Градация по скорости ветра: Классификация силы и скорости ветра – информация для представителей СМИ — Актуально

Содержание

Классификация силы и скорости ветра – информация для представителей СМИ — Актуально

Часто при информировании жителей о прогнозах, связанных с усилением ветра, в обиход идёт специальная терминология: сильный ветер, умеренный ветер, шторм, ураган и т.д.

Отметим, что скорость ветра измеряется по двенадцатибалльной шкале Бофорта. С целью корректного написания статей и заметок, информирующих о прогнозируемом усилении ветра, предлагаем представителям СМИ ознакомиться с терминологией обозначения силы и скорости ветра для дальнейшего использования в своей деятельности.

Баллы Бофорта

Словесное определение силы ветра

Скорость ветра, м/с

0

Штиль

0—0,2

1

Тихий

0,3—1,5

2

Лёгкий

1,6—3,3

3

Слабый

3,4—5,4

4

Умеренный

5,5—7,9

5

Свежий

8,0—10,7

6

Сильный

10,8—13,8

7

Крепкий

13,9—17,1

8

Очень крепкий

17,2—20,7

9

Шторм

20,8—24,4

10

Сильный шторм

24,5—28,4

11

Жестокий шторм

28,5—32,6

12

Ураган

> 32,6

Классификация силы ветра, волнения на море и видимости — Что такое Классификация силы ветра, волнения на море и видимости?

Шкала Бофорта, волнения моря, дальности видимости

ИА Neftegaz.RU. Классификация силы ветра, волнения на море и видимости.

Шкала Бофорта

0 баллов — штиль
Зеркально гладкое море, практически неподвижное. Волны практически не набегают на берег. Вода больше похожа на тихую заводь озера нежели на морское побережье. Над поверхностью воды может наблюдаться дымка. Край моря сливается с небом так, что границы не видно. Скорость ветра 0-0,2 км/час.

1 балл — тихий
На море легкая рябь. Высота волн достигает до 0,1 метра. Море по-прежнему может сливаться с небом. Чувствуется легкий, почти незаметный ветерок.

2 балла — легкий


Небольшие волны, высотой не более 0,3 метра. Скорость ветра 1,6-3,3 м/с, его можно почувствовать лицом. При таком ветре флюгер начинает двигаться.

3 балла — слабый
Скорость ветра 3,4-5,4 м/с. Легкое волнение на воде, изредка появляются барашки. Средняя высота волн до 0,6 метров. Хорошо заметен слабый прибой. Флюгер крутится без частых остановок, колышатся листья на деревьях, флаги и проч.

4 балла — умеренный
Ветер — 5,5 — 7,9 м/с — подымает пыль и мелкие бумажки. Флюгер крутится беспрерывно, гнутся тонкие ветви деревьев. Море неспокойное, во многих местах видны барашки. Высота волн до 1,5 метра.

5 баллов — свежий


Почти все море покрыто белыми барашками. Скорость ветра 8 — 10,7 м/с, высота волны 2 метра. Качаются ветки и тонкие стволы деревьев.

6 баллов — сильный
Море во многих местах покрыто белыми гребнями. Высота волн достигает 4х метров, средняя высота 3 метра. Скорость ветра 10,8 — 13,8 м/с. Гнуться тонкие стволы деревьев, и толстые сучья деревьев, гудят телефонные провода.

7 баллов — крепкий
Море покрыто белыми пенистыми гребнями, которые время от времени срываются ветром с поверхности воды. Высота волн достигает 5,5 метров, средняя высота 4,7 метров. Скорость ветра 13,9 — 17,1 м/с. Качаются средние стволы деревьев, гнутся сучья.

8 баллов — очень крепкий
Сильные волны, на каждом гребне пена. Высота волн достигает 7,5 метров, средняя высота 5,5 метров. Скорость ветра 17,2 — 20 м/с. Идти против ветра трудно, разговаривать практически невозможно. Ломаются тонкие сучья деревьев.

9 баллов — шторм
Высокие волны на море, достигающие 10 метров; средняя высота 7 метров. Скорость ветра 20,8 — 24,4 м/с. Гнутся большие деревья, ломаются средние ветки. Ветер срывает плохо укрепленное покрытие с крыш.

10 баллов — сильный шторм
Море белого цвета. Волны обрушиваются на берег или о скалы с грохотом. Максимальная высота волн 12 метров, средняя высота 9 метров. Ветер, со скоростью 24,5 — 28,4 м/с, срывает крыши, значительные повреждения строений.

11 баллов — жестокий шторм
Высокие волны достигают 16 метров, при средней высоте 11,5 метров. Скорость ветра 28,5 — 32,6 м/с. Сопровождается большими разрушениями на суше.

12 баллов — ураган
Скорость ветра 32,6 м/с. Серьезные повреждения капитальных строений. Высота волн более 16 метров.

Ураганы

Тропическому шторму присваивается имя, когда скорость сопровождающего его ветра достигает 62 км/ час. 
По шкале Саффира-Симпсона, оценивающей потенциальный ущерб от стихии урагану присваивается категория:
  • 1я категория — скорость ветра — более 120 км/час. 
  • 2я  — более 150 км/ час, 
  • 3я — 180 км/ час;
  • 4я — при 210км/ час;
  • 5я — самая опасная категория — со скоростью ветра более 250 км/час.

Шкала волнения моря

В отличие от общепринятой двенадцати бальной системы оценки ветра, оценок волнения на море несколько.
Общепринятыми являются британская, американская и русская системы оценивания.
Все шкалы базируются на параметре, определяющем среднюю высоту значительных волн.

Этот параметр называется Significance Wave Height (SWH).
В американской шкале берутся 30% значительных волн, в британской 10%, в русской 3%.
Высота волны считается от гребня (верхняя точка волны) до подошвы (основание впадины).

Ниже представлено описание высоты волн:

  • 0 баллов — штиль,
  • 1 балл — рябь (SWH < 0,1 м),
  • 2 балла — слабое волнение (SWH 0,1 — 0,5 м),
  • 3 балла — легкое волнение (SWH 0,5 — 1,25 м),
  • 4 балла — умеренное волнение (SWH 1,25 — 2,5 м),
  • 5 баллов — бурное волнение (SWH 2,5 — 4,0 м),
  • 6 баллов — очень бурное волнение (SWH 4,0 — 6,0 м),
  • 7 баллов — сильное волнение (SWH 6,0 — 9,0 м),
  • 8 баллов — очень сильное волнение (SWH 9,0 — 14,0 м),
  • 9 баллов — феноменальное волнение (SWH > 14,0 м).
В этой шкале не применимо слово «шторм».

Так как по ней определяется не сила шторма, а высота волны.

Шторм определяется по Бофорту.

Для WH параметра для всех шкал берется именно часть волн (30%, 10%, 3%) потому, что величина волн неодинакова.

На определенном временном отрезке присутствуют волны, например, 9 метров, а так же 5, 4 и т.д.

Поэтому и была принята для каждой шкалы своя величина SWH, где берется определенный процент самых высоких волн.

Приборов для измерения высоты волны не существует.

Поэтому и нет точного определения балла.

Определение условно.

На морях, как правило, высота волны достигает 5-6 метров в высоту, и до 80 метров в длину.

Шкала дальности видимости

Видимость — это предельное расстояние, с которым днем обнаруживаются предметы, а ночью навигационные огни.

Видимость зависит от погодных условий.

В метрологии влияние погодных условий на видимость определяется условной шкалой баллов.

Это шкала является способом указания прозрачности атмосферы.

Различают дневную и ночную дальность видимости.

Ниже приведена дневная шкала определения дальности видимости:

До 1/4 кабельтова
Около 46 метров. Очень плохая видимость. Густой туман или пурга.

До 1 кабельтова
Около 185 метров. Плохая видимость. Густой туман или мокрый снег.

2-3 кабельтова
370 — 550 метров. Плохая видимость. Туман, мокрый снег.

1/2 мили
Около 1 км. Дымка, густая мгла, снег.

1/2 — 1 миля
1 — 1,85 км. Средняя видимость. Снег, сильный дождь

1 — 2 мили
1,85 — 3,7 км. Дымка, мгла, дождь.

2 — 5 миль
3,7 — 9,5 км. Легкая дымка, мгла, слабый дождь.

5 — 11 миль
9,3 — 20 км. Хорошая видимость. Виден горизонт.

11 — 27 миль
20 — 50 км. Очень хорошая видимость. Горизонт виден резко.

27 миль
Свыше 50 км. Исключительная видимость. Горизонт виден четко, воздух прозрачный.

При какой скорости ветер считается опасным? Инфографика | Инфографика

Россияне до сих пор не могут забыть погодные аномалии, обрушившиеся на многие регионы перед самым началом календарного лета: ураган, пронесшийся по Москве, обернулся не только серьезным материальным ущербом — пострадали и погибли люди. Штормовые предупреждения с начала лета объявляли в десятках областях страны.

