گرادیان خطی. میدان باریک

با نگاهی به ایزوبارها در نقشه سینوپتیک، متوجه می شویم که در برخی مکان ها ایزوبارها ضخیم تر هستند، در برخی دیگر - کمتر. واضح است که در مکان های اول فشار اتمسفر در جهت افقی با شدت بیشتری تغییر می کند ، در مکان دوم - ضعیف تر.

برای بیان دقیق چگونگی تغییر فشار اتمسفر در جهت افقی، می توانید از گرادیان باریک افقی یا گرادیان فشار افقی استفاده کنید. گرادیان فشار افقی تغییر فشار در واحد فاصله در صفحه افقی (به طور دقیق تر، در سطح تراز) است. در این حالت، فاصله در جهتی گرفته می شود که در آن فشار به شدت کاهش می یابد.

بنابراین، گرادیان باریک افقی برداری است که جهت آن با جهت نرمال به ایزوبار در جهت کاهش فشار منطبق است و مقدار عددی آن برابر است با مشتق فشار در امتداد این جهت (G = -dp/dl) .

مانند هر بردار، گرادیان باریک افقی را می توان به صورت گرافیکی با یک فلش نشان داد. در این حالت، یک فلش در امتداد نرمال به ایزوبار در جهت کاهش فشار هدایت می شود.

در جایی که ایزوبارها متراکم می شوند، تغییر فشار در واحد فاصله در امتداد نرمال تا ایزوبار بیشتر است. جایی که ایزوبارها از هم جدا می شوند، کوچکتر است.

اگر یک گرادیان باریک افقی در اتمسفر وجود داشته باشد، به این معنی است که سطوح هم‌باریک در یک بخش معین از اتمسفر به سطح تراز متمایل می‌شوند و بنابراین با آن تلاقی می‌کنند و ایزوبارها را تشکیل می‌دهند.

در عمل، متوسط ​​گرادیان باریک بر روی نقشه های سینوپتیک برای بخش خاصی از میدان باریک اندازه گیری می شود. یعنی فاصله بین دو ایزوبار مجاور را در یک ناحیه معین در امتداد یک خط مستقیم اندازه گیری می کنند. سپس اختلاف فشار بین ایزوبارها (معمولاً 5 مگابایت) با این فاصله تقسیم می شود که در واحدهای بزرگ - 100 کیلومتر بیان می شود. در شرایط جوی واقعی نزدیک سطح زمین، شیب باریک افقی در حد چند میلی بار (معمولاً 1-3) در هر 100 کیلومتر است.

تغییر فشار با ارتفاع

فشار اتمسفر با افزایش ارتفاع کاهش می یابد. این به دو دلیل است. اولاً، هر چه بالاتر باشیم، ارتفاع ستون هوا در بالای ما کمتر می شود و بنابراین وزن کمتری به ما فشار می آورد. ثانیاً با ارتفاع، چگالی هوا کم می شود، کمیاب تر می شود، یعنی مولکول های گاز کمتری دارد و در نتیجه جرم و وزن کمتری دارد.

استاندارد بین المللی جو (مخفف ISA، eng. ISA) توزیع عمودی شرطی دما، فشار و چگالی هوا در جو زمین است. مبنای محاسبه پارامترهای ISA فرمول بارومتریک با پارامترهای تعریف شده در استاندارد است.

برای ISA، شرایط زیر پذیرفته می شود: فشار هوا در سطح متوسط ​​دریا در دمای 15 درجه سانتیگراد 1013 مگابایت (101.3 kN/m² یا 760 میلی متر جیوه است)، دما به صورت عمودی با افزایش ارتفاع به میزان 6.5 درجه سانتیگراد کاهش می یابد. کیلومتر تا سطح 11 کیلومتر (ارتفاع مشروط آغاز تروپوپوز)، که در آن دما برابر با -56.5 درجه سانتیگراد می شود و تقریباً تغییر نمی کند.

ولاد مرژویچ

گرادیان یک انتقال صاف از یک رنگ به رنگ دیگر است و می تواند چندین رنگ و انتقال بین آنها وجود داشته باشد. با کمک گرادیان، عجیب ترین افکت های طراحی وب ایجاد می شود، به عنوان مثال، شبه سه بعدی، تابش خیره کننده، پس زمینه و غیره. همچنین، با یک گرادیان، عناصر زیباتر از موارد ساده به نظر می رسند.

