ВЕТЕР
II. Методы наблюдения над ветром.
Основными факторами, характеризующими В., являются его направление и сила (или эквивалентная ей скорость).
Направление В. принято обозначать той стороной горизонта, откуда он дует. С этой целью круг горизонта делится на 360 градусов или на нек-рое число равных частей — румбов (чаще всего 16, рис. 2). Для обозначения стран света приняты первые бук Название ветра
Действие ветра
Скорость
Однако, на самом деле движение происходит не по направлению градиента, а составляет с ним некоторый, иногда весьма значительный, угол а. Появление этого угла объясняется тем, что на массы движущегося воздуха действуют еще силы, возникающие от вращейия земли вокруг ее оси и от трения воздуха как о земную поверхность, так и о соседние слои, обладающие другими скоростями.
Величина угла а определяется приблиsin ® женной формулой tga =---, — где со — к угловая скорость вращения земли, «р — географическая широта и к — коэффициент трения. Из этой формулы видно, что угол отклонения тем больше, чем меньше трение, и, таким обр., в свободной атмосфере отклонение наибольшее — 90°, т. е. там В. дует перпендикулярно градиенту и параллельно изобаре. Связь В. с давлением настолько тесна, что даже незначительное отклонение ветра на картах погоды от его нормального поведения может служить верным признаком близкого вхождения в пределы карты нового барического образования..
в . м/сек.
Положим, что мы имеем систему прямолинейных изобар (см. Барические системы), и пусть соответствующие им изобарные поверхности имеют вид наклонных плоскостей; выделим на некоторой высоте объем воздуха, имеющий форму косоугольного параллелепипеда, верхняя и нижняя грани которого — ’ квадраты, параллельные земной поверхности, а из четырех боковых — два (ADFE и BCKL) перпендикулярны изобарным плоскостям (рис. 1).. Обозначим ребро основания этого параллелепипеда через Дп, а его высоту через ДЬ; тогда объем его равен Дп’ДЬ.
На этот объем, помимо силы тяжести, действует также давление окружающего воздуха, направленное перпендикулярно каждой грани и приложенное к её центру. Обозначим давление воздуха на 1 см* граней ABCD, EFKL, ADFE, BCKL, ABLE и DCKF, соответственно, через рп р4, р8, р4, р8. и р«. Т. к. вдоль изобарных поверхностей давление не меняется, то силы р8 и р4, действующие на грани ADFE и BCKL, перпендикулярные изобарным плоскостям, взаимно уравновешиваясь, уничтожатся; точно так же уничтожатся вес тела и силы pv и р2, действующие на горизонтальные грани, так как давление воздуха в любом месте равно весу расположенного над ним столба воздуха. Т. о., остаются только силы р5 и р8, действующие на грани ABLE и DCKF. Т. к. площадь этих граней можно считать равной Дп . ДТг (строго . Mi . говоря, она равна Дп — — ), то величина сил равна р8ДпДЛ и рвДпДЬ. Под действием силы (р5 — р«) ДпДЛ, являющейся равнодействующей этих сил (если р6>Рв), рассматриваемый объем воздуха начнет перемещаться в направлении от места, где давление больше, к месту, где оно меньше. Будучи отнесена к единице объема, эта сила носит название градиента давления, пли барометрич. градиента, и равна (Ps — р«) Дп Д/i рц — рв Др * — — Дп гЧтт 2ДЛ------ = Дп Дп гДе АР есть разность * (Ре — Ре), т. е. она пропорциональна разности давления соседних мест, обратно пропорциональна их кратчайшему расстоянию и имеет направление последнего.
вы соответствующих англ. названий: N=0° (Север), Е = 90° (Восток), S=^180° (Юг) и W = 270° (Запад). Приборами для наблюдений направления В. служат флюгер (см.), или вымпел (см.), устанавливаем. возможно выше и на открытом месте. Сила ветра выражается давлением, к-рое он оказывает на 1 м2 поверхности, поставленной перпендикулярно направлению ветра, а скорость — тем расстоянием, на к-рое могла бы переместитьРис. 2. ся за 1 секунду частица воздуха, увлекаемая рассматриваемым воздушным потоком. Т. к. сила F и скорость v связаны между собой приближенным соотношением F=av, где а — некоторая постоянная, то оба выражения употребляются, вообще говоря, как тождественные, а приборы, служащие для их определения, носят общее название ветромеров, или анемометров (см.). Регулярные наблюдения над В. начали производиться с возникновения навигации. Однако, до начала 19 в. общепринятой шкалы для силы В. не существовало, и лишь в 1805 английский адмирал Бофорт предложил шкалу, основанную первоначально на количестве и характере парусов, которые корабль мог нести при различных условиях. Шкала Бофорта широко применяется в метеорологии. В нижеследующей таблице приведена характеристика шкалы Бофорта и ее сопоставление с принятыми на станциях СССР скоростями ветра.
Шкала Бофорта
более, чем меньше расстояние между последовательными изобарами.10 Штиль 1 2 3Тихий Легкий Слабый Умеренный 5 Свежий
6 Сильный 7 Крепкий
8 Очень крепкий 9 Шторм
10 Сильный шторм И Жестокий шторм 12 Ураган
Тишина; дым идет прямо вверх ...............................
1 Отклоняет дым; почти не 1 1 чувствуется человеком 1 Шевелит листья................
0 1 2—3 4—5
Шевелит небольшие ветки 6—3 Колеблет более значит. ветки, для человека неприятен .......................... 9—10 Колеблет большие ветки, слышен по действиям на дома и пр........................ 11—13 Колеблет небольшие стволы..........................
14—17 Колеблет деревья. Задерживает человека, идущего против В................ 18—20 Срывает железные листы крыш............................
21—24
Опрокидывает деревья . . 25—28 Действует разрушительно 29—33 Полное разрушение .... 34 и более
Т. к. В. характеризуется двумя величинами (направление и скорость), то обработка полученных измерений представляет некоторые особенности по сравнению с др.