Июнь оказался не только холодным, но еще и очень дождливым месяцем. Во многих областях были зафиксированы новые рекорды по суточному количеству осадков. Согласно прогнозам метеорологов, ясной и теплой погоды в целом по стране в ближайшее время не предвидится.

По словам специалистов, такая погода в России вызвана холодными воздушными массами, которые наступают на страну с севера и пока эта тенденция остается неизменной.
Завершают картину погодных аномалий 2017 года крепкие ветра, которые постоянно обрушиваются на различные регионы.

«Для большей части России нехарактерна ветреная погода, — говорит метеоролог Александр Нечаев. — В средней полосе скорость ветра обычно не превышает 5-10 метров в секунду. Инфраструктура и объекты недвижимости не рассчитаны на такие ветровые нагрузки, поэтому мощные порывы ветра — свыше 20 метров в секунду — для россиян сродни стихийному бедствию. Принято считать, что скорость ветра свыше 33 метров опасна и способна вызвать значительные разрушения. Но существуют и исключения. Например, двухметровые заборы из листового металла из-за огромной парусности начинают падать при ветре в 20-25 метров в секунду. Также при такой скорости ломаются ветви деревьев, что может стать причиной травмы».

МЧС регулярно рассылает СМС с информацией о штормовых предупреждениях, вот только разобраться в том, насколько погодные условия будут неблагоприятны, исходя из цифр, может далеко не каждый. 

SAMARA.AIF.RU предлагает вспомнить Шкалу Бофорта, по которой Всемирная метеорологическая организация оценивает скорость ветра и его разрушительную силу. Какой ветер считается бурей, а какой — ураганом — в нашей инфографике. 

Кликните, чтобы развернуть инфографику на весь экран

Смотрите также:

Таблица оценки скорости ветра


с 29.03.2002

с 10.01.2002
 

Таблица оценки скорости ветра


(шкала Бофорта)
Скорость ветра Словесная характеристика Признаки оценки скорости ветра
м/сек км/час балл
Бофорта
0,0-1,5 0,0-1,8 0  Штиль Дым поднимается отвесно или почти отвесно, листья неподвижны
0,6-1,7 1,9-5,1 1 Тихий ветер Направление ветра определяется по дыму
1,8-3,3 5,2-11,7 2 Легкий ветер Движение ветра чувствуется лицом, шелестят листья
3,4-5,2 11,8-18,7 3 Слабый ветер Листья и тонкие ветви деревьев постоянно колышутся, ветер развевает легкие флаги, море покрыто сплошной легкой волной
5,3-7,4 18,8-26,6 4 Умеренный ветер Ветер поднимает пыль, приводит в движение тонкие ветви деревьев, на отдельных волнах изредка появляются белые, быстро пропадающие «барашки»
7,5-9,8 26,7-35,3 5 Свежий ветер Качаются толстые сучья деревьев; «барашки» видны на каждой волне
9,9-12,4 35,4-44,0 6 Сильный ветер Качаются толстые сучья деревьев, гудят телеграфные провода, «барашки» на волнах более продолжительны (5-10 сек.)
12,5-15,2 44,1-54,7 7 Крепкий ветер Качаются верхушки деревьев, гнутся большие ветви, неудобно идти против ветра. Пенящиеся волны на море
15,3-18,2 54,8-66,0 8 Очень крепкий ветер Ветер ломает тонкие ветви и сухие сучья деревьев, затрудняет движение
18,3-21,5 66,1-77,5 9 Шторм Ветер сбрасывает дымовые трубы, черепицу. Идти против ветра очень трудно.
21,6-25,1 77,6-90,2 10 Сильный шторм Значительные разрушения, деревья вырываются с корнем
25,2-29,0 90,3-104,4 11 Жестокий шторм Большие разрушения: валит телеграфные столбы, вагоны
Более 29,0 Свыше 104,4 12 Ураган Разрушает дома, производит большие разрушения

По материалам книги: Спутник туриста (под ред. Л.Г. Трипольского).- 2-е изд., доп. и перераб. — М.: ФиС, 1963.


Ускорить появление интересующих вас материалов можно. Пишите, просите, требуйте!
Назад, в Кучу-малу
 
 

 

  Куча-мала 

  Новенькое 

  Фотоальбомы 

  Туризм 

  Информатика 

  Барковы 

  ПИФ 

  Школа N 2 

  FAQ 

  О Груше 

 

 

Сила ветра. Бури, штормы, ураганы. Шкала Бофорта.


Навигация по справочнику TehTab.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Свойства рабочих сред / / Воздух (Атмосфера)  / / Сила ветра. Бури, штормы, ураганы. Шкала Бофорта.
Сила ветра. Бури, штормы, ураганы. Шкала Бофорта.

Классификация силы ветра по шкале Бофорта.

Шкала Бофорта для оценки ветров была создана Адмиралом Бофортом в 1805 году. С помощью данной шкалы можно достаточно точно оценить силу ветра.

Шкала ветров Бофорта представляет собой числовой ряд от 0 (для безветренной погоды) до 12 (для ураганов). Каждое значение дает представление о ветре, его скорости, свойствах.

Сила ветра. Бури, штормы, ураганы. Шкала Бофорта.

Сила ветра по шкале Бофорта.

Описание ветра

Замечания

Скорость ветра

м/с

м/мин

км/ч

миль/час

узлы

фт/мин

0 Безветренно (Calm) Дымка поднимается вертикально. Поверхность моря зеркально гладкая.

0 — 0.15

0 — 9

0 — 0.54

0 — 0.3

0 — 0.5

0 — 25

1 Тихий Ветер (Light Air) Направление ветра определяется движением дыма, а не флюгера. Волны слабые, никакой пены на гребнях волн.

0.15 — 2.7

9 — 162

0.54 — 9.72

0.3 — 6

0.5 — 3

25 — 525

2 Легкий ветер (Light Breeze) Ветер чувствуется на лице, листья шелестят, флюгер приходит в движение. Небольшие гладкие волны.

2.7 — 3.6

162 — 216

9.72 — 12.96

6 — 8

3 — 7

525 — 700

3 Слабый ветер (Gentle Breeze) Листья и маленькие веточки в равномерном движении, ветер развивает флаги.

3.6 — 7.2

216-432

12.96 — 25.92

8 — 16

7 — 10

700 — 1400

4 Умеренный ветер (Moderate Breeze) Поднимается пыль и летает бумага, маленькие веточки раскачиваются. На море слабые волны.

7.2 — 8.9

432 — 534

25.92 — 32.04

16 — 20

10 — 15

1,400 — 1,800

5 Свежий ветер (Fresh Breeze) Маленькие лиственные деревья начинаю раскачиваться. Умеренные волны, много пенных гребней.

8.9 — 12.5

534 — 750

32.04 — 45

20 — 28

15 — 21

1,800 — 2,500

6 Сльный ветер (Strong Breeze) Большие ветви приходят в движение, слышен свист телеграфной проволоки. Немного брызгов на поверхности моря.

12.5 — 14.5

750 — 870

45 — 52.2

28 — 32

21 — 27

2,500 — 2,800

7 Умеренная буря (Moderate gale) Деревья колышутся. Неприятные ощущения при прогулке на ветру. Пена на волнах.

14.5 — 20

870 — 1200

52.2 — 72

32 — 44

27 — 33

2,800 — 3,900

8 Буря (gale) Ветер отламывает ветви деревьев, мешая идти. На море возникают длинные пенные полосы.

20 — 22

1200 — 1320

72 — 79.2

44 — 50

33 — 40

3,900 — 4,400

9 Сильная буря (Strong gale) Разрушение строительных объектов: черепица и искрогасители слетают с крыш. Высокие волны. Гребни начинают переворачиваться.

22 — 28

1320 -1680

79.2 — 100.8

50 — 62

40 — 48

4,400 — 5,450

10 Шторм (Storm) Деревья вырываются с корнем, значительные структурные разрушения. Очень высокие волны.

28 — 31

1680 — 1860

100.8 — 111.6

62 — 70

48 — 55

5,450 — 6,150

11 Сильный Шторм (Violent Storm) Повреждения на большой территории.

31 — 37

1860 — 2220

111.6 — 133.2

70 — 82

55 — 63

6,150 — 7,200

12 Ураган (Hurricane) Воздух наполнен брызгами и пеной.

> 37

2220

> 133.2

> 82

> 63

> 7,200




Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу.
TehTab.ru

Реклама, сотрудничество: [email protected]

Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями.

