость ветра n n Скорость измеряется в м/сек (км/час), в баллах (шкала Бофорта от 0 до 12), в узлах по международному коду (1 узел 0, 5 м/сек). Различают сглаженную скорость за некоторый небольшой промежуток времени и мгновенную, скорость в данный момент времени. Скорость измеряют анемометрами, с помощью доски Вильда.

Флюгер Вильда n Измеряет направление ветра и скорость. Флюгер Вильда n Измеряет направление ветра и скорость.

Анемометры n Чащечный n Лопастной Анемометры n Чащечный n Лопастной

Суточный ход скорости ветра n Суточный ход скорости ветра близок к суточному ходу температуры. Суточный ход скорости ветра n Суточный ход скорости ветра близок к суточному ходу температуры. Максимальная скорость в приземном слое (100 м - летом, 50 м - зимой) наблюдается в 13 -14 часов, минимальная скорость - в ночные часы.

n n В более высоких слоях атмосферы суточный ход скорости обратный. Объясняется это изменением n n В более высоких слоях атмосферы суточный ход скорости обратный. Объясняется это изменением интенсивности вертикального обмена в атмосфере в течении суток. Днем интенсивный вертикальный обмен затрудняет горизонтальное перемещение воздушных масс. Ночью этого препятствия нет и они перемещаются по направлению барического градиента.

Экстремальные скорости n n Наибольшая средняя годовая скорость ветра (22 м/сек) наблюдалась на побережье Экстремальные скорости n n Наибольшая средняя годовая скорость ветра (22 м/сек) наблюдалась на побережье Антарктиды. Самое ветренное место –бухта Содружества на Антарктиде – 322 км/час. Средняя суточная скорость там доходит иногда до 44 м/сек, а в отдельные моменты достигает 90 м/сек.

Сила ветра n n n Сила ветра определяется давлением, которое оказывает движущийся воздух на Сила ветра n n n Сила ветра определяется давлением, которое оказывает движущийся воздух на предметы и замеряется в кг/м 2. Сила ветра (Р) зависит от скорости: Р = 0, 25 V 2

n n Сила ветра определяется плотностью воздуха. При одинаковой скорости ветра у земной поверхности n n Сила ветра определяется плотностью воздуха. При одинаковой скорости ветра у земной поверхности и в верхней тропосфере сила его вверху в 5 раз меньше, чем у поверхности. С высотой скорость ветра возрастает, этому способствует и отсутствие трения о подстилающую поверхность.

Направление ветра n n n Направление ветра это направление откуда дует ветер. Указать это Направление ветра n n n Направление ветра это направление откуда дует ветер. Указать это направление, значит назвать либо точку горизонта откуда дует ветер, либо азимут этого направления. В первом случае различают 8 основных румбов горизонта и 8 промежуточных румбов.

Румбы горизонтов Румбы горизонтов

Направление ветра n n Различают мгновенное и сглаженное направление ветра. Для анализа результатов наблюдений Направление ветра n n Различают мгновенное и сглаженное направление ветра. Для анализа результатов наблюдений за направлением ветра строят специальные диаграммы "розу ветров", на которой показывается повторяемость направлений ветра за месяц, год.

Геострафический ветер n n В определенных условиях сила Кориолиса может уравновесить силу барического градиента. Геострафический ветер n n В определенных условиях сила Кориолиса может уравновесить силу барического градиента. Тогда воздух будет двигаться прямолинейно и равномерно без трения. Такие условия появляются на высоте более 1000 м (нет трения о подстилающую поверхность). Такой ветер называется геострофическим.

Геострофический ветер Геострофический ветер

Градиентный ветер n n При движении воздуха без действия силы трения по криволинейным изобарам, Градиентный ветер n n При движении воздуха без действия силы трения по криволинейным изобарам, кроме силы градиента и силы Кориолиса, действует центробежная сила. Последняя направлена по радиусу кривизны в сторону выпуклости траектории. Ветер, дующий вдоль круговых изобар без влияния трения называют градиентным ветром.

n n Например, в северном полушарии в барическом минимуме (Н) ветер будет дуть против n n Например, в северном полушарии в барическом минимуме (Н) ветер будет дуть против часовой стрелки, в барическом максимуме (В) - по часовой стрелке. В южном полушарии направление ветра в барическом минимуме и барическом максимуме изменятся на противоположные.

Сила трения и направление ветра n n n За счет трения ветер может отклоняться Сила трения и направление ветра n n n За счет трения ветер может отклоняться от направления градиентного ветра. Над морем он близок к градиентному (угол отклонения от градиента 10 -20º), Над сушей угол отклонения больше (4050º).