Понять небо - [26]

Ветер по высотам

Примерная высота над наивысшей характерной точкой поверхности ∙ Природа воздушного потока

500 — 1000 м ∙ Атмосфера свободна. Здесь не проявляется вязкость воздуха, потому что он не контактирует с твердыми телами. Движение воздуха определяется только градиентом давления и эффектом Кориолиса

50 — 100 м ∙ Переходная область. Здесь эффект трения о поверхность влияет на структуру ветра. До этого уровня простирается действие морских бризов. Эффект Кориолиса и изменение плотности из-за прогрева земной поверхности существенные силы на этом уровне.

Поверхность ∙ Область постоянно меняющихся процессов. Структура ветра определяется в основном природой поверхности и изменением температуры с высотой. Равнинные и горные ветры встречаются на этом уровне.

Мы видели в прошлой главе, как эффект поверхностного трения уменьшает скорость ветра и является причиной того, что ветер дует в направлении, пересекающем изобары, в то время, как в свободной атмосфере следует по изобарам.

Рис. 75. Роза ветров

ВЕТЕР ВОЗЛЕ ФРОНТОВ И БАРИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Схема холодного фронта и циклона изображена на рисунке 76. На нем показан холодный фронт у поверхности, движущийся на юг (в северном полушарии).

Рис. 76. Схема холодного фронта и циклона

Антициклон в холодном и теплом секторах показан изобарами. Широкие неокрашенные стрелки показывают холодный воздух, толкаемый к зоне высокого давления, в то время, как темными стрелками обозначен теплый воздух, движущийся к теплому сектору зоны повышенного давления. Оба потока имеют тенденцию отклоняться к более низкому давлению вдоль фронта.

Холодный поток изгибается под теплым и образует ветры от западных до северо-восточных направлений, если только фронт двигается. Движения теплого воздуха более интересны. Контактируя с фронтом, он поднимается над холодным воздухом и поворачивает вправо, в конечном итоге, превращаясь наверху в потоки от юго-западных до северо-западных направлений.

Обычно, когда холодный фронт надвигается с северо-запада в северном полушарии, ветер у поверхности будет от южного до юго-восточного, в то время, как высотные облака могут двигаться с северо-запада. Пилоты, обрабатывающие термичность в юго-восточных потоках перед фронтом и дрейфующие первоначально к северо-западу, постепенно изменяют направление дрейфа наверху термика на противоположное. Это может произойти на 1000 м и более. Когда пилот сталкивается с таким процессом, это для него может быть сюрпризом. Однако, описываемые наблюдения обычное явление в предфронтовых условиях. Конечно, непосредственно перед фронтом возможны явления среза ветра (см. следующую главу) и суровые погодные условия, но процессы, описанные нами сейчас, происходят за день или два перед фронтом.

В южном полушарии эффект Кориолиса действует наоборот и надвигающийся с юга холодный фронт создает ситуацию, показанную на нижней части рисунка. Северные или северо-восточные ветры предваряют фронт, в то время как западные и южные замыкают его.

Как мы видели в предыдущей главе, ослабление холодного фронта в западной части останавливает его развитие и даже часто превращает его в теплый с обратным движением. На рисунке 77 изображена трехмерная модель воздушных течений возле теплого фронта у поверхности. Холодный фронт, двигаясь к югу, будет предворяться южными и юго-западными ветрами, затем они сменятся северными и северо-восточными после прохождения фронта (северное полушарие). Потом он останавливается и поворачивает на северо-восток как теплый фронт. Ветры в холодном секторе поворачивают по часовой стрелке и становятся юго-восточными или южными, изменяясь на юго-западные после прохождения фронта. Теплый воздух давит на север, натекает на холодный сверху и доворачивает вправо, образуя вверху западный ветер.

Рис. 77.Ветры вблизи теплых фронтов

ДВИЖЕНИЕ ПОГОДЫ

Как говорилось ранее, основное направление перемещения погодных процессов в умеренной зоне в обоих полушариях — с запада на восток. Это позволяет нам рассмотреть некоторые типичные ситуации в атмосферных явлениях, определяющих погоду и ветер.

ДВИЖЕНИЕ ГРЕБНЕЙ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

На рисунке 78 изображен гребень высокого давления в северном полушарии. Предположим: начальная позиция в точке А. Система движется на восток — это тоже самое, если бы вы двигались по линии АА'. Первые ваши наблюдения это северо-западные потоки, которые постепенно доворачивают до западных и ослабевают. Когда вы будете находиться в районе гребня (пересекать пунктирную линию) может быть штиль и ясное небо. Продвигаясь дальше на запад, за гребень, замечаем, что ветер усиливается и доворачивает до юго-западного и южного. Небо может быть снова затянуто облаками, как при подходе системы низкого давления.

В южном полушарии процесс будет таким же, за исключением направления ветров: юго-западные будут меняться на северные или северо-западные.

Теперь представим, что мы размещаемся в точке В. Система движется на восток, и мы наблюдаем изменение условий вдоль линии BBf. В этом случае начальный северо-западный ветер меняет направление по часовой стрелке и становится северо-восточным, восточным, юго-восточным и в конце концов южным. В любом случае он будет легким, незначительным внизу и наверху. В южном полушарии в подобной ситуации направление ветра изменяется против часовой стрелки от начального юго-западного.