Градация — скорость — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Градация — скорость

Cтраница 1


Градации скоростей, для которых были определены вероятности, выбраны с учетом конструктивных особенностей флюгера.  [2]

Градации скоростей, для которых определена повторяемость, выбраны с учетом конструктивных особенностей флюгера.  [3]

Градации скоростей, для которых определена повторяемость, выбраны с учетом конструктивных особенностей флюгера. В табл. 6 повторяемость приведена по более крупным градациям скоростей с целью повышения статистической обеспеченности приводимых данных.  [5]

Градации скоростей, для которых определена вероятность, выбраны с учетом конструктивных особенностей флюгера.  [7]

Градации скоростей, для которых определена повторяемость, вы-браны с учетом конструктивных особенностей флюгера.  [9]

Градации скоростей, для которых определена повторяемость, выбраны с учетом конструктивных особенностей флюгера.  [11]

Градации скоростей, для которых определена повторяемость, выбраны с учетом конструктивных особенностей флюгера. В табл. 6 для получения наиболее достоверных данных градации скоростей ветра укрупнены.  [13]

Градации скоростей ветра, для которУх определена повторяемость, выбраны с учетом конструктивных особенностей флюгера ( см. стр.  [14]

Для градации скоростей ветра 0 — 2 м / с должны быть рассмотрены различные направления ветра. Из условия, что С СфПДК или С — ьС ф ПДК при разных х уточняется значение ПДВ как минимального значения выброса М, обеспечивающего ПДК.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Скорость ветра

Как нам уже известно из главы второй, ветром называют движение воздуха относительно земной поверхности, причем, как правило, имеется в виду горизонтальная составляющая этого движения. Однако иногда говорят о восходящем или о нисходя­щем ветре, учитывая также и вертикальную составляющую. Ветер характеризуется вектором скорости. На практике под скоростью ветра подразумевается только числовая величина ско­рости; именно ее мы будем в дальнейшем называть скоростью ветра, а направление вектора скорости — направлением ветра.

Скорость ветра выражается в метрах в секунду, в километрах в час (в особенности при обслуживании авиации) и в узлах (в морских милях в час). Чтобы перевести скорость из метров в секунду в узлы, достаточно умножить число метров в секунду на 2.

Существует еще оценка скорости (или, как принято говорить в этом случае, силы) ветра в баллах, так называемая шкала Бо­форта, по которой весь интервал возможных скоростей ветра де­лится на 12 градаций. Эта шкала связывает силу ветра с раз­личными его эффектами, такими, как степень волнения на море, качание ветвей и деревьев, распространение дыма из труб и т. п. Каждая градация по шкале Бофорта носит определенное назва­ние. Так, нулю шкалы Бофорта соответствует штиль, т. е. пол­ное отсутствие ветра. Ветер в 4 балла, по Бофорту называется умеренным и соответствует скорости 5—7 м/сек; в 7 баллов — сильным, со скоростью 12—15 м/сек; в 9 баллов — штормом, со скоростью 18—21 м/сек; наконец, ветер в 12 баллов по Бофор­ту— это уже ураган, со скоростью свыше 29 м/сек.

Различают сглаженную скорость ветра за некоторый не­большой промежуток времени, в течение которого производятся наблюдения, и мгновенную скорость ветра, которая вообще сильно колеблется и временами может быть значительно ниже или выше сглаженной скорости. Анемометры обычно дают зна­чения сглаженной скорости ветра, и в дальнейшем речь будет идти именно о ней.

У земной поверхности чаще всего приходится иметь дело с ветрами, скорости которых порядка 4—8 м/сек и редко пре­вышают 12—15 м/сек. Но все же в штормах и ураганах уме­ренных широт скорости могут превышать 30 м/сек, а в отдельных порывах достигать 60 м/сек. В тропических ураганах скорости ветра доходят до 65 м/сек, а отдельные порывы — до 100 м/сек. В маломасштабных вихрях (смерчи, тромбы) возможны скоро­сти и более 100 м/сек. В так называемых струйных течениях в верхней тропосфере и в нижней стратосфере средняя скорость ветра за длительное время и на большой площади может дохо­дить до 70—100 м/сек.

Скорость ветра у земной поверхности измеряется анемо­метрами разной конструкции. Чаще всего они основаны на том, что давление ветра приводит во вращение приемную часть при­бора (чашечный анемометр, мельничный анемометр и пр.) или отклоняет ее от положения равновесия (доска Вильда). По скорости вращения или величине отклонения можно определить скорость ветра. Есть конструкции, основанные на манометриче­ском принципе (трубка Пито). Имеется ряд конструкций само­пишущих приборов — анемографов и (если измеряется также и направление ветра) анеморумбографов. Приборы для измере­ния ветра на наземных станциях устанавливаются на высоте 10—15 м над земной поверхностью. Измеренный ими ветер и называется ветром у земной поверхности.

Об измерении ветра в вы­соких слоях атмосферы го­ворилось в главе первой.

***** Шампунь — это главный помощник для любого человека, который следит за чистотой своих волос. Какой шампунь купить? Наш интернет-магазин косметики предлагает Вам покупать только натуральные и органические шампуни купить. Только натуральный шампунь может гарантировать здоровье ваших волос.

Связь между градиентом давления и скоростью ветра

Градиент давления — это изменение атмосферного давления на расстоянии. Большие изменения на более коротких расстояниях равняются высокой скорости ветра, в то время как среды, в которых давление изменяется меньше с расстоянием, порождают более слабые или отсутствующие ветры. Это связано с тем, что воздух с более высоким давлением всегда движется к воздуху с более низким давлением, пытаясь достичь баланса в атмосфере. Более крутые уклоны приводят к более сильному толчку.

Идентификация

Карты погоды на поверхности показывают атмосферное давление с помощью линий равного давления или изобар.Эти линии, также известные как контуры давления, обычно имеют интервалы в четыре миллибара (мбар). Эти контуры образуют круги вокруг систем высокого и низкого давления на карте. Плотно расположенные контуры означают сильный ветер. Поскольку давление обычно уменьшается с высотой, используется метод сглаживания, который переводит все станции в стандартное давление на уровне моря, которое считается равным 1013 мбар или 29,92 дюйма ртутного столба (дюйм рт. Ст.).

Математика градиента

Сила от высокой к низкой, вызывающая ветер, и его скорость работают в синоптических масштабах, таких как те, что изображены на обычных картах поверхности.Градиенты также могут возникать в масштабах, намного меньших, чем высокие и низкие системы, связанные со средними широтами. Одним из примеров является микровзрыв, который происходит во время отдельной грозы. Микровзрыв — это вертикальный градиент давления, вызванный существующим сухим воздухом под грозой или входящим в нее. Дождь испаряется в этом сухом воздухе, вызывая охлаждение. Холодный воздух более плотный, что создает воздух с более высоким давлением, который опускается на поверхность.

Географический масштаб

Высокая или низкая сила, вызывающая ветер, и его скорость работают в синоптических масштабах, таких как те, которые изображены на обычных картах поверхности.Градиенты также могут возникать в масштабах, намного меньших, чем высокие и низкие системы, связанные с грозами на средних широтах. Одним из примеров является микровзрыв, который происходит во время отдельной грозы. Микровзрыв — это вертикальный градиент давления, вызванный существующим сухим воздухом под грозой или входящим в нее. Дождь испаряется в этом сухом воздухе, вызывая охлаждение. Холодный воздух более плотный, поэтому создается воздух с более высоким давлением, который опускается на поверхность.

Точное соотношение

Скорость ветра определяется градиентом давления, так какая величина градиента соответствует определенной скорости ветра? Согласно «Книге погоды» Джека Уильямса, «разница в давлении в полфунта на квадратный дюйм между местами, расположенными на расстоянии 500 миль, разгонит неподвижный воздух до скорости ветра 80 миль в час за три часа.«Имея опыт просмотра карт определенной области, скорость ветра можно оценить, посмотрев на расстояние между изобарами. Трудно быть точным, потому что на скорость влияют другие факторы, такие как трение, эффект Кориолиса,« вращение »и широта. Пример с сайта metservice.com: «расстояние около двух градусов широты (с прямыми изобарами) означает свежий ветер над Оклендом, но сильный шторм над Фиджи».

Заблуждения

Согласно онлайн-статье Университета Центрального Мичигана, это неправда, что воздух всегда следует силе градиента давления от высокого к низкому.Вертикальное движение вниз может происходить от низкого до высокого. Это результат того, что сила тяжести просто превышает градиент давления.

10.9 Посмотрите, как градиентный ветер влияет на погоду.

10.9 Посмотрите, как градиентный ветер влияет на погоду.

