Meteorologijos pagrindai - Hidrologijos ir klimatologijos katedra

More documents

Recommendations

Info

Egidijus Rimkus „Meteorologijos įvadas“5.19 pav. Geostrofinio vėjo virš trinties sluoksnio vystymosi schema (Engle, 2003)Galų gale judantis oras pateks į tokią padėtį, kada horizontalų barinį gradientą atsversKorioliso jėga, kuri bus nukreipta į priešingą nuo barinio gradiento pusę ir lygi jam. Jei izobarosyra tiesios ir atstumas tarp jų nesikeičia, prasideda tiesiaeigis tolygus (pastovaus greičio) orojudėjimas. Toks oro judėjimas vadinamas geostrofiniu vėju (5.20 pav.).Geostrofinio judėjimo metu barinio gradiento ir Korioliso jėgos vektorių moduliai yra lygūsir nukreipti priešingomis kryptimis, o oro judėjimas – tiesiaeigis, tolygus bei nukreiptas lygiagrečiaiizobarų. Šiaurės pusrutulyje žemas slėgis yra į kairę nuo judėjimo krypties.5.20 pav. Geostrofinis vėjas: G – barinio gradiento jėga, A – Korioliso jėga, v g – geostrofinis vėjasGeostrofinio vėjo greitį galima apskaičiuoti taip:, (5.5)Taigi geostrofinio vėjo greitis yra lygus:. (5.6). (5.7)Dažnai Žemės sukimosi greičio (2ω) bei platumos (sinφ) rodikliai sujungiami į vienąKorioliso parametrą f. Tada. (5.8)Kaip matome iš 5.7 formulės, geostrofinio vėjo greitis priklauso nuo barinio gradientodydžio, oro tankio bei platumos. Geostrofinio vėjo greitis tiesiogiai proporcingas bariniamgradientui. Tuo tarpu atvirkštinė priklausomybė nuo oro tankio reiškia, jog, didėjant aukščiui (irmažėjant oro tankiui) ir esant tokiam pat bariniam gradientui, geostrofinio vėjo greitis bus didesnis.Didėjant platumai geostrofinio vėjo greitis mažėja, nes stipresnė Korioliso jėga greičiauvisiškai atsveria barinio gradiento poveikį. Kadangi Korioliso jėgos poveikis iki galo pasireiškia tikpraėjus tam tikram laikui nuo oro judėjimo pradžios, tai geostrofinis vėjas lygiagrečiai izobaromspučia tik sinoptinio arba planetinio masto oro sistemose.Realiomis sąlygomis izobaros retai kada būna visiškai tiesios ir tolygiai pasiskirsčiusiosdidelėje barinio lauko dalyje. Ten, kur izobaros artėja viena prie kitos, barinis gradientas stiprėja ir73
Egidijus Rimkus „Meteorologijos įvadas“vėjo greitis auga, o kur tolsta – mažėja. Todėl vėjo greitis nuolat svyruoja ir geostrofinis vėjas – tailabiau apytikslė realaus vėjo, pučiančio virš trinties sluoksnio, išraiška.Apskaičiuokime 1000 m aukštyje pučiančio geostrofinio vėjo greitį Vilniaus apylinkėse (55°š.p.). Oro temperatūra – 0 °C, o barinis gradientas – 1hPa/100 km. Standartinėmis sąlygomis(atsižvelgiant į oro temperatūrą bei aukštį) oro tankis () bus lygus 1,112 kg/m 3 . Korioliso faktoriusf = 2×7,29×10 -5 ×sin55° = 1,19×10 -4 . Slėgio skirtumas bariniame gradiente išreiškiamas N/m 2(1hPa = 100 N/m 2 ), o atstumas metrais. Taigi:.Geostrofinio vėjo kaita vertikalia kryptimiKadangi barinio lauko pobūdis termiškai nevienalytėje atmosferoje didėjant aukščiui kinta, obarinio gradiento pokytis priklauso nuo sluoksnio storio ir vidutinio sluoksnio temperatūrosgradiento (barinis gradientas artėja prie temperatūros gradiento), tai didėjant aukščiui keisis irizobarų kryptis bei atstumas tarp jų.Geostrofinis vėjas horizontaliame paviršiuje pučia lygiagrečiai izobarų, esančių šiamepaviršiuje. Keičiantis izobarų išsidėstymui didėjant aukščiui keisis ir geostrofinio vėjo kryptis beigreitis.Norint nustatyti geostrofinio vėjo greitį ir kryptį tam tikrame aukštyje, prie geostrofinio vėjovektoriaus žemesniame lygyje pridedama papildoma dedamoji. Ši dedamoji yra nukreipta pagalvidutinę tiriamo sluoksnio izotermą ir yra vadinama terminiu vėju (5.21 pav.). Būtina pabrėžti, jogterminis vėjas nėra realus vėjas – tai tik teorinė vektorinė dedamoji skirta geostrofinio vėjo pokyčiuididėjant aukščiui vertinti. Terminio vėjo kryptį galima išreikšti iš geostrofinio vėjo vektoriausviršutiniame lygyje atėmus vėjo vektorių apatiniame.5.21 pav. Geostrofinio vėjo kitimas didėjant aukščiui. v g0 – vėjas apatiniame lygyje, v g – vėjasviršutiniame lygyje, v T – terminis vėjas, t – vidutinės sluoksnio temperatūros izotermaTerminio vėjo stiprumą lemiantis temperatūros gradientas nukreiptas iš šilto oro į šaltą.Šiaurės pusrutulyje terminis vėjas nukreiptas pagal izotermas į dešinę nuo temperatūros gradientokrypties (šaltas oras yra kairėje pusėje).a) b)5.22 pav. Geostrofinis vėjas sukasi prieš laikrodžio rodyklę šalčio advekcijos atveju (a) ir pagallaikrodžio rodyklę šilumos advekcijos atveju (b). v T – terminis vėjasJei barinis ir temperatūros gradientai sudaro kampą, mažesnį kaip 180°, tai terminis vėjasbus nukreiptas į dešinę ar kairę vėjo krypties apatiniame lygyje atžvilgiu priklausomai nuo to, į74
Page 1 and 2:
Egidijus RimkusMeteorologijos įvad
Page 3 and 4:
Egidijus Rimkus „Meteorologijos
Page 5 and 6:
Page 7 and 8:
Page 9 and 10:
Page 11 and 12:
Page 13 and 14:
Page 15 and 16:
Page 17 and 18:
Page 19 and 20:
Page 21 and 22:
Page 23 and 24: Egidijus Rimkus „Meteorologijos
Page 25 and 26: Slėgis, tankis (vieneto dalimis)Te
Page 73: Egidijus Rimkus „Meteorologijos
Page 125 and 126:
Page 127 and 128:
Page 129 and 130:
Page 131 and 132:
Page 133 and 134:
Page 135 and 136:
Page 137 and 138:
Page 139 and 140:
Page 141 and 142:
Page 143 and 144:
Page 145 and 146:
Page 147 and 148:
Page 149 and 150:
Page 151 and 152:
Page 153:
show all

Meteorologijos pagrindai - Hidrologijos ir klimatologijos katedra

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?