هیچ ویژگی جداگانه ای برای اضافه کردن گرادیان وجود ندارد، زیرا یک تصویر پس زمینه در نظر گرفته می شود، بنابراین از طریق ویژگی background-image یا ویژگی پس زمینه عمومی اضافه می شود، همانطور که در مثال 1 نشان داده شده است.

مثال 1 گرادیان

در اینجا، اصطلاح ناپسند به طور سنتی یک تصویر منثور را آغاز می کند، اما بازی زبانی به درک فعال-دیالوژیک منجر نمی شود.

نتیجه این مثال در شکل نشان داده شده است. یکی

برنج. 1. گرادیان خطی برای یک پاراگراف

در ساده ترین حالت با دو رنگ نشان داده شده در مثال 1، ابتدا موقعیتی را که گرادیان از آن شروع می شود، سپس رنگ های شروع و پایان را بنویسید.

برای ثبت موقعیت، ابتدا در را بنویسید و سپس کلیدواژه های بالا، پایین و چپ، راست و همچنین ترکیب آنها را اضافه کنید. ترتیب کلمات مهم نیست، می توانید به سمت چپ بالا یا بالا سمت چپ بنویسید. روی میز. 1 موقعیت ها و نوع گرادیان حاصل را برای رنگ های #000 و #fff نشان می دهد، در غیر این صورت از سیاه به سفید.

Tab. 1. انواع گرادیان

موقعیت		شرح	چشم انداز
به اوج - به بالا - به سمت قله	0 درجه	به سمت بالا.
ترک کرد	270 درجه	از راست به چپ.
پایین	180 درجه	بالا پایین.
به سمت راست	90 درجه	از چپ به راست.
به سمت چپ بالا		از گوشه پایین سمت راست به سمت چپ بالا.
به سمت راست بالا		از گوشه سمت چپ پایین به سمت راست بالا.
پایین سمت چپ		از گوشه بالا سمت راست به سمت چپ پایین.
به سمت راست پایین		از بالا سمت چپ به سمت راست پایین.

به جای کلمه کلیدی، می توان شیب خط گرادیان را تعیین کرد که جهت گرادیان را نشان می دهد. ابتدا یک مقدار مثبت یا منفی زاویه نوشته می شود، سپس deg با هم جمع می شود.

صفر درجه (یا 360 درجه) مربوط به شیب از پایین به بالا است، سپس شمارش معکوس در جهت عقربه های ساعت است. زاویه شیب خط گرادیان در زیر نشان داده شده است.

برای مقدار بالا سمت چپ و مقادیر مشابه، زاویه خط گرادیان بر اساس ابعاد عنصر محاسبه می شود تا دو نقطه گوشه مورب مخالف را به هم متصل کند.

برای ایجاد شیب های پیچیده، دو رنگ دیگر کافی نخواهند بود، نحو به شما امکان می دهد تعداد نامحدودی از آنها را اضافه کنید و رنگ هایی را که با کاما از هم جدا شده اند فهرست کنید. در این حالت می توانید از رنگ شفاف (کلید کلید شفاف) و همچنین رنگ شفاف با استفاده از فرمت RGBA استفاده کنید، همانطور که در مثال 2 نشان داده شده است.

مثال 2: رنگ های شفاف

HTML5 CSS3 IE 9 IE 10 Cr Op Sa Fx

نتیجه این مثال در شکل نشان داده شده است. 2.

برنج. 2. گرادیان با رنگ های شفاف

برای قرار دادن دقیق رنگ ها در یک گرادیان، مقدار رنگ با موقعیت آن در درصد، پیکسل یا واحدهای دیگر دنبال می شود. به عنوان مثال، ورودی قرمز 0٪، نارنجی 50٪، زرد 100٪به این معنی که گرادیان از قرمز شروع می شود، سپس 50٪ به نارنجی می رود و سپس تا آخر به زرد می رسد. برای سادگی، واحدهای افراطی مانند 0٪ و 100٪ را می توان حذف کرد، آنها به طور پیش فرض فرض می شوند. مثال 3 ایجاد یک دکمه گرادیان را نشان می دهد که در آن موقعیت رنگ دوم از سه روی 36٪ تنظیم شده است.

مثال 3: دکمه گرادیان

HTML5 CSS3 IE 9 IE 10 Cr Op Sa Fx

مرا به آرامی فشار دهید

نتیجه این مثال در شکل نشان داده شده است. 3.