Обратите внимание, что скорость ветра градиентного потока отличается от скорости ветра геострофического потока. Посмотрим почему. Начните с геострофического баланса (уравнение [10.36]) и измените уравнение, чтобы получить выражение для скорости геострофического ветра:

Vg = -1f∂Φ∂nMathType @ СПР @ 5 @ 5 + = faaagCart1ev2aaaKnaaaaWenf2ys9wBH5garuavP1wzZbItLDhis9wBH5garmWu51MyVXgaruWqVvNCPvMCG4uz3bqee0evGueE0jxyaibaieYlf9irVeeu0dXdh9vqqj = hHeeu0xXdbba9frFj0 = OqFfea0dXdd9vqaq = JfrVkFHe9pgea0dXdar = Jb9hs0dXdbPYxe9vr0 = vr0 = vqpi0dc9GqpWqaaeaabiGaciaacaqabeaadaqaaqaaaOqaaiaadAhadaWgaaWcbaGaam4zaaqabaGccqGH9aqpcqGHsisldaWcaaqaaiaaigdaaeaacaWGMbaaamaalaaabaGaeyOaIyRaeuOPdyeabaGaeyOaIyRaamOBaaaaaaa @ 3DD9 @

[10.40]

Замена градиента силы давления (∂Φ∂nMathType @ СПР @ 5 @ 5 + = faaagCart1ev2aaaKnaaaaWenf2ys9wBH5garuavP1wzZbItLDhis9wBH5garmWu51MyVXgaruWqVvNCPvMCG4uz3bqee0evGueE0jxyaibaieYlf9irVeeu0dXdh9vqqj = hHeeu0xXdbba9frFj0 = OqFfea0dXdd9vqaq = JfrVkFHe9pgea0dXdar = Jb9hs0dXdbPYxe9vr0 = vr0 = vqpi0dc9GqpWqaaeaabiGaciaacaqabeaadaqaaqaaaOqaamaalaaabaGaeyOaIyRaeuOPdyeabaGaeyOaIyRaamOBaaaaaaa @ 3813 @) с — верт г в уравнении баланса градиента приводит к уравнению, которое связывает эти градиентные скорости с геострофической скоростью:

V2R + верт-Fvg = 0 или VGV = 1 + Vf RMathType @ СПР @ 5 @ 5 + = faaagCart1ev2aaaKnaaaaWenf2ys9wBH5garuavP1wzZbItLDhis9wBH5garmWu51MyVXgaruWqVvNCPvMCG4uz3bqee0evGueE0jxyaibaieYlf9irVeeu0dXdh9vqqj = hHeeu0xXdbba9frFj0 = OqFfea0dXdd9vqaq = JfrVkFHe9pgea0dXdar = Jb9hs0dXdbPYxe9vr0 = vr0 = vqpi0dc9GqpWqaaeaabiGaciaacaqabeaadaqaaqaaaOqaamaalaaabaGaamODamaaBaaaleaacaWGibaabeaakmaaCaaaleqabaGaaGOmaaaaaOqaaiaadkfaaaGaey4kaSIaamOzaiaadAhadaWgaaWcbaGaamisaaqabaGccqGHsislcaWGMbGaamODamaaBaaaleaacaWGNbaabeaakiabg2da9iaaicdacaaMf8Uaam4BaiaadkhacaaMf8 + aaSaaaeaacaWG2bWaaSbaaSqaaiaadEgaaeqaaaGcbaGaamODamaaBaaaleaacaWGibaabeaaaaGccqGH9aqpcaaIXaGaey4kaSYaaSaaaeaacaWG2bWaaSbaaSqaaiaadIeaaeqaaaGcbaGaamOzaiaayIW7caWGsbaaaaaa @ 5158 @

В обычном низком (средний, рисунок ниже) R > 0, так что V g > V .Скорость на кривой вокруг области низкого давления составляет субгеострофических .

В обычном высоком (справа, рисунок ниже), R <0, так что V g < V . Скорость на кривой вокруг области высокого давления составляет супергеострофических .

Баланс градиента в Северном полушарии. слева: геострофический баланс; центр: обычный низкий баланс; справа: обычный высокий баланс. Обратите внимание, что PGF не зависит от скорости, но и сила Кориолиса, и центробежное ускорение зависят от скорости.На рисунке геострофическая скорость представлена ​​как v g , а градиентная скорость ветра представлена ​​как v gr .

Щелкните здесь, чтобы увидеть доступную альтернативу рисунку выше

Баланс сил (Северное полушарие)

* Обозначается прямоугольниками со стрелками *

Геострофический:

Стрелка PGF направлена ​​вверх, стрелка COR направлена ​​вниз (примерно того же размера, что и PGF), v г Стрелка направлена ​​вправо

Субгеострофия в желобе: низкое давление в желобе, зеленая стрелка внизу указывает вправо

Супергеострофический; в гребне: высокое давление ниже холма с зеленой стрелкой вверху, указывающей вправо

Вихревой градиент:

PGF вверх, COR вниз (меньше PGF), CENT вниз (меньше COR), v gr справа (меньше геострофического v g )

Антициклонический градиент:

PGF вверх, CENT вверх (меньше PGF), COR вниз (больше PGF), v gr (больше геострофического v g )

Авторы и права: H.Н. Ширер

Подумайте об этом иначе. Сила градиента давления не зависит от скорости и поэтому всегда присутствует при заданном градиенте геопотенциала. При обычном низком уровне центробежная сила и сила Кориолиса, обе зависящие от скорости, суммируются, чтобы равняться силе градиента давления, тогда как для геострофического потока суммируется только сила Кориолиса. Таким образом, скорость в случае градиентного баланса должна быть меньше геострофической скорости для того же градиента геопотенциала.

Итак, как субгеострофический и супергеострофический поток влияют на погоду?

Супергеострофический поток вокруг хребтов и субгеострофический поток вокруг впадин помогает объяснить закономерности конвергенции и расхождения наверху, которые связаны с вертикальными движениями.

Посмотрите на рисунок ниже, начиная слева. Переход от геострофического потока на прямом участке к супергеострофическому течению на вершине хребта вызывает расхождение наверху. Это расхождение вызывает восходящую вертикальную скорость, что вызывает область низкого давления и конвергенцию на поверхности. Когда воздух огибает вершину хребта, он замедляется и становится геострофическим, а затем продолжает замедляться еще больше, поскольку поток вокруг желоба становится субгеострофическим, вызывая конвергенцию наверху.Это схождение наверху вызывает нисходящую скорость, что вызывает высокое давление и расхождение на поверхности.

Субгеострофические и супергеострофические скорости потока наверху в Северном полушарии.

Щелкните здесь, чтобы увидеть доступную альтернативу рисунку выше

Градиентные формы крыла и расходимости в воздухе, на поверхности при низком и высоком давлении

Диаграмма формы волны. Начинается как зона низкого давления с постоянным геострофическим ветром (v g ), движущимся вверх по волне, также обозначена дивергенцией, на гребне волны супергеострофический градиент ветра v gr горизонтальный.Хребет также имеет антициклоническую кривизну. Затем волна движется вниз в зоне высокого давления, отмеченной конвергенцией, пока не достигнет впадины с циклонической кривизной и субгеостропическим градиентным крылом v gr , которое показано горизонтальной стрелкой. Затем волна повторяется, и v g идет вверх к гребню из зоны низкого давления, которая расходится.

Кредит: Х. Н. Ширер

Таким образом, подветренная часть желоба является предпочтительным местом для дивергенции наверху, восходящего движения и низкой поверхности.Подветренная часть хребта — предпочтительное место для конвергенции наверху, нисходящего движения и высокой поверхности. Так как гребни образуются вокруг высокого давления наверху, а впадины образуются вокруг низкого давления наверху, мы видим, что высота над уровнем моря смещена относительно уровня поверхности, а высота над уровнем моря смещена относительно высоты над поверхностью.

Таким образом, субгеострофический поток и супергеострофический поток наверху напрямую связаны с формированием погоды на поверхности. Другие факторы, такие как завихренность, также очень важны.Видео ниже (1:09) описывает, как градиентный поток ветра наверху может повлиять на погоду на поверхности.

Trough Aloft Surface Low Видео

Щелкните здесь, чтобы просмотреть стенограмму видео Trough Aloft Surface Low.

Давайте посмотрим, как градиент ветра наверху может повлиять на погоду на поверхности. Посмотрите, как меняется скорость, когда воздух обтекает гребень, а затем желоб наверху. Изначально скорость составляет геострофический и прямолинейный поток. По мере того как он огибает гребень, он ускоряется.А затем на прямом участке снова замедляется до геострофического. Проходя через желоб вокруг чердака с низким давлением, он замедляется до субгеострофического, а затем ускоряется до геострофического на следующем прямом участке. Ускорение вызывает расхождение вверху. А замедление вызывает сближение вверх, как вы узнали в уроке девятом. Вы также видели, как конвергенция на высоте может привести к расхождению на поверхности. Этому способствует высокая поверхность. И как отклонение наверху может привести к схождению на поверхности, что способствует понижению поверхности.Таким образом, градиентный поток способствует погодным условиям на поверхности. Мы часто видим, как с подветренной стороны желоба образуется низкая поверхность.

факторов, влияющих на ветер: силы градиента давления, эффект Кориолиса и трение — Science Class [Видео 2021]

Силы градиента давления

Ветер в конечном итоге возникает из-за разницы температур, потому что, как мы узнали в другом уроке, разница температур приводит к разнице давления воздуха, а давление воздуха создает конвекционные потоки, которые, как мы только что узнали, создают ветер.Вернемся назад и посмотрим, как это работает. Допустим, у нас есть теплое место, например, экватор, и холодное место, например, Северный полюс. Воздух на экваторе нагревается большей солнечной энергией, чем воздух на Северном полюсе, поэтому он поднимается, а затем движется горизонтально к Северному полюсу. По мере охлаждения он опускается обратно в более теплый экваториальный регион. Разница давления воздуха между двумя точками называется градиентом давления , а сила, которая фактически перемещает воздух из областей высокого давления в области низкого давления, называется силой градиента давления .

