Γραμμική κλίση. βαρικό πεδίο

Κοιτάζοντας τις ισοβαρείς γραμμές στον συνοπτικό χάρτη, παρατηρούμε ότι σε ορισμένα σημεία οι ισοβαρείς είναι πιο παχιές, σε άλλα - λιγότερο συχνά. Είναι προφανές ότι στις πρώτες θέσεις η ατμοσφαιρική πίεση μεταβάλλεται στην οριζόντια κατεύθυνση πιο έντονα, στη δεύτερη - πιο αδύναμη.

Για να εκφράσετε με ακρίβεια πώς αλλάζει η ατμοσφαιρική πίεση στην οριζόντια κατεύθυνση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη λεγόμενη οριζόντια βαρική κλίση ή οριζόντια κλίση πίεσης. Η οριζόντια κλίση πίεσης είναι η μεταβολή της πίεσης ανά μονάδα απόστασης στο οριζόντιο επίπεδο (ακριβέστερα, στην επίπεδη επιφάνεια). Σε αυτή την περίπτωση, η απόσταση λαμβάνεται προς την κατεύθυνση στην οποία η πίεση μειώνεται πιο έντονα.

Έτσι, η οριζόντια βαρική κλίση είναι ένα διάνυσμα του οποίου η διεύθυνση συμπίπτει με την κατεύθυνση της κανονικής προς την ισοβαρή προς την κατεύθυνση της φθίνουσας πίεσης και η αριθμητική τιμή είναι ίση με την παράγωγο της πίεσης κατά μήκος αυτής της κατεύθυνσης (G = -dp/dl) .

Όπως κάθε διάνυσμα, η οριζόντια βαρική κλίση μπορεί να αναπαρασταθεί γραφικά με ένα βέλος. σε αυτή την περίπτωση, ένα βέλος που κατευθύνεται κατά μήκος της κανονικής προς την ισοβαρή προς την κατεύθυνση της φθίνουσας πίεσης.

Όπου οι ισοβαρείς συμπυκνώνονται, η μεταβολή της πίεσης ανά μονάδα απόστασης κατά μήκος της κανονικής προς την ισοβαρή είναι μεγαλύτερη. όπου οι ισοβαρείς απομακρύνονται, είναι μικρότερο.

Εάν υπάρχει μια οριζόντια βαρική κλίση στην ατμόσφαιρα, αυτό σημαίνει ότι οι ισοβαρικές επιφάνειες σε ένα δεδομένο τμήμα της ατμόσφαιρας έχουν κλίση προς την οριζόντια επιφάνεια και, επομένως, τέμνονται μαζί της, σχηματίζοντας ισοβαρείς.

Στην πράξη, η μέση βαρική κλίση μετράται σε συνοπτικούς χάρτες για ένα συγκεκριμένο τμήμα του βαρικού πεδίου. Δηλαδή, μετρούν την απόσταση μεταξύ δύο γειτονικών ισοβαρών σε μια δεδομένη περιοχή κατά μήκος μιας ευθείας γραμμής. Στη συνέχεια, η διαφορά πίεσης μεταξύ των ισοβαρών (συνήθως 5 mb) διαιρείται με αυτήν την απόσταση, εκφρασμένη σε μεγάλες μονάδες - 100 km. Κάτω από πραγματικές ατμοσφαιρικές συνθήκες κοντά στην επιφάνεια της γης, οι οριζόντιες βαρικές κλίσεις είναι της τάξης των λίγων millibar (συνήθως 1-3) ανά 100 km.

Αλλαγή της πίεσης με το ύψος

Η ατμοσφαιρική πίεση μειώνεται με το υψόμετρο. Αυτό οφείλεται σε δύο λόγους. Πρώτον, όσο ψηλότερα είμαστε, τόσο χαμηλότερο είναι το ύψος της στήλης αέρα από πάνω μας και, επομένως, λιγότερο βάρος μας πιέζει. Δεύτερον, με το ύψος, η πυκνότητα του αέρα μειώνεται, γίνεται πιο σπάνιος, δηλαδή έχει λιγότερα μόρια αερίου και επομένως έχει μικρότερη μάζα και βάρος.

Το International Standard Atmosphere (συντομογραφία ISA, eng. ISA) είναι μια υπό όρους κατακόρυφη κατανομή της θερμοκρασίας, της πίεσης και της πυκνότητας του αέρα στην ατμόσφαιρα της Γης. Η βάση για τον υπολογισμό των παραμέτρων του ISA είναι ο βαρομετρικός τύπος, με τις παραμέτρους που ορίζονται στο πρότυπο.

Για το ISA, γίνονται αποδεκτές οι ακόλουθες συνθήκες: η πίεση του αέρα στη μέση στάθμη της θάλασσας σε θερμοκρασία 15 °C είναι 1013 mb (101,3 kN/m² ή 760 mmHg), η θερμοκρασία μειώνεται κατακόρυφα με αύξηση του υψομέτρου κατά 6,5 °C κατά 1 km έως το επίπεδο των 11 km (υψηλό υπό όρους έναρξης της τροπόπαυσης), όπου η θερμοκρασία γίνεται ίση με -56,5 °C και σχεδόν σταματά να αλλάζει.

Βλαντ Μέρζεβιτς

Μια κλίση είναι μια ομαλή μετάβαση από το ένα χρώμα στο άλλο και μπορεί να υπάρχουν πολλά χρώματα και μεταβάσεις μεταξύ τους. Με τη βοήθεια των διαβαθμίσεων δημιουργούνται τα πιο παράξενα εφέ σχεδίασης ιστοσελίδων, για παράδειγμα, ψευδο-τρισδιάστατη, λάμψη, φόντο κ.λπ. Επίσης, με μια κλίση, τα στοιχεία φαίνονται πιο όμορφα από τα απλά.