برنج. 3. دکمه گرادیان

با تنظیم موقعیت رنگ، می توانید انتقال واضح بین رنگ ها را بدست آورید که در نهایت مجموعه ای از راه راه های تک رنگ را ایجاد می کند. بنابراین برای دو رنگ باید چهار رنگ مشخص شود که دو رنگ اول یکسان هستند و از 0% تا 50% شروع می شوند، بقیه رنگ ها نیز در بین خود یکسان هستند و از 50% تا 100% ادامه می یابند. مثال 4 نوارهایی را به عنوان پس زمینه صفحه وب اضافه می کند. با توجه به این واقعیت که مقادیر شدید به طور خودکار جایگزین می شوند، می توان آنها را حذف کرد، بنابراین کافی است فقط دو رنگ بنویسید.

مثال 4. راه راه ساده

HTML5 CSS3 IE 9 IE 10 Cr Op Sa Fx

بورژوازی و یکپارچگی معمول اروپایی زبان رسمی را به زیبایی نشان می دهد.

نتیجه این مثال در شکل نشان داده شده است. 4. توجه داشته باشید که یکی از رنگ های گرادیان روی شفاف تنظیم شده است، بنابراین به طور غیر مستقیم از طریق رنگ پس زمینه صفحه وب تغییر می کند.

برنج. 4. زمینه راه راه های افقی

گرادیان ها در بین طراحان وب بسیار محبوب هستند، اما افزودن آنها به دلیل ویژگی های مختلف برای هر مرورگر و مشخص کردن رنگ های بسیار پیچیده است. برای آسان‌تر کردن ایجاد گرادینت‌ها و درج آن‌ها در کدتان، www.colorzilla.com/gradient-editor را توصیه می‌کنم که تنظیم گرادینت‌ها و دریافت کد مورد نیاز را فوراً آسان می‌کند. قالب های آماده (Presets)، پیش نمایش نتیجه (Preview)، تنظیمات رنگ (Adjustments)، کد نهایی (CSS) وجود دارد که از IE از طریق فیلترها پشتیبانی می کند. برای کسانی که در فتوشاپ یا ویرایشگر گرافیکی دیگری کار کرده‌اند، ایجاد گرادینت‌ها امری بی‌اهمیت به نظر می‌رسد، بقیه چیزها برای کشف سریع آن دشوار نخواهد بود. به طور کلی، من آن را به شدت توصیه می کنم.

در جو یک متوازی الاضلاع مستطیل شکل با دنده ها را در نظر بگیرید dx، dy، dz(شکل 5.12) . ما علاقه مند به تغییر فشار در جهت افقی هستیم، یعنی. در امتداد محور ایکس.

بگذارید فشار ایزوبار باشد آربه موازات محور هدایت می شود y، در امتداد لبه به موازات او در امتداد دنده SWاز ایزوبار با فشار عبور می کند ( p+dp). به یاد بیاورید که فشار اتمسفر با نیرویی که در واحد سطح، نسبت به دومی نرمال است، مشخص می شود. در ادامه، از تغییرات زمانی فشار، یعنی. تغییر آن را فقط در فضا در نظر می گیریم.

شکل / 5.12. برای محاسبه نیروی گرادیان فشار افقی

بنابراین، در سمت چپ AA "D" D، فشار اتمسفر برابر است با آر.فشار روی طرف مقابل BB"C"C است. از آنجایی که نیروی وارد بر کل صورت برابر است با حاصل ضرب فشار اتمسفر و مساحت آن، عبارت نیرو را می نویسیم:

ترک کرد pdydz,

· سمت راست

در نتیجه حجم dxdydzنیرو عمل می کند dFx)، مساوی با

طبق قانون دوم نیوتن، نیرو dFxو جرم حجم در نظر گرفته شده است

dm = pdxdydz (5.2)

مربوط به یکدیگر (نسبت نیرو به جرم برابر با شتاب است آ):

از آنجا، با توجه به (5.1) و (5.2)

ما عبارت شتاب را دریافت کردیم آ، که نیروی گرادیان باریک را ایجاد می کند. مقدار آن مطابق (5.3) برابر با نیروی گرادیان باریک در واحد جرم حجم اولیه هوا است. علامت منفی در فرمول های (5.1) و (5.4) نشان می دهد که نیرو و شتاب گرادیان باریک در جهت کاهش فشار است. علاوه بر این، نیرو و شتاب گرادیان باریک در جهت سریع ترین کاهش فشار عمل می کند. این جهت جهت نرمال به ایزوبار در نقطه اعمال نیرو در نظر گرفته شده است.