Эффект Кориолиса

Если бы Земля не вращалась (что мы знаем, что она вращается, потому что у нас есть циклы дня и ночи), эта сила градиента давления создала бы две одноклеточные циркуляции ветра — одну для Северного полушария и один для Южного полушария.

Но поскольку Земля действительно вращается вокруг своей оси, мы получаем множественные циркуляции ветра на Земле. Что особенно интересно, это вращение Земли влияет на траекторию ветра, так что кажется, что он отклоняется вправо в Северном полушарии и влево в Южном полушарии (если вы смотрите вниз с одного из полюсов).Это отклонение ветра от вращения Земли называется эффектом Кориолиса .

Эффект Кориолиса похож на карусель. Представьте, что вы находитесь на одной стороне, а ваш друг находится прямо напротив вас, с другой. Если бы вы бросили мяч своему другу, пока карусель не вращалась, он полетел бы прямо к нему. Это наша одноклеточная модель циркуляции на невращающейся Земле.

А теперь карусель крутилась против часовой стрелки.Бросьте мяч своему другу еще раз, и на этот раз мяч не попадает в него! Вы можете этого не осознавать, но мяч все еще движется по той же прямой траектории, что и раньше, и вы увидите это, если посмотрите прямо сверху вниз. Однако с вашей точки зрения карусели кажется, что мяч отклоняется вправо, когда он не попадает в вашего друга.

Вот что происходит с ветром на Земле. Когда Земля вращается, все свободно движущиеся объекты, такие как воздух, вода, самолеты и даже снежки, кажутся покидающими свои прямолинейные траектории.Нет ничего без эффекта Кориолиса!

Эффект Кориолиса также различается в зависимости от скорости ветра и широты. Когда ветер движется быстрее, он сильнее отклоняется. Объекты, расположенные выше по широте (то есть ближе к полярным регионам), отклоняются сильнее, чем на экваторе.

Трение влияет на ветер

Когда мы говорим о ветре, мы, конечно, не можем забыть о трении . Трение — это сила, ограничивающая движение, и каждый раз, когда объект соприкасается с поверхностью, он испытывает трение.Вы можете почувствовать это, когда соскользнете с горки — вы определенно почувствуете трение в задней части ног, если спуститесь в шортах, а не в длинных штанах!

Ветер сталкивается с трением по всей Земле, потому что он постоянно контактирует с поверхностью Земли. Чем более шероховатая поверхность, тем большее трение она испытывает. Таким образом, песчаная пустыня позволит ветру легче перемещаться по ней, но неровный горный хребет, вероятно, значительно замедлит этот ветер. Трение также снижает эффект эффекта Кориолиса, потому что, как мы узнали ранее, более медленный ветер отклоняется меньше, чем более быстрый.

Краткое содержание урока

Как и воздух, который выходит изо рта, воздух в атмосфере охлаждается по мере расширения. По мере того, как теплый воздух в атмосфере расширяется и охлаждается, он опускается, заполняя пространство, оставленное теплым воздухом, и эта циркуляция поднимающегося теплого воздуха и опускания холодного воздуха называется конвекционным потоком . Конвекционные потоки создают ветер , который горизонтально перемещает воздух. Но конвекционные потоки в конечном итоге зависят от разницы температур, потому что именно они в первую очередь создают разницу в давлении.Разница давлений между двумя местоположениями называется градиентом давления , а сила, которая фактически перемещает воздух по мере ветра, называется силой градиента давления .

Вращение Земли означает, что воздух не циркулирует в конвекционном потоке с одной ячейкой для каждого полушария. Вместо этого мы получаем несколько воздушных ячеек и эффект Кориолиса , который представляет собой кажущееся отклонение ветра из-за вращения Земли. Подобно тому, как бросить мяч вашему другу на карусели, когда он вращается, ветер на самом деле движется по той же прямой линии, но при наблюдении сверху кажется, что он отклоняется вправо в северном полушарии и влево в южном полушарии. полушарие.Отклонение ветра больше при более высокой скорости ветра, а также на более высоких широтах.

Трение также играет важную роль в поведении ветра на Земле, потому что это сила, ограничивающая движение. Когда ветер сталкивается с более грубыми поверхностями на Земле, он значительно замедляется. Когда ветер движется медленнее, влияние эффекта Кориолиса также уменьшается, потому что более медленный ветер отклоняется меньше, чем ветер, движущийся с большей скоростью.

Результаты обучения

По окончании этого урока вы должны уметь:

  • Определить конвекционные токи
  • Описать градиент давления и силу градиента давления
  • Определите, как вращение Земли помогает создать эффект Кориолиса
  • Понять влияние трения на ветер

Температурный градиент — обзор

12.3.2 ВЛИЯНИЕ МЕТЕОРОЛОГИИ И ЗЕМЛИ

Метеорологическими переменными, которые влияют на распространение загрязняющих веществ из источника и, следовательно, определяют концентрации в атмосферном воздухе и процессы осаждения на поверхности земли, являются скорость и направление ветра, которые связаны с переносом загрязняющих веществ с подветренной стороны. градиенты ветра и температуры в вертикальном направлении, а также скорости перемешивания атмосферной турбулентности. Эти метеорологические параметры меняются в зависимости от времени и местоположения, а также от высоты над поверхностью земли.На них также существенно влияют местные топографические особенности. Оценка значений этих переменных для расчета рассеивания загрязняющих веществ зависит, в свою очередь, от ряда физических и термодинамических процессов в атмосферном пограничном слое, которые влияют на изменение ветра и температуры с высотой над поверхностью. К ним относятся поток тепла солнечного излучения к поверхности в течение дня, потери тепла вверх за счет излучения с поверхности в ночное время (которое подавляет образование тепловых водоворотов), шероховатость поверхности и ее влияние на создание механически индуцированной турбулентности в поверхностном слое, а также высвобождение или поглощение скрытого тепла, связанного с влажностью и содержанием влаги на поверхности.Изменение температуры окружающей среды, влажности, скорости и направления ветра с высотой над поверхностью описывается соответствующими профилями. В области метеорологии планетарного пограничного слоя рассматривается вопрос о параметризации этих процессов для расчетов моделирования дисперсии. Hanna et al. (1982), Randerson (1984) и документация моделей ISC3 и AERMOD (EPA, 1995b; Cimorelli, 2002) являются хорошими ссылками на этот предмет.

Далее следует обсуждение взаимосвязи между метеорологическими условиями и коэффициентами рассеивания, используемыми при моделировании.Особое внимание уделяется вопросам, которые часто являются предметом споров в юридических спорах.

Метеорологические измерения обычно проводятся на одном или нескольких уровнях с метеорологической башни, расположенной вдали от зданий и сооружений, которые могут изменять воздушный поток. Высота 2 и 10 метров обычно используется в качестве контрольных уровней для определения градиентов ветра и температуры. Более высокие уровни от 30 до более 100 метров используются в некоторых условиях, чтобы лучше охарактеризовать перенос загрязнения, особенно в условиях сложной местности.Однако данные о ветре с 10-метрового уровня на близлежащей станции аэропорта Национальной метеорологической службы США (NWS) обычно используются для моделирования рассеивания источников в простой местности. Непрерывные измерения быстро собираются, и оцифрованные данные обрабатываются для получения краткосрочных данных о колебаниях ветра, используемых для оценки скорости турбулентного рассеяния, а также для получения одночасовых измерений среднего ветра, температуры и влажности.

Данные о ветре удобно резюмировать в виде розы ветров, которая, согласно принятым правилам, показывает направление, откуда дует ветер.Например, данные о приземном ветре, собранные в аэропорту Даллас / Форт-Уэрт в период с января 1986 года по декабрь 1990 года, представлены на Рисунке 12.1. Обратите внимание, что «лепестки» «розы», соответствующие направлениям компаса, также указывают информацию о скорости ветра. Как показано на Рисунке 12.1, на этой станции приземные ветры происходят преимущественно с юга (около 20% времени) или с юго-юго-востока (12%), затем идут ветры с юго-юго-запада (9%) и севера (9%). %), и нечасто с востока или запада.Следовательно, любой источник выбросов в атмосферу должен давать картину среднегодовой концентрации и загрязнения почвы, отражающую этот сильный север / юг. В частности, самые высокие концентрации в почве должны наблюдаться к северу от источника выбросов. Скорость ветра оказывает основное влияние на разбавление выбросов от стационарного источника. Концентрации примерно обратно пропорциональны величине скорости ветра. Поскольку скорость ветра обычно увеличивается с высотой над землей, важно учитывать этот фактор при анализе.

Рисунок 12.1. Метеорологические данные Далласа / Форт-Уэрта за 1981–1984 гг.

Средняя скорость ветра в большинстве населенных пунктов США составляет 6–11 миль (9,617,7 км) в час (Bair, 1992). Средняя дневная скорость ветра выше, чем ночная.