Δεν υπάρχει ξεχωριστή ιδιότητα για να προσθέσετε τη διαβάθμιση, επειδή θεωρείται εικόνα φόντου, επομένως προστίθεται μέσω της ιδιότητας φόντου-εικόνα ή της γενικής ιδιότητας φόντου, όπως φαίνεται στο παράδειγμα 1.

Παράδειγμα 1 Διαβάθμιση

Βαθμίδα

Εδώ, το άσεμνο ιδίωμα ξεκινά παραδοσιακά μια πεζογραφική εικόνα, αλλά το γλωσσικό παιχνίδι δεν οδηγεί σε μια ενεργητική-διαλογική κατανόηση.

Το αποτέλεσμα αυτού του παραδείγματος φαίνεται στο Σχ. ένας.

Ρύζι. 1. Γραμμική κλίση για μια παράγραφο

Στην απλούστερη περίπτωση με δύο χρώματα που φαίνονται στο παράδειγμα 1, γράψτε πρώτα τη θέση από την οποία θα ξεκινήσει η διαβάθμιση και μετά τα χρώματα έναρξης και λήξης.

Για να καταγράψετε μια θέση, πρώτα γράψτε στο και, στη συνέχεια, προσθέστε τις λέξεις-κλειδιά πάνω , κάτω και αριστερά , δεξιά , καθώς και τους συνδυασμούς τους. Η σειρά των λέξεων δεν είναι σημαντική, μπορείτε να γράψετε επάνω αριστερά ή επάνω αριστερά. Στον πίνακα. Το 1 δείχνει τις διαφορετικές θέσεις και τον τύπο της κλίσης που προκύπτει για τα χρώματα #000 και #fff, διαφορετικά από μαύρο σε λευκό.

Αυτί. 1. Τύποι κλίσης

Θέση		Περιγραφή
στην κορυφή	0 μοίρες	Προς τα πάνω.
αριστερά	270 μοίρες	Από δεξιά προς τα αριστερά.
κάτω μέρος	180 μοίρες	Από πάνω προς τα κάτω.
στα δεξιά	90 μοίρες	Από τα αριστερά στα δεξιά.
πάνω αριστερά		Από την κάτω δεξιά γωνία προς την επάνω αριστερή.
πάνω δεξιά		Από την κάτω αριστερή γωνία προς την επάνω δεξιά.
κάτω αριστερά		Από την επάνω δεξιά γωνία προς τα κάτω αριστερά.
κάτω δεξιά		Από πάνω αριστερά προς τα κάτω δεξιά.

Αντί για λέξη-κλειδί, επιτρέπεται να οριστεί η κλίση της γραμμής κλίσης, η οποία δείχνει την κατεύθυνση της κλίσης. Αρχικά, γράφεται μια θετική ή αρνητική τιμή της γωνίας και στη συνέχεια προστίθεται το deg.

Οι μηδέν μοίρες (ή 360º) αντιστοιχούν σε μια κλίση από κάτω προς τα πάνω, τότε η αντίστροφη μέτρηση γίνεται δεξιόστροφα. Η γωνία κλίσης της γραμμής κλίσης φαίνεται παρακάτω.

Για την επάνω αριστερή τιμή και παρόμοιες τιμές, η γωνία της γραμμής κλίσης υπολογίζεται με βάση τις διαστάσεις του στοιχείου έτσι ώστε να συνδέονται δύο διαγώνια αντίθετα γωνιακά σημεία.

Για να δημιουργήσετε σύνθετες διαβαθμίσεις, δύο χρώματα δεν θα είναι πλέον αρκετά, η σύνταξη σας επιτρέπει να προσθέσετε έναν απεριόριστο αριθμό από αυτά, παραθέτοντας τα χρώματα διαχωρισμένα με κόμματα. Σε αυτήν την περίπτωση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα διαφανές χρώμα (τη διαφανή λέξη-κλειδί), καθώς και ένα ημιδιαφανές χρώμα χρησιμοποιώντας τη μορφή RGBA, όπως φαίνεται στο παράδειγμα 2.

Παράδειγμα 2: Ημιδιαφανή χρώματα

HTML5 CSS3 IE 9 IE 10 Cr Op Sa Fx

Βαθμίδα

Η γένεση του ελεύθερου στίχου, παρά τις εξωτερικές επιρροές, απωθεί τη λεκτική μεταγλώσσα.

Το αποτέλεσμα αυτού του παραδείγματος φαίνεται στο Σχ. 2.

Ρύζι. 2. Κλίση με ημιδιαφανή χρώματα

Για να τοποθετήσετε με ακρίβεια τα χρώματα σε μια διαβάθμιση, η τιμή χρώματος ακολουθείται από τη θέση του σε ποσοστά, εικονοστοιχεία ή άλλες μονάδες. Για παράδειγμα, η καταχώρηση κόκκινο 0%, πορτοκαλί 50%, κίτρινο 100%σημαίνει ότι η κλίση ξεκινά από το κόκκινο, μετά το 50% πηγαίνει στο πορτοκαλί και μετά μέχρι το κίτρινο. Για απλότητα, οι ακραίες μονάδες όπως το 0% και το 100% μπορούν να παραληφθούν, θεωρούνται από προεπιλογή. Το Παράδειγμα 3 δείχνει τη δημιουργία ενός κουμπιού ντεγκραντέ στο οποίο η θέση του δεύτερου χρώματος από τα τρία έχει οριστεί στο 36%.

Παράδειγμα 3: Κουμπί κλίσης

HTML5 CSS3 IE 9 IE 10 Cr Op Sa Fx

Κουμπί

Το αποτέλεσμα αυτού του παραδείγματος φαίνεται στο Σχ. 3.