در (5.4) عبارت برابر با مقدار عددی گرادیان باریک است. گرادیان باریک افقی را می توان به صورت گرافیکی با فلشی نشان داد که در جهت کاهش فشار به ایزوبار عادی اشاره می کند. طول فلش باید متناسب با مقدار عددی گرادیان باشد (شکل 5.13). به عبارت دیگر، بزرگی گرادیان باریک افقی با فاصله بین ایزوبارها نسبت معکوس دارد.

بدیهی است که در جایی که ایزوبارها متراکم می شوند، گرادیان باریک، یعنی. تغییر فشار در واحد فاصله در امتداد نرمال تا ایزوبار بیشتر است. جایی که ایزوبارها از هم دور می شوند، گرادیان باریک کوچکتر است.

برنج. 5.13. فلش ها شیب باریک افقی را در سه نقطه در میدان باریک نشان می دهند.

سطوح ایزوباریک همیشه در جهت شیب متمایل هستند، یعنی. در جهتی که فشار کاهش می یابد (شکل 5.13).

گرادیان باریک عمودی (به فصل 1 مراجعه کنید) ده ها هزار بار بزرگتر از شیب افقی است. در ادامه، تنها شیب باریک افقی مورد بحث قرار خواهد گرفت. برای تعیین میانگین گرادیان باریک برای بخشی از میدان باریک، فشار در امتداد نرمال تا ایزوبارها در دو نقطه واقع در فاصله مربوط به یک درجه از نصف النهار (111 کیلومتر) اندازه گیری می شود. گرادیان فشار از نظر عددی برابر با اختلاف فشار است و دارای ابعاد mb/111 km (یا hPa/111 km) است. در اتمسفر نزدیک به سطح زمین، ترتیب قدر شیب های باریک افقی چندین میلی بار (معمولاً 1 تا 3) در هر درجه نصف النهار (111 کیلومتر) است.

برنج. 5.14. مقطع عمودی سطوح ایزوباریک. فلش - جهت شیب باریک افقی. دو خط - سطح سطح

برای مثال، اجازه دهید فاصله بین ایزوبارهای مجاور در یک نقشه سینوپتیک در مقیاس 1: 10,000,000 2 سانتی متر باشد. گام خطوط ایزولاین 5 مگابایت است. برای مقیاس مشخص شده، 2 سانتی متر روی نقشه معادل 200 کیلومتر در نوع است. بنابراین اختلاف فشار در 100 کیلومتر 5/2 = 2.5 mb/100 km خواهد بود. برای مسافت 111 کیلومتر، این اختلاف = 2.75 mb/111 کیلومتر است.

اگر فقط نیروی گرادیان باریک افقی در جو عمل کند، آنگاه هوا به طور یکنواخت با شتاب حرکت می کند، با شتابی که می توان با استفاده از فرمول (5.4) محاسبه کرد. شتاب در شیب فشار واقعی کوچک است، در مرتبه 0-0.3 سانتی متر بر ثانیه 2. با این وجود، با افزایش مدت زمان عمل نیروی گرادیان باریک، سرعت باد به طور نامحدود افزایش می یابد. در واقعیت، سرعت باد به ندرت از 10 متر بر ثانیه یا بیشتر تجاوز می کند. در نتیجه، نیروهای دیگری نیز وجود دارند که نیروی گرادیان باریک را متعادل می‌کنند (اطلاعات بیشتر در این مورد در فصل بعدی).

تغییر در گرادیان باریک با ارتفاعمرتبط با توزیع ناهموار دما به دنبال S.P. کروموف، تصور کنید که گرادیان باریک در سطح زمین صفر است، یعنی. فشار در تمام نقاط یکسان است (شکل 5.15). در این حالت دما در یک قسمت از منطقه در نظر گرفته شده بیشتر و در قسمت دیگر کمتر است. جیگرادیان درجه حرارت افقی (حرارتی)، طبق تعریف T، همیشه در امتداد نرمال به ایزوترم (خط دماهای مساوی) در جهت افزایش دما هدایت می شود.