Атмосферная турбулентность отвечает за перемешивание и разбавление загрязняющих веществ, переносимых ветром. Скорость турбулентного перемешивания обычно связана с условиями стабильности атмосферы, которые в первую очередь зависят от того, как сгусток воздуха будет вести себя при различных вертикальных профилях температуры при вертикальном смещении.Условия устойчивости меняются в зависимости от местоположения и быстро зависят от времени суток и высоты над землей. Поэтому определение стабильности часто является важным результатом судебно-медицинской экспертизы, особенно при краткосрочном воздействии. Поэтому мы рассмотрим этот вопрос в следующих параграфах.

Давление атмосферы уменьшается с высотой над поверхностью. Температура может снижаться, а может и не снижаться с высотой над землей, и это становится очень важным фактором при определении скорости рассеивания.Представьте себе воздушный поток, который движется вертикально. Давление вокруг посылки будет меньше, и посылка немного расширится, уменьшив ее плотность. Если это движение не добавляет или не отнимает тепла (т. Е. Адиабатический процесс), это расширение также вызывает охлаждение частиц воздуха, что приводит к увеличению плотности. Приведет ли это движение к тому, что посылка станет более или менее плотной, чем окружающий воздух, и, следовательно, хочет ли посылка двигаться дальше вверх или вниз, зависит от градиента плотности окружающего воздуха.Этот градиент плотности зависит от изменения температуры в вертикальном направлении.

Атмосфера считается стабильной , если температура увеличивается с высотой, и участок, перемещающийся вверх, оказывается более плотным, чем его окружение. Затем посылка отреагирует, сдвинувшись вниз к своему предыдущему положению. Если бы посылка изначально была перемещена вниз, произошло бы обратное. Таким образом, стабильно стратифицированная атмосфера будет подавлять вертикальные движения, связанные с турбулентностью.Стабильные условия у поверхности обычно возникают ночью, когда радиационное охлаждение земли приводит к повышению температуры воздуха с высотой над землей. Это называется температурной инверсией .

Атмосфера считается нейтральной , если температурный градиент таков, что изменение плотности, связанное с изменением температуры с высотой, такое же, как изменение плотности, связанное с изменением давления с высотой. Для сухого воздуха этот градиент равновесной температуры составляет примерно минус 1.0 градусов по Цельсию на 100 метров высоты. Это также называется адиабатическим градиентом скорости. Посылка, движущаяся вверх или вниз в нейтрально стабильной атмосфере, окажется окруженной воздухом той же плотности и не будет испытывать никакой чистой восходящей или нисходящей силы плавучести. Условия нейтральной устойчивости обычно возникают при умеренных и сильных ветрах и могут возникать в любое время суток.

Атмосфера считается нестабильной , если температурный градиент таков, что воздушная струя, движущаяся вверх, оказывается менее плотной, чем ее окружение.Затем посылка будет стремиться ускоряться дальше вверх. Снова произойдет обратное, если сначала посылку сдвинуть вниз. Таким образом, нестабильная стратифицированная атмосфера усиливает вертикальные турбулентные движения. Наиболее частой причиной нестабильного пограничного слоя является нагрев поверхности земли солнечным светом, когда силы плавучести заставляют воздух, нагретый у поверхности, резко подниматься и смешиваться с воздухом на больших высотах.

Потенциальный температурный градиент используется для определения этих условий. Выдается по номеру

(12.1) ∂θ / ∂z = ∂T / ∂z + g / CP

, где δ T δ z — вертикальный градиент температуры (k 0 / м), g — ускорение свободного падения. (м / с 2 ), а C P — удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении (10 7 эрг / г — k 0 ). (Hanna et al., 1982).

Если ∂θ / ∂ z > 0, слой атмосферы стабильно стратифицирован

Если ∂θ / ∂ z равно 0, слой атмосферы стратифицирован нейтрально

Если ∂θ / ∂ z <0, атмосферный слой нестабилен

Есть несколько способов уточнить категоризацию условий устойчивости поверхности.Самый распространенный, после Паскуилла и Гиффорда и описанный в Hanna et al. (1982) определяет шесть классификаций устойчивости: от A (крайне нестабильный) до F (умеренно стабильный). Класс D предназначен для нейтральных условий. Классификации определяются по диапазонам наблюдений за скоростью приземного ветра и солнечной инсоляцией в дневное время или за скоростью приземного ветра и облачностью в ночное время. Другие средства, используемые в усовершенствованных моделях дисперсии, включают соотношения эффектов теплового нагрева и механически индуцированного перемешивания.Они включают прямые измерения дополнительных факторов сдвига ветра, солнечной и чистой радиации.

Вертикальная структура температуры также важна для определения скорости турбулентности над поверхностью земли. Например, повышенная инверсия может возникнуть в результате оседания воздуха в системе высокого давления. Эта инверсия препятствует вертикальным турбулентным движениям, возникающим в поверхностном слое наверху поверхностного слоя, определяя то, что известно как глубина или высота перемешивания.

Мы вернемся к описанию параметризации ветра и турбулентности в Разделе 12.3.4, когда мы опишем модели дисперсии более конкретно.

12.3.2.1 Источники метеорологических данных

Метеорологические данные можно получить из ряда государственных и частных источников. Национальный центр климатических данных (NCDC) в Эшвилле, Северная Каролина, является хранилищем метеорологических данных, собранных из различных источников по всему миру. Другие источники в Соединенных Штатах включают Национальную метеорологическую службу (NWS), Федеральное управление гражданской авиации (FAA), военные базы, университеты, сельскохозяйственные угодья и некоторые промышленные объекты.USEPA также предоставляет ограниченное количество метеорологических наблюдений NWS, пригодных для использования при моделировании рассеивания в воздухе через Центр поддержки нормативного моделирования атмосферных явлений (SCRAM). Доступ к ним можно получить через веб-сайт EPA. Метеорологические данные, полученные непосредственно от NCDC или USEPA, требуют обработки, прежде чем их можно будет использовать в стандартных моделях воздуха. Требуемые метеорологические процессоры обычно предоставляются вместе с реальной моделью рассеивания в воздухе. Частные поставщики также могут предоставлять метеорологические данные, обычно получаемые из NCDC и обрабатываемые для использования в интересующей модели рассеяния в воздухе.При выборе метеорологических данных для использования в моделировании атмосферы необходимо учитывать меры обеспечения качества, связанные со сбором и обработкой необработанных данных. Данные, собранные NWS, считаются высококачественными.

Географические местоположения метеорологических данных следует выбирать на основе их способности характеризовать условия переноса и рассеивания в интересующей области. Таким образом, выбранные данные должны быть репрезентативными для моделируемого участка с точки зрения пространственных и временных соображений.Пространственные соображения включают как горизонтальное, так и вертикальное направления. Они будут включать в себя непосредственную близость моделируемой области к месту, где были собраны метеорологические данные, а также сходство таких вещей, как расстояние до крупных водоемов и особенности ландшафта с ветровыми направлениями. На временной основе выбранные метеорологические данные должны относиться к периоду времени, максимально близкому к моделируемому периоду. Если не удается установить точное временное соответствие между доступными метеорологическими данными и периодом, представляющим интерес для моделирования, то выбранная запись должна иметь достаточную продолжительность, чтобы фиксировать все метеорологические условия, ожидаемые на моделируемом участке.В целом, при моделировании долгосрочного выброса, USEPA (2005) считает, что пятилетний период метеорологических данных из удаленного местоположения является достаточным для снижения неопределенности в прогнозах модели до приемлемого уровня для нормативных целей. Многие источники предпочитают собирать данные по конкретному участку, чтобы гарантировать, что метеорологические данные будут считаться репрезентативными для участка. В таких случаях обычно считается достаточным данные за один год.

Данные о высотах необходимы для оценки высоты перемешивания, ниже которой может происходить сильное рассеяние.Аэрологические данные обычно измеряются дважды в день, но только на определенных станциях NWS. Данные могут быть получены из некоторых из тех же источников, которые были определены ранее для наземных данных.

Данные об осадках для использования при моделировании влажных отложений должны быть получены от NCDC или, в некоторых случаях, от частных поставщиков. Данных об осадках нет на веб-сайте EPA SCRAM.

Обработка, необходимая для использования этих данных, зависит от переменной и модели. Большая часть метеорологических данных может быть обработана с помощью программы EPA PCRAMMET.Программу и руководство пользователя можно получить на веб-сайте SCRAM. PCRAMMET будет производить готовые метеорологические входные файлы для моделей, в том числе для моделирования сухих и влажных отложений. Некоторые модели требуют использования специальных метеорологических препроцессоров.