Ρύζι. 3. Κουμπί κλίσης

Ρυθμίζοντας τη θέση του χρώματος, μπορείτε να έχετε απότομες μεταβάσεις μεταξύ των χρωμάτων, κάτι που τελικά δίνει ένα σύνολο μονόχρωμων λωρίδων. Έτσι, για δύο χρώματα, πρέπει να καθοριστούν τέσσερα χρώματα, τα δύο πρώτα χρώματα είναι τα ίδια και ξεκινούν από 0% έως 50%, τα υπόλοιπα χρώματα είναι επίσης ίδια μεταξύ τους και συνεχίζουν από 50% έως 100%. Το Παράδειγμα 4 προσθέτει ρίγες ως φόντο της ιστοσελίδας. Λόγω του γεγονότος ότι οι ακραίες τιμές αντικαθίστανται αυτόματα, μπορούν να παραλειφθούν, επομένως αρκεί να γράψετε μόνο δύο χρώματα.

Παράδειγμα 4. Απλές ρίγες

HTML5 CSS3 IE 9 IE 10 Cr Op Sa Fx

οριζόντιες ρίγες

Η τυπική ευρωπαϊκή αστική τάξη και ακεραιότητα απεικονίζει με χάρη την επίσημη γλώσσα.

Το αποτέλεσμα αυτού του παραδείγματος φαίνεται στο Σχ. 4. Σημειώστε ότι ένα από τα ντεγκραντέ χρώματα έχει οριστεί σε διαφανές, επομένως αλλάζει έμμεσα μέσω του χρώματος φόντου της ιστοσελίδας.

Ρύζι. 4. Φόντο οριζόντιων λωρίδων

Οι διαβαθμίσεις είναι αρκετά δημοφιλείς μεταξύ των σχεδιαστών ιστού, αλλά η προσθήκη τους περιπλέκεται από τις διαφορετικές ιδιότητες για κάθε πρόγραμμα περιήγησης και τον καθορισμό πολλών χρωμάτων. Για να διευκολύνετε τη δημιουργία διαβαθμίσεων και την εισαγωγή τους στον κώδικά σας, προτείνω τη διεύθυνση www.colorzilla.com/gradient-editor, η οποία διευκολύνει τη ρύθμιση των διαβαθμίσεων και τη λήψη του κώδικα που χρειάζεστε αμέσως. Υπάρχουν έτοιμα πρότυπα (Presets), προεπισκόπηση του αποτελέσματος (Preview), ρυθμίσεις χρώματος (Adjustments), τελικός κώδικας (CSS) που υποστηρίζει IE μέσω φίλτρων. Για όσους έχουν εργαστεί στο Photoshop ή σε άλλο πρόγραμμα επεξεργασίας γραφικών, η δημιουργία διαβαθμίσεων θα φαίνεται σαν κάτι ασήμαντο, τα υπόλοιπα δεν θα είναι δύσκολο να το καταλάβουν γρήγορα. Γενικά το προτείνω ανεπιφύλακτα.

Σκεφτείτε στην ατμόσφαιρα ένα ορθογώνιο παραλληλεπίπεδο με νευρώσεις δχ, δυ, δζ(Εικ. 5.12) . Μας ενδιαφέρει η αλλαγή της πίεσης στην οριζόντια κατεύθυνση, δηλ. κατά μήκος του άξονα Χ.

Αφήστε την πίεση να είναι ισοβαρή Rκατευθύνεται παράλληλα προς τον άξονα y, κατά μήκος της άκρης. Παράλληλα με αυτήν κατά μήκος της πλευράς ΝΔδιέρχεται μια ισοβαρή με πίεση ( p+dp). Θυμηθείτε ότι η ατμοσφαιρική πίεση χαρακτηρίζεται από μια δύναμη που ενεργεί ανά μονάδα επιφάνειας, κάθετη προς την τελευταία. Σε αυτό που ακολουθεί, παραμελούμε τις χρονικές αλλαγές της πίεσης, δηλ. θεωρούμε την αλλαγή του μόνο στο χώρο.

Εικ / 5.12. Για τον υπολογισμό της δύναμης της οριζόντιας κλίσης πίεσης

Έτσι, στην αριστερή πλευρά του AA "D" D, η ατμοσφαιρική πίεση είναι ίση με R.Η πίεση στην αντίθετη όψη του BB"C"C είναι . Δεδομένου ότι η δύναμη που ασκείται σε ολόκληρη την όψη είναι ίση με το γινόμενο της ατμοσφαιρικής πίεσης και του εμβαδού της, γράφουμε την έκφραση για τη δύναμη:

αριστερά πδύτζ,

· στα δεξιά .

Ως αποτέλεσμα, ο όγκος dxdydzη δύναμη ενεργεί dFx), ίσο με

Σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα, η δύναμη dFxκαι τη μάζα του εξεταζόμενου όγκου

dm = pdxdydz (5.2)

σχετίζονται μεταξύ τους (ο λόγος της δύναμης προς τη μάζα είναι ίσος με την επιτάχυνση ένα):

από όπου, ενόψει των (5.1) και (5.2)

Πήραμε την έκφραση για την επιτάχυνση ένα, που δημιουργεί τη δύναμη της βαρικής κλίσης. Η τιμή του, σύμφωνα με το (5.3), είναι ίση με τη δύναμη της βαρικής βαθμίδας ανά μονάδα μάζας ενός στοιχειώδους όγκου αέρα. Το σύμβολο μείον στους τύπους (5.1) και (5.4) δείχνει ότι η δύναμη και η επιτάχυνση της βαρικής βαθμίδας κατευθύνονται προς την κατεύθυνση της φθίνουσας πίεσης. Επιπλέον, η δύναμη και η επιτάχυνση της βαρικής κλίσης ενεργούν προς την κατεύθυνση της ταχύτερης μείωσης της πίεσης. Αυτή η κατεύθυνση είναι η φορά της κανονικής προς την ισοβαρή στο εξεταζόμενο σημείο εφαρμογής της δύναμης.

Στην (5.4) η έκφραση είναι ίση με την αριθμητική τιμή της βαρικής διαβάθμισης. Η οριζόντια βαρική κλίση μπορεί να αναπαρασταθεί γραφικά με ένα βέλος που δείχνει κάθετα προς την ισοβαρή προς την κατεύθυνση της φθίνουσας πίεσης. Το μήκος του βέλους πρέπει να είναι ανάλογο με την αριθμητική τιμή της κλίσης (Εικ. 5.13). Με άλλα λόγια, το μέγεθος της οριζόντιας βαρικής κλίσης είναι αντιστρόφως ανάλογο με την απόσταση μεταξύ των ισοβαρών.

Προφανώς, όπου συμπυκνώνονται οι ισοβαρείς, η βαρική κλίση, δηλ. η μεταβολή της πίεσης ανά μονάδα απόστασης κατά μήκος της κανονικής προς την ισοβαρή είναι μεγαλύτερη. Όπου οι ισοβαρείς απομακρύνονται, η βαρική κλίση είναι μικρότερη.

Ρύζι. 5.13. Τα βέλη δείχνουν την οριζόντια βαρική κλίση σε τρία σημεία του βαρικού πεδίου.

Οι ισοβαρικές επιφάνειες έχουν πάντα κλίση προς την κατεύθυνση της κλίσης, δηλ. προς την κατεύθυνση που μειώνεται η πίεση (Εικ. 5.13).

Η κάθετη βαρική κλίση (βλ. Κεφ. 1) είναι δεκάδες χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από την οριζόντια. Στη συνέχεια θα συζητηθεί μόνο η οριζόντια βαρική κλίση. Για να προσδιοριστεί η μέση βαρική κλίση για ένα τμήμα του βαρικού πεδίου, η πίεση μετράται κατά μήκος της κανονικής προς τις ισοβαρείς σε δύο σημεία που βρίσκονται σε απόσταση που αντιστοιχεί σε μία μοίρα του μεσημβρινού (111 km). Η κλίση πίεσης είναι αριθμητικά ίση με τη διαφορά πίεσης και έχει διάσταση mb/111 km (ή hPa/111 km). Στην ατμόσφαιρα κοντά στην επιφάνεια της Γης, η τάξη μεγέθους των οριζόντιων βαρικών κλίσεων είναι αρκετά millibar (συνήθως 1–3) ανά μεσημβρινό βαθμό (111 km).

Ρύζι. 5.14. Κατακόρυφη τομή ισοβαρών επιφανειών. Βέλος – κατεύθυνση της οριζόντιας βαρικής κλίσης. διπλή γραμμή - επίπεδη επιφάνεια

Για παράδειγμα, ας είναι η απόσταση μεταξύ γειτονικών ισογραμμών 2 cm σε έναν συνοπτικό χάρτη σε κλίμακα 1: 10.000.000. Το βήμα των ισογραμμών είναι 5 mb. Για την καθορισμένη κλίμακα, 2 cm στον χάρτη αντιστοιχούν σε 200 km σε είδος. Επομένως, η διαφορά πίεσης ανά 100 km θα είναι 5/2= 2,5 mb/100 km. Για απόσταση 111 km, αυτή η διαφορά = 2,75 mb/111 km.

Εάν στην ατμόσφαιρα ενεργούσε μόνο η δύναμη της οριζόντιας βαρικής βαθμίδας, τότε ο αέρας θα κινούνταν ομοιόμορφα επιταχυνόμενος, με επιτάχυνση που μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο (5.4). Η επιτάχυνση σε πραγματικές κλίσεις πίεσης είναι μικρή, της τάξης των 0–0,3 cm/s 2 . Ωστόσο, με την αύξηση της διάρκειας της δράσης της δύναμης της βαρικής κλίσης, οι ταχύτητες του ανέμου θα αυξάνονταν επ' αόριστον. Στην πραγματικότητα, η ταχύτητα του ανέμου σπάνια υπερβαίνει τα 10 m/s ή περισσότερο. Κατά συνέπεια, υπάρχουν και άλλες δυνάμεις που εξισορροπούν τη δύναμη της βαρικής κλίσης (περισσότερα για αυτό στο επόμενο κεφάλαιο).

Αλλαγή βαρικής κλίσης με ύψοςσχετίζεται με ανομοιόμορφη κατανομή θερμοκρασίας. Ακολουθώντας τον Σ.Π. Khromov, φανταστείτε ότι η βαρική κλίση στην επιφάνεια της γης είναι μηδέν, δηλ. η πίεση σε όλα τα σημεία είναι ίδια (Εικ. 5.15). Σε αυτή την περίπτωση, η θερμοκρασία σε ένα μέρος της εξεταζόμενης περιοχής είναι υψηλότερη, στο άλλο είναι χαμηλότερη. σολη οριζόντια κλίση θερμοκρασίας (θερμική), εξ ορισμού, T, κατευθύνεται πάντα κατά μήκος της κανονικής προς την ισόθερμη (γραμμή ίσων θερμοκρασιών) προς την κατεύθυνση όπου αυξάνεται η θερμοκρασία.

Θυμηθείτε ότι η πίεση μειώνεται με το υψόμετρο όσο πιο γρήγορα όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία του αέρα. Από αυτό προκύπτει ότι οι ισοβαρικές επιφάνειες με ανομοιόμορφη κατανομή θερμοκρασίας δεν μπορούν να είναι οριζόντιες. Ακόμα κι αν η ισοβαρική επιφάνεια της επιφάνειας είναι οριζόντια, τότε κάθε υπερκείμενη ισοβαρική επιφάνεια θα ανυψωθεί πάνω από την υποκείμενη επιφάνεια σε κρύο αέρα λιγότερο, σε ζεστό αέρα περισσότερο. Αυτό σημαίνει ότι οι υπερκείμενες επιφάνειες θα έχουν κλίση από ζεστό αέρα σε κρύο αέρα (Εικ. 5.15). Έτσι, αν και η οριζόντια βαρική κλίση είναι μηδέν κοντά στην επιφάνεια της γης, υπάρχει μια τέτοια κλίση στα υπερκείμενα στρώματα.

Ψυχρή Ζέστη

Ρύζι. 5.15. Σχέση μεταξύ οριζόντιων κλίσεων θερμοκρασίας και πίεσης

Επιπλέον, όποια και αν είναι η οριζόντια βαρική κλίση στην επιφάνεια της γης, με το ύψος θα προσεγγίσει την οριζόντια κλίση θερμοκρασίας προς την κατεύθυνσή της. Σε αρκετά μεγάλο υψόμετρο, η οριζόντια βαρική κλίση θα συμπίπτει κατά διεύθυνση με τη μέση οριζόντια κλίση θερμοκρασίας στο στρώμα αέρα από το κατώτερο επίπεδο προς το ανώτερο. Από το σχ. 5.15 προκύπτει ότι σε θερμές περιοχές της ατμόσφαιρας η πίεση σε ένα δεδομένο ύψος θα είναι αυξημένη και σε ψυχρές περιοχές θα μειωθεί.

Η διαφορά στην ατμοσφαιρική πίεση μεταξύ δύο περιοχών τόσο στην επιφάνεια της γης όσο και πάνω από αυτήν προκαλεί μια οριζόντια κίνηση των μαζών αέρα - τον άνεμο. Από την άλλη πλευρά, η βαρύτητα και η τριβή στην επιφάνεια της γης συγκρατούν τις αέριες μάζες στη θέση τους. Επομένως, ο άνεμος εμφανίζεται μόνο με πτώση πίεσης που είναι αρκετά μεγάλη ώστε να υπερνικήσει την αντίσταση του αέρα και να τον αναγκάσει να κινηθεί. Προφανώς, η διαφορά πίεσης πρέπει να σχετίζεται με τη μονάδα απόστασης. Ως μονάδα απόστασης έπαιρναν 10 μεσημβρινούς, δηλαδή 111 χλμ. Προς το παρόν, για την απλότητα των υπολογισμών, συμφωνήσαμε να διανύσουμε 100 χλμ.

Η οριζόντια βαρική κλίση είναι μια πτώση πίεσης 1 mb σε απόσταση 100 km κατά μήκος της κανονικής προς την ισοβαρή προς την κατεύθυνση της φθίνουσας πίεσης.

Η ταχύτητα του ανέμου είναι πάντα ανάλογη της κλίσης: όσο μεγαλύτερη είναι η περίσσεια αέρα σε μια περιοχή σε σύγκριση με μια άλλη, τόσο ισχυρότερη είναι η εκροή του. Στους χάρτες, το μέγεθος της κλίσης εκφράζεται από τις αποστάσεις μεταξύ των ισοβαρών: όσο πιο κοντά είναι το ένα στο άλλο, τόσο μεγαλύτερη είναι η κλίση και τόσο ισχυρότερος ο άνεμος.

Εκτός από τη βαρική κλίση, η περιστροφή της Γης ή η δύναμη Coriolis, η φυγόκεντρη δύναμη και η τριβή δρουν στον άνεμο.

Η περιστροφή της Γης (δύναμη Coriolis) εκτρέπει τον άνεμο στο βόρειο ημισφαίριο προς τα δεξιά (στο νότιο ημισφαίριο προς τα αριστερά) από την κατεύθυνση της κλίσης. Ο θεωρητικά υπολογισμένος άνεμος, ο οποίος επηρεάζεται μόνο από τις δυνάμεις της κλίσης και του Coriolis, ονομάζεται γεωστροφικός. Φυσάει εφαπτομενικά στις ισοβαρείς.

Όσο πιο δυνατός είναι ο άνεμος, τόσο μεγαλύτερη είναι η εκτροπή του λόγω της περιστροφής της Γης. Αυξάνεται με την αύξηση του γεωγραφικού πλάτους. Στην ξηρά, η γωνία μεταξύ της κατεύθυνσης της κλίσης και του ανέμου φτάνει τα 45-50 0 , και πάνω από τη θάλασσα - 70-80 0 . η μέση τιμή του είναι 60 0 .

Η φυγόκεντρη δύναμη δρα στον άνεμο σε κλειστά βαρικά συστήματα - κυκλώνες και αντικυκλώνες. Κατευθύνεται κατά μήκος της ακτίνας καμπυλότητας της τροχιάς προς την κυρτότητά της.

Η δύναμη της τριβής του αέρα στην επιφάνεια της γης πάντα μειώνει την ταχύτητα του ανέμου. Η ταχύτητα του ανέμου είναι αντιστρόφως ανάλογη με την ποσότητα της τριβής. Με την ίδια κλίση πίεσης στις πεδιάδες της θάλασσας, της στέπας και της ερήμου, ο άνεμος είναι ισχυρότερος από ό,τι σε απόκρημνο λοφώδες και δασικό έδαφος, και ακόμη περισσότερο ορεινό. Η τριβή επηρεάζει το χαμηλότερο στρώμα, περίπου 1000 μέτρων, που ονομάζεται στρώμα τριβής. Πάνω, οι άνεμοι είναι γεωστροφικοί.

Η κατεύθυνση του ανέμου καθορίζεται από την πλευρά του ορίζοντα από την οποία φυσά. Για να το χαρακτηρίσετε, λαμβάνεται συνήθως ένα τριαντάφυλλο ανέμου 16 ακτίνων: C, BW, NW, WNW, W, WSW, SW, SSW, S, SSE, SE, ESE, B, NE, NE, NNE.

Μερικές φορές υπολογίζεται η γωνία (Rhumb) μεταξύ της κατεύθυνσης του ανέμου και του μεσημβρινού, με τον βορρά (N) να θεωρείται ως 0 0 ή 360 0, ανατολικά (E) - για 90 0, νότια (S) - 180 0, δυτικά ( W) - 270 0.

8.25 Αιτίες και σημασία της ανομοιογένειας του βαρικού πεδίου της Γης

Για το γεωγραφικό περίβλημα, δεν είναι τα ίδια τα μέγιστα και τα ελάχιστα πίεσης που είναι σημαντικά, αλλά η κατεύθυνση αυτών των κατακόρυφων ρευμάτων αέρα που τα δημιουργούν.

Το μέγεθος της ατμοσφαιρικής πίεσης δείχνει την κατεύθυνση των κάθετων κινήσεων του αέρα - ανόδου ή καθόδου, και είτε δημιουργούν συνθήκες για συμπύκνωση υγρασίας και καθίζηση είτε αποκλείουν αυτές τις διεργασίες. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι σχέσης μεταξύ της υγρασίας του αέρα και της δυναμικής της: κυκλωνικός με αύξοντα ρεύματα και αντικυκλωνικοί με φθίνοντα ρεύματα.

Στα ανοδικά ρεύματα, ο αέρας ψύχεται αδιαβατικά, αυξάνεται η σχετική υγρασία του, συμπυκνώνονται υδρατμοί, σχηματίζονται σύννεφα και πέφτουν οι βροχοπτώσεις. Κατά συνέπεια, ο βροχερός καιρός και το υγρό κλίμα είναι χαρακτηριστικά των βαρικών ελάχιστων. Η συμπύκνωση εμφανίζεται σταδιακά και σε όλα τα υψόμετρα. Σε αυτή την περίπτωση, απελευθερώνεται η λανθάνουσα θερμότητα της εξάτμισης, η οποία προκαλεί περαιτέρω άνοδο του αέρα, την ψύξη του και τη συμπύκνωση νέων μερών υγρασίας, που συνεπάγεται την απελευθέρωση νέων τμημάτων λανθάνουσας θερμότητας. Ταυτόχρονα, πραγματοποιούνται τέσσερις αμοιβαία συνδεδεμένες διαδικασίες: 1) άνοδος αέρα, 2) ψύξη αέρα, 3) συμπύκνωση ατμού και 4) απελευθέρωση λανθάνουσας θερμότητας εξάτμισης. Η βασική αιτία όλων αυτών των διεργασιών είναι η ηλιακή θερμότητα που δαπανάται για την εξάτμιση του νερού.

Στις κατερχόμενες αέριες μάζες εμφανίζεται αδιαβατική θέρμανση και μείωση της υγρασίας του αέρα. σύννεφα και βροχόπτωση δεν μπορούν να σχηματιστούν. Κατά συνέπεια, τα βαρικά μέγιστα, ή οι αντικυκλώνες, χαρακτηρίζονται από συννεφιασμένο, καθαρό και ξηρό καιρό και ξηρό κλίμα. Σημαντική εξάτμιση συμβαίνει από την επιφάνεια των ωκεανών σε περιοχές υψηλής πίεσης, η ένταση της οποίας ευνοείται από έναν ουρανό χωρίς σύννεφα. Η υγρασία από εδώ μεταφέρεται σε άλλα μέρη, αφού ο κατερχόμενος αέρας πρέπει αναπόφευκτα να μετακινηθεί στα πλάγια. Από τα τροπικά υψηλά, πηγαίνει με τη μορφή ενός εμπορικού ανέμου στον ισημερινό.

Οι διαδικασίες αφομοίωσης της ηλιακής θερμότητας από την ατμόσφαιρα, η δυναμική των μαζών του αέρα και η κυκλοφορία της υγρασίας συνδέονται και ρυθμίζονται αμοιβαία.

Η κυκλοφορία της ατμόσφαιρας και η ανομοιογένεια του βαρικού πεδίου προκαλούνται από δύο άνισους λόγους. Το πρώτο και κύριο είναι η ετερογένεια του θερμικού πεδίου της Γης, η θερμική διαφορά μεταξύ του ισημερινού και του πολικού γεωγραφικού πλάτη. Πράγματι, υπάρχει θερμάστρα στον ισημερινό και ψυγεία στους πόλους. Δημιουργούν μια θερμική μηχανή πρώτης τάξης.

Για θερμικούς λόγους, μια αρκετά απλή κυκλοφορία αέρα θα καθιερωνόταν σε έναν μη περιστρεφόμενο πλανήτη. Στον ισημερινό, ο θερμός αέρας ανεβαίνει, τα αυξανόμενα ρεύματα κοντά στην επιφάνεια της γης σχηματίζουν μια ζώνη χαμηλής πίεσης που ονομάζεται ισημερινός βαρικός ελάχιστος. Στην ανώτερη τροπόσφαιρα, οι ισοβαρικές επιφάνειες υψώνονται και ο αέρας ρέει προς τους πόλους.

Στα πολικά γεωγραφικά πλάτη, ο ψυχρός αέρας κατεβαίνει, περιοχές υψηλής πίεσης σχηματίζονται κοντά στην επιφάνεια της γης και ο αέρας επιστρέφει στον ισημερινό.

Η θερμική διαφορά μεταξύ των γεωγραφικών πλάτη προκαλεί τη μεταφορά των μαζών αέρα κατά μήκος των μεσημβρινών ή, όπως λένε στην κλιματολογία, το μεσημβρινό συστατικό της ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας.

Έτσι, η ουσία της θερμικής μηχανής που προκαλεί την κυκλοφορία της ατμόσφαιρας έγκειται στο γεγονός ότι μέρος της ενέργειας της ηλιακής ακτινοβολίας μετατρέπεται σε ενέργεια των ατμοσφαιρικών κινήσεων. Είναι ανάλογο με τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του ισημερινού και των πόλων.

Ο δεύτερος λόγος για την ατμοσφαιρική κυκλοφορία είναι δυναμική. βρίσκεται στην περιστροφή του πλανήτη. Η κυκλοφορία του αέρα απευθείας μεταξύ του ισημερινού και του πολικού γεωγραφικού πλάτη είναι αδύνατη, καθώς ολόκληρη η σφαίρα στην οποία κινείται ο αέρας περιστρέφεται. Οι οριζόντιες ροές αέρα τόσο στην άνω τροπόσφαιρα όσο και κοντά στην επιφάνεια της γης, υπό την επίδραση της περιστροφής της Γης, σίγουρα θα αποκλίνουν προς τα δεξιά στο βόρειο ημισφαίριο και προς τα αριστερά στο νότιο ημισφαίριο. Έτσι προκύπτει η ζωνική συνιστώσα της ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας, που κατευθύνεται από τη Δύση προς την Ανατολή και σχηματίζει τη μεταφορά αέριων μαζών από τη Δύση προς την Ανατολή (δυτική). Σε έναν περιστρεφόμενο πλανήτη, η μεταφορά Δύσης-Ανατολής λειτουργεί ως ο κύριος τύπος ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας.

Οι εποχιακές διαταραχές του θερμικού πεδίου της Γης, λόγω διαφορών στη θέρμανση των ωκεανών και των ηπείρων, προκαλούν διακυμάνσεις στην ατμοσφαιρική πίεση πάνω τους. Το χειμώνα πάνω από την Ευρασία και τη Βόρεια Αμερική είναι πιο κρύο από ότι πάνω από τους ωκεανούς στα ίδια γεωγραφικά πλάτη. Οι ισοβαρικές επιφάνειες πάνω από τους ισημερινούς των ωκεανών είναι υψηλότερες από ό,τι πάνω από την ξηρά. Ο αέρας από πάνω ρέει από τους ωκεανούς προς τις ηπείρους. Η συνολική μάζα της στήλης αέρα πάνω από τις ηπείρους αυξάνεται. Εδώ σχηματίζονται εκτεταμένα χειμερινά βαρικά μέγιστα - το μέγιστο της Σιβηρίας με πίεση έως και 1.040 mb και το κάπως μικρότερο μέγιστο της Βόρειας Αμερικής με πίεση έως και 1.022 mb. Πάνω από τους ωκεανούς, η μάζα της στήλης αέρα μειώνεται και σχηματίζονται βαθουλώματα. Έτσι δημιουργείται μια θερμική μηχανή δεύτερης τάξης.

Το καλοκαίρι, οι θερμικές αντιθέσεις μεταξύ ξηράς και θάλασσας μειώνονται, τα ελάχιστα και τα μέγιστα φαίνεται να διαλύονται, η πίεση εξισορροπείται ή αλλάζει στο αντίθετο του χειμώνα. Στη Σιβηρία, για παράδειγμα, πέφτει στα 1.006 mb.

Οι εποχιακές διακυμάνσεις της ατμοσφαιρικής πίεσης σε ξηρά και θάλασσα δημιουργούν τον λεγόμενο παράγοντα των μουσώνων.

Στις νότιες ηπείρους, το Ιανουάριο (καλοκαίρι για αυτές) μέρος του έτους, σχηματίζονται βαρικά ελάχιστα, που σκιαγραφούνται από κλειστές ισοβαρείς.

Η εναλλασσόμενη εξαμηνιαία θέρμανση του βόρειου και του νότιου ημισφαιρίου προκαλεί μια μετατόπιση ολόκληρου του βαρικού πεδίου της Γης προς το θερινό ημισφαίριο - τον Ιανουάριο του βόρειου έτους και τον Ιούλιο του νότιου.

Το ισημερινό ελάχιστο στο τμήμα του Ιανουαρίου του έτους βρίσκεται νότια του ισημερινού, τον Ιούλιο μετατοπίζεται προς τα βόρεια, φτάνοντας στον βόρειο τροπικό της Νότιας Ασίας. Το ελάχιστο Ιράν-Τάρα (Νότια Ασία) δημιουργείται πάνω από το Ιράν και την έρημο Θαρ. Η πίεση σε αυτό πέφτει στα 994 mb.

Οριζόντια βαρική κλίση

1. Κοιτάζοντας τις ισοβαρείς στο συνοπτικό χάρτη, παρατηρούμε ότι σε ορισμένα σημεία οι ισοβαρείς είναι πιο παχιές, σε άλλα - λιγότερο συχνά. Είναι προφανές ότι στις πρώτες θέσεις η ατμοσφαιρική πίεση μεταβάλλεται στην οριζόντια κατεύθυνση πιο έντονα, στη δεύτερη - πιο αδύναμη. Λένε επίσης:<быстрее>και<медленнее>, αλλά οι εν λόγω αλλαγές στο χώρο δεν πρέπει να συγχέονται με αλλαγές στο χρόνο.

Για να εκφράσετε με ακρίβεια πώς αλλάζει η ατμοσφαιρική πίεση στην οριζόντια κατεύθυνση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη λεγόμενη οριζόντια βαρική κλίση ή οριζόντια κλίση πίεσης. Στο Κεφάλαιο 4 συζητήθηκε η οριζόντια διαβάθμιση θερμοκρασίας. Ομοίως, η μεταβολή της πίεσης ανά μονάδα απόστασης σε ένα οριζόντιο επίπεδο (ακριβέστερα, σε μια επίπεδη επιφάνεια) ονομάζεται οριζόντια κλίση πίεσης. Σε αυτή την περίπτωση, η απόσταση λαμβάνεται προς την κατεύθυνση στην οποία η πίεση μειώνεται περισσότερο, και μια τέτοια κατεύθυνση σε κάθε σημείο είναι η κατεύθυνση κατά μήκος της κανονικής προς την ισοβαρή στο δεδομένο σημείο.

Όπως κάθε διάνυσμα, η οριζόντια βαρική κλίση μπορεί να αναπαρασταθεί γραφικά με ένα βέλος, στην περίπτωση αυτή ένα βέλος που κατευθύνεται κατά μήκος της κανονικής προς την ισοbar προς την κατεύθυνση της φθίνουσας πίεσης. Το μήκος του βέλους πρέπει να είναι ανάλογο με την αριθμητική τιμή της κλίσης (Εικ. 58).

Ρύζι. 58. Ισόβαρες και οριζόντια βαρική κλίση (βέλη) σε τρία σημεία του βαρικού πεδίου.

Ρύζι. 59. Ισοβαρικές επιφάνειες σε κατακόρυφη τομή και η φορά της οριζόντιας βαρικής κλίσης. Η διπλή γραμμή είναι η επίπεδη επιφάνεια.

Σε διαφορετικά σημεία του βαρικού πεδίου, η κατεύθυνση και ο συντελεστής της βαρικής κλίσης θα είναι, φυσικά, διαφορετικοί. Όπου οι ισοβαρείς συμπυκνώνονται, η μεταβολή της πίεσης ανά μονάδα απόστασης κατά μήκος της κανονικής προς την ισοβαρή είναι μεγαλύτερη. όπου οι ισοβαρείς απομακρύνονται, είναι μικρότερο. Με άλλα λόγια, το μέτρο της οριζόντιας βαρικής κλίσης είναι αντιστρόφως ανάλογο με την απόσταση μεταξύ των ισοβαρών.

Εάν υπάρχει μια οριζόντια βαρική κλίση στην ατμόσφαιρα, σημαίνει ότι οι ισοβαρικές επιφάνειες σε ένα δεδομένο τμήμα της ατμόσφαιρας έχουν κλίση προς την επίπεδη επιφάνεια και, επομένως, τέμνονται μαζί της, σχηματίζοντας ισοβαρείς. Οι ισοβαρικές επιφάνειες έχουν πάντα κλίση προς την κατεύθυνση της κλίσης, δηλαδή εκεί όπου η πίεση μειώνεται (Εικ. 59).

2. Η οριζόντια βαρική κλίση είναι η οριζόντια συνιστώσα της συνολικής βαρικής κλίσης. Το τελευταίο αντιπροσωπεύεται από ένα χωρικό διάνυσμα, το οποίο σε κάθε σημείο της ισοβαρικής επιφάνειας κατευθύνεται κατά μήκος της κάθετης προς αυτή την επιφάνεια προς την επιφάνεια με χαμηλότερη τιμή πίεσης. Ο συντελεστής αυτού του διανύσματος είναι - dr/dp, αλλά εδώ το n είναι η κανονική προς την ισοβαρική επιφάνεια. Η συνολική βαρική κλίση μπορεί να αποσυντεθεί σε κάθετες και οριζόντιες συνιστώσες ή σε κάθετες και οριζόντιες διαβαθμίσεις. Μπορείτε να το αποσυνθέσετε σε τρία στοιχεία κατά μήκος των αξόνων των ορθογώνιων συντεταγμένων X, Y, Z.

Η πίεση αλλάζει με το ύψος πολύ περισσότερο από ότι στην οριζόντια κατεύθυνση. Επομένως, η κατακόρυφη βαρική κλίση είναι δεκάδες χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από την οριζόντια. Είναι ισορροπημένο ή σχεδόν ισορροπημένο από τη δύναμη της βαρύτητας που κατευθύνεται απέναντι του, όπως προκύπτει από τη βασική εξίσωση της ατμοσφαιρικής στατικής. Η κατακόρυφη βαρική κλίση δεν επηρεάζει την οριζόντια κίνηση του αέρα. Αργότερα σε αυτό το κεφάλαιο, θα μιλήσουμε μόνο για την οριζόντια βαρική κλίση, αποκαλώντας την απλώς βαρική κλίση.

3. Στην πράξη, η μέση βαρική κλίση μετράται σε συνοπτικούς χάρτες για ένα ή άλλο τμήμα του βαρικού πεδίου. Δηλαδή, η απόσταση Ap μετριέται μεταξύ δύο γειτονικών ισοβαρών σε ένα δεδομένο τμήμα κατά μήκος μιας ευθείας γραμμής, η οποία είναι αρκετά κοντά στις κανονικές και των δύο ισοβαρών. Στη συνέχεια, η διαφορά πίεσης μεταξύ των ισοβαρών Ap (συνήθως 5 hPa) διαιρείται με αυτήν την απόσταση, εκφρασμένη σε μεγάλες μονάδες - εκατοντάδες χιλιόμετρα ή μεσημβρινούς βαθμούς (111 km). Η μέση βαρική κλίση θα αντιπροσωπεύεται από την αναλογία των πεπερασμένων διαφορών Ap/An hPa/μεσημβρινό μοιρών. Αντί για μεσημβρινό βαθμό, 100 χλμ. πλέον λαμβάνονται πιο συχνά. Η βαρική κλίση στην ελεύθερη ατμόσφαιρα μπορεί να προσδιοριστεί από την απόσταση μεταξύ των ισουπώσεων σε βαρικούς τοπογραφικούς χάρτες. Υπό πραγματικές ατμοσφαιρικές συνθήκες κοντά στην επιφάνεια της γης, οι οριζόντιες βαρικές κλίσεις είναι της τάξης πολλών εκτοπασκάλων (συνήθως 1-3) ανά μεσημβρινό βαθμό.