به یاد داشته باشید که هر چه دمای هوا سریعتر کاهش یابد، با افزایش ارتفاع، فشار کاهش می یابد. نتیجه این است که سطوح همبار با توزیع دما ناهموار نمی توانند افقی باشند. حتی اگر سطح هم‌بار سطح افقی باشد، هر سطح هم‌زمان پوشاننده در هوای سرد کمتر و در هوای گرم بیشتر بالاتر از سطح زیرین قرار می‌گیرد. این بدان معنی است که سطوح پوشاننده از هوای گرم به هوای سرد متمایل خواهند شد (شکل 5.15). بنابراین، اگرچه شیب باریک افقی در نزدیکی سطح زمین صفر است، اما چنین گرادیان در لایه های پوشاننده وجود دارد.

z

گرمای سرد

برنج. 5.15. رابطه بین درجه حرارت افقی و گرادیان فشار

علاوه بر این، گرادیان باریک افقی در سطح زمین هر چه باشد، با ارتفاع، در جهت خود به گرادیان درجه حرارت افقی نزدیک می شود. در ارتفاع به اندازه کافی بالا، شیب باریک افقی در جهت با میانگین گرادیان درجه حرارت افقی در لایه هوا از سطح پایین به سطح بالا منطبق خواهد بود. از انجیر 5.15 نتیجه می شود که در مناطق گرم جو فشار در یک ارتفاع معین افزایش می یابد و در مناطق سرد کاهش می یابد.

اختلاف فشار اتمسفر بین دو ناحیه هم در سطح زمین و هم در بالای آن باعث حرکت افقی توده های هوا - باد - می شود. از سوی دیگر، گرانش و اصطکاک در سطح زمین، توده های هوا را در جای خود نگه می دارد. بنابراین، باد تنها در افت فشاری رخ می دهد که به اندازه کافی بزرگ باشد تا بر مقاومت هوا غلبه کند و باعث حرکت آن شود. بدیهی است که اختلاف فشار باید مربوط به واحد فاصله باشد. به عنوان واحد فاصله، 10 نصف النهار یعنی 111 کیلومتر را می گرفتند. در حال حاضر، برای سادگی محاسبات، ما موافقت کردیم که 100 کیلومتر را طی کنیم.

گرادیان باریک افقی افت فشار 1 مگابایت در مسافت 100 کیلومتر در امتداد نرمال تا ایزوبار در جهت کاهش فشار است.

سرعت باد همیشه متناسب با شیب است: هر چه هوای اضافی در یک منطقه نسبت به منطقه دیگر بیشتر باشد، خروجی آن قوی تر است. در نقشه‌ها، بزرگی گرادیان با فواصل بین ایزوبارها بیان می‌شود: هر چه یکی به دیگری نزدیک‌تر باشد، شیب بیشتر و باد قوی‌تر می‌شود.

علاوه بر شیب باریک، چرخش زمین یا نیروی کوریولیس، نیروی گریز از مرکز و اصطکاک بر باد تأثیر می گذارد.

چرخش زمین (نیروی کوریولیس) باد را در نیمکره شمالی به سمت راست (در نیمکره جنوبی به چپ) از جهت گرادیان منحرف می کند. باد محاسبه شده نظری، که تنها تحت تأثیر نیروهای گرادیان و کوریولیس قرار می گیرد، ژئوستروفیک نامیده می شود. به صورت مماس بر ایزوبارها می وزد.

هرچه باد قوی تر باشد، انحراف آن به دلیل چرخش زمین بیشتر می شود. با افزایش عرض جغرافیایی افزایش می یابد. در روی خشکی، زاویه بین جهت شیب و باد به 45-50 0 و روی دریا - 70-80 0 می رسد. مقدار متوسط ​​آن 60 0 است.

نیروی گریز از مرکز در سیستم های باریک بسته - سیکلون ها و آنتی سیکلون ها - بر باد تأثیر می گذارد. در امتداد شعاع انحنای مسیر به سمت تحدب آن هدایت می شود.

نیروی اصطکاک هوا روی سطح زمین همیشه سرعت باد را کاهش می دهد. سرعت باد با مقدار اصطکاک نسبت معکوس دارد. با همان شیب فشار بر روی دریا، دشت‌های استپی و بیابانی، باد شدیدتر از مناطق ناهموار تپه‌ای و جنگلی و حتی بیشتر از آن کوهستانی است. اصطکاک بر لایه پایینی تقریباً 1000 متری که لایه اصطکاک نامیده می شود تأثیر می گذارد. در بالا، بادها ژئوستروفیک هستند.

جهت وزش باد با سمت افقی که از آن می وزد تعیین می شود. برای تعیین آن، معمولاً یک بادگیر 