12.3.2.2 Влияние близлежащей местности и водных объектов

Наличие крупных рельефов местности и близлежащих водоемов является дополнительным фактором при анализе схем воздушных потоков. При наличии сильных крупномасштабных (синоптических) метеорологических потоков (например, связанных с мигрирующими областями высокого и низкого давления), эффекты блокировки и искажения рельефа изменяют поля скорости и направления ветра, а также тепловую структуру воздушного потока в пределах планетарный пограничный слой.Все эти факторы существенно влияют на скорость рассеивания. При менее сильных крупномасштабных метеорологических потоках дифференциальный нагрев может вызвать дренажные потоки ночью или, альтернативно, восходящий поток в течение дня. Подробное обсуждение темы рассеивания в сложной местности можно найти в Egan and Snyder (2002).

Подобные изменения поля потока и температуры происходят при наличии близлежащих океанов или озер. Здесь, при легких погодных условиях синоптического масштаба, днем ​​часто возникают местные береговые потоки и, в меньшей степени, морские ветры ночью.Некоторые из моделей, обсуждаемых в разделе 12.3.4, могут применяться для оценки переноса загрязнителей в этих сложных условиях потока. Модели, рассматривающие сложные потоки, обычно требуют более подробной входной информации о топографических высотах и ​​характеристиках поверхности с точки зрения почвенного покрова (трава, лес, вода и т. Д.) И связанных с ними физических характеристик (альбедо, шероховатость поверхности, содержание влаги).

12.3.2.3 Источники данных о высоте местности и характеристиках поверхности

Данные о высоте местности необходимы, когда типичная высота шлейфа (высота штабеля плюс подъем шлейфа) близка или ниже высоты местности.Данные о местности обычно получают от Геологической службы США (USGS), частных поставщиков и, в некоторых ограниченных случаях, от агентств государственной географической информационной системы (ГИС). Данные, полученные от USGS, могут быть в электронном или бумажном формате (например, топографические карты). AERMOD имеет специальный препроцессор AERMAP.

Данные о характеристиках поверхности обычно можно получить из баз данных ГИС государственного агентства. Эту информацию, возможно, потребуется обработать для получения конкретной входной информации, необходимой для запуска моделей дисперсии.

Определение исходной базовой скорости ветра в Эфиопии и сравнение с обязательным эфиопским стандартом CES 145, 2015

Основные моменты

Ветровые режимы будут меняться для разных регионов страны.

Базовая скорость ветра в Эфиопии была увеличена на 14–150% по сравнению с постоянной скоростью 22 м / с.

Базовая скорость ветра в Эфиопии составляла от 25 до 55 м / с.

Реферат

В последние годы строительный сектор Эфиопии вырос благодаря модернизации и индустриализации.Данные о скорости ветра являются необходимым условием при проектировании высотных зданий. В Эфиопии наиболее распространенной практикой является принятие рекомендаций по проектированию из европейских кодексов практики, что может быть совершенно неуместным из-за различий в климатических и топографических условиях. Чтобы выдвинуть на первый план нынешние условия в Эфиопии, в этой статье была предпринята попытка получить базовую скорость ветра для различных станций / городов. Затем основные данные о скорости ветра, полученные от 159 станций, сравниваются с расчетной скоростью ветра 22 м / с согласно ECS 145, 2015.В результате была подготовлена ​​базовая карта зоны скорости ветра. Карта была разработана на основе основных скоростей ветра, оцененных по годовым максимальным значениям, собранным с каждой станции. Hydrognomon Pythia-статистический анализ был проведен для различных распределений вероятностей. После их расчета было выбрано наиболее подходящее распределение между эмпирическими и теоретическими данными с использованием критерия Колмогорова-Смирнова. Полученные данные ясно показывают, что величина основной рабочей скорости ветра увеличилась на 14–150% с постоянной 22 м / с.Используя наиболее подходящие методы распределения вероятностей для каждой станции, полученные результаты находятся в диапазоне от 25 до 55 м / с в Эфиопии.

Ключевые слова

Скорость ветра

Карта зон скорости ветра

Распределение вероятностей

Распределение смеси

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

© 2021 Автор (ы). Опубликовано Elsevier B.V.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

«Влияние растительности на переносимые по воздуху частицы и градацию почвы в районе меску» Энн Марло Питчфорд

Название степени

Доктор философских наук

Отдел

Гражданская и экологическая инженерия

Член Первого комитета

Моисей Каракузян

Аннотация

В этом исследовании изучалось влияние растительности на градацию поверхностных почв и концентрации взвешенных частиц в воздухе на участке мескитовых песчаных дюн в пределах экспериментального хребта Хорнада, исследовательского ранчо недалеко от Лас-Крусес, Нью-Мексико.Особый интерес вызвали частицы диаметром менее 10 микрон. Это место для исследований было выбрано, потому что оно использовалось в предыдущих исследованиях, и уже были установлены метеорологические приборы и пылеуловители. Распределение аэродинамических размеров для образцов почвы и взвешенных в воздухе твердых частиц, собранных в различных местах вблизи дюн и на них, было определено с использованием лабораторного отстойника. Кроме того, 6 непрерывных мониторов аэрозолей работали с подветренной и подветренной стороны и на вершине песчаной дюны во время двух пыльных бурь; Положения растительности, определенные с помощью аэрофотоснимков с разрешением 1 м, хорошо сравнивались с местоположениями растительности, определенными вручную с 0.5-метровое разрешение. Анализ образцов почвы показал значительные различия в гранулометрическом составе образцов, собранных с улиц, вершин дюн и сторон дюн. Мелкий песок составлял гораздо больший компонент в образцах с верхних частей дюн (60%) по сравнению с образцами с улиц (48%), а частицы почвы диаметром менее 16 микрон составляли 0,1% образцов с верхних частей дюн по сравнению с 0,0% для сторон дюн. . Образцы пылесборников показали, что количество собранных частиц увеличивается с увеличением длины оголенной зоны или «улицы» перед пробоотборником по преобладающему направлению ветра.Пороговая скорость для выбросов мелких частиц была определена примерно от 65 до 80 см / с. Модель потока была основана на непрерывных измерениях вдоль центральной линии мескитовой дюны и данных о ветре от близлежащих датчиков в течение 10-минутных периодов, когда поток ветра совпадал с дюной. Данные о ветре были заимствованы из совместного исследования и, таким образом, не были расположены непосредственно на одной линии с дюной. Для оценки потока перед дюной, на ее вершине и за ней были выбраны две комбинации датчиков ветра. Сравнение результатов, основанных на данных DustTrak ™ и двух комбинаций датчиков, показало, что выбор информации о скорости ветра имеет решающее значение для общих результатов модели.

Ключевые слова

В воздухе; Частицы в воздухе; Дюны; Эффекты; Градация; Мескитовый; Мескитовые дюны; Нью-Мексико; Частицы; Почва; Градация почвы; Растительность

Контролируемый объект

Экологическая инженерия; Науки об окружающей среде

Учредитель степени

Университет Невады, Лас-Вегас

Разрешения

Если вы являетесь законным правообладателем этой диссертации и хотите удалить полный текст из Digital Scholarship @ UNLV, отправьте запрос на digital Scholarship @ unlv.edu и включать четкую идентификацию работы, желательно с URL-адресом.

Цитирование из репозитория

Питчфорд, Энн Марло, «Влияние растительности на переносимые по воздуху частицы и градацию почвы возле мескитовых дюн» (2002). UNLV Ретроспективные диссертации и диссертации . 2506.
http://dx.doi.org/10.25669/xmta-6g91

Права

В АВТОРСКОМ ПРАВЕ. Для получения дополнительной информации об этом заявлении о правах посетите http: // rightsstatements.org / vocab / InC / 1.0 /

типов ветра | Почему они не всегда одинаковы — география и вы

Типы мирового ветра

Установление типов ветра важно для понимания стихийных бедствий. 30 мая 2017 г. сильный циклонический шторм «Мора» пересек побережье Бангладеш в первой половине дня с максимальной скоростью приземного ветра 130 км / ч (IMD, 2017). Циклон унес 9 жизней в Бангладеш, а также нанес серьезный материальный ущерб.

Мизорам сообщил о проливных ливнях, сопровождавшихся сильными порывами ветра, которые, как сообщается, повредили около 80 зданий, особенно в районе Сиаха, где были зарегистрированы повреждения штаб-квартиры округа и зданий районной больницы.Циклон Мора показал пример разрушений, которые могут быть вызваны сильными ветровыми потоками.

Разрушительные эффекты некоторых типов ветра, например ураганов, символически характеризуются в индуистском мифе о боге ветра Вайю, который рассматривается как разрушительный и невоздержанный Бог — доброжелательный Бог в раннюю ведическую эпоху. Это изменение статуса Бога могло быть связано с более мягкими ветрами в степях, откуда, как говорят, первоначально мигрировали арийцы.Прибрежный и тропический климат Индии с разрушительными циклонами мог повлиять на стремительность Бога, хотя этот вопрос является предметом спекуляций.

Башня Ветров, как дань уважения различным богам ветра в Древней Греции, использовалась для обозначения сезонных изменений в характере ветра. У древних греков было четыре бога ветра согласно четырем временам года, а именно: Борей (зима), Зефирос (весна), Нотус (лето) и Евро (осень). Божественным хранителем ветров был Айолос. Римская мифология сохранила богов ветра у греков вместе с их обозначением для определенных сезонов.

В научной терминологии ветры — это потоки газов, составляющих атмосферу. Он может быть многих типов и объясняется природой сил, производящих их. Их масштаб и пространственные размеры, геофизическое положение, скорость, а также их влияние, таким образом, составляют предмет изучения.

Ранние предположения о ветрах были основаны на их использовании, например, для транспорта или для механических применений, таких как ветряные мельницы, а также на их общем влиянии на погоду и климат.Однако научные оценки ветрового режима и механизмов начали анализировать только после развития естествознания.

Тем не менее, определенные типы ветра также используются в качестве энергии ветра для полезных целей, таких как парусный спорт, который служил для установления торговых маршрутов из-за глобального характера ветра, в ветряных мельницах и для выработки электроэнергии.

Механизм ветровых потоков

Ветры — это горизонтальные движения воздуха в атмосфере, в отличие от течений, которые представляют собой вертикальные движения.Ветры обычно возникают из-за неравномерного распределения давления в глобальном климатическом или местном масштабе, которое уравновешивает движения ветра. Универсальное практическое правило состоит в том, что всякий раз, когда существует область высокого давления воздуха рядом с областью низкого давления, разница в давлении вызывает потоки ветра из области высокого давления в область низкого давления. Определенные факторы влияют на движение ветра с точки зрения направления и скорости. Это градиент давления, эффект Кориолиса, трение и центростремительное ускорение.

Сила градиента давления — это сила, возникающая, когда разность давлений влияет на интенсивность ветровых потоков из областей с высоким давлением в области с низким давлением. Чем ближе градиент давления, тем сильнее изменение давления, что приводит к ветрам с более высокими скоростями ветра. Ветер течет в направлении изменения давления, которое перпендикулярно изобарам (области с одинаковым давлением воздуха), как показано на Рис. 1.

Рис. 1: Ветровой поток, перпендикулярный изобаре, из-за градиента давления
Источник: Сайт географии Южной Африки

Однако поток ветра не совсем перпендикулярен изобаре, а несколько отклоняется, и это происходит из-за сил, оказываемых вращением Земли вокруг своей оси с запада на восток.Это отклонение ветровых потоков из-за вращения Земли называется эффектом Кориолиса.

В эффекте Кориолиса, согласно закону Ферреля, ветры в северном полушарии отклоняются вправо, а в южном полушарии — влево. Эффект изменяет направление ветра, но не его скорость. Однако отклонение имеет тенденцию увеличиваться с увеличением скорости ветра, массы и широты положения на Земле, как показано на Рис. 2.

Рис. 2: Увеличение эффекта Кориолиса с уменьшением широты
Источник: Калифорнийский государственный университет в Нортридже

По мере того, как воздух, устремляющийся в область низкого давления, движется к центру вращения, и из-за эффекта Кориолиса, ветер движется по кривой траектории вокруг локальной оси, которая может иметь высокое или низкое давление.Это явление связано с силой центростремительного ускорения ветра. Ветры также могут образовывать разные типы ветра из-за другой силы — трения — которая действует, чтобы оказывать сопротивление движению ветра из-за природы земной поверхности. Эта сила трения может определять угол ветровых потоков, скорость ветра, а также определять направление ветровых потоков. Так, например, при нахождении над океаном отсутствие сопротивления из-за трения может вызвать высокие скорости приземного ветра (P. Tiwari, 2017).Эти четыре фактора составляют четыре основных фактора, способствующих возникновению ветров и их различных типов, которые будут рассмотрены ниже.

Первичные или преобладающие ветры

Первичные или преобладающие ветры — это типы ветров, которые являются следствием глобальной циркуляции ветра. Помимо переноса теплого, холодного и влажного воздуха по всему миру, ветры могут переносить даже переносимые по воздуху загрязнители по всему миру. Неравномерный нагрев Земли в сочетании с различными факторами, упомянутыми выше, вносит свой вклад в определенные глобальные системы ветрового режима, в результате чего ветры движутся последовательными, устойчивыми потоками.Эффект Кориолиса является основным определяющим фактором в определении направления преобладающих ветров в мире, при этом ветры дуют на восток или запад в степени, определяемой их широтным положением. Существует четыре основных типа ветра, которые считаются основными или преобладающими.

Пассаты — Они так называются из-за их использования моряками в истории торговли морскими путями из-за их предсказуемости и надежности. Также называемые тропическими восточными ветрами, направление ветровых потоков в пассатах обычно с востока на запад, а ветровые потоки при этих типах ветров расположены между 0 и 30 градусами широты в обоих полушариях.В Южном полушарии они текут с юго-востока на северо-запад, а в Северном полушарии — с северо-востока на юго-запад.

Среднеширотные западные ветры — Иногда их называют просто западными ветрами, эти ветры текут с запада на восток под углом от 30 до 60 градусов широты в обоих полушариях. Западные ветры демонстрируют больше отклонений и аномалий и поэтому считаются менее надежными, чем тропические восточные. И западные, и тропические восточные ветры влияют на течение океанических течений.

Полярные восточные ветры — Эти типы ветров дуют с востока на запад в полярных регионах Земли между 60 и 90 градусами широты. Воздух, переносимый этими ветрами, не такой влажный и на самом деле холодный и сухой из-за низких температур в этих регионах, особенно в зимний период. Однако иногда направление ветра слегка отклоняется, чтобы течь на юго-запад в Северном полушарии и на северо-запад в Южном полушарии (A. Harris, 2017).

Реактивные потоки — От 9 до 16 км над поверхностью земли — это струйные потоки, которые представляют собой ленты очень сильных ветров, достигающих скорости до 200 миль в час, которые влияют на погодные системы по всему миру.Они вызваны разницей температур между тропическими и полярными массами воздуха. Струйные потоки могут быстро связать одно погодное явление на земном шаре с другим и могут привести к взрывному углублению депрессий и другим подобным изменениям давления воздуха (Met Office, UK, 2015).

В основном это два реактивных течения — полярный реактивный поток и субтропический реактивный поток . Полярное струйное течение течет над полярными и средними широтами, а субтропическое струйное течение течет между 30 градусами северной и южной широты экватора.Субтропический реактивный поток слабее полярного реактивного течения и наиболее активен над западной частью Тихого океана.

Тропический восточный струйный поток помогает в возникновении муссонов в период бабьего лета, обеспечивая районы к северу от Индийского океана глубоким слоем теплого воздуха и районы к югу — холодным.

Синоптические ветры

Крупномасштабные явления, такие как теплый и холодный фронты, представляют собой погодные явления, вызывающие синоптические ветры.Типы ветров, составляющих синоптические ветры, включают геострофический ветер, циклостропический ветер и градиентный ветер.

В Северном полушарии из-за эффекта Кориолиса ветровые потоки идут по часовой стрелке вокруг областей высокого давления и против часовой стрелки вокруг областей низкого давления. Когда ветровые потоки почти параллельны изобарам из-за силы градиента давления и эффекта Кориолиса в равновесии, эти типы ветра называются геострофическими ветрами.

Это могут быть градиентные ветры, которые имеют сильное криволинейное движение под влиянием эффекта Кориолиса с центробежной силой.Когда ветровые потоки подавляются центростремительной силой без особого влияния эффекта Кориолиса, такие типы ветров называются циклостропическими ветрами. Циклострофические ветры ответственны за создание экстремальных погодных систем с круговыми ветровыми потоками, такими как циклоны и торнадо.

Мезомасштабные ветры

Прогнозируются синоптические ветры. Однако есть и другие ветры, которые возникают и исчезают в течение коротких периодов времени, и существуют небольшие географические местоположения, такие как грозовые ветры, которые трудно предсказать.Эти типы ветра называются мезомасштабными ветрами.

Микромасштабные ветры

Микромасштабные ветры незначительны как в пространстве, так и во времени по сравнению с вышеупомянутыми типами ветра и могут составлять от нескольких метров до нескольких минут. Более крупные ветры могут состоять из множества ветров микромасштаба.

Местные ветры

Некоторые местные ветры также могут возникать из-за колебаний температуры. Сухой и морской бриз возникают из-за дифференциального нагрева. В местах, где суша и море находятся в непосредственной близости, наземные бризы текут с суши в море в ночное время и ранним утром из-за быстрого выхода теплого воздуха сушей и медленного выхода из моря ночью.Обратное происходит днем ​​и вечером, когда морской бриз течет с моря на сушу из-за теплого воздуха, поднимающегося внутри страны, который заменяется прохладным морским бризом.

Другой тип местных ветров — горный и долинный бриз. В механизме, аналогичном наземному и морскому бризу, восходящий ветер, известный как долинный бриз, поднимает горы в начале дня из-за потепления горных склонов. После обеда он возвращается, образуя горный бриз, поскольку нагревание воздуха в долине приводит к появлению бризов, дующих с горных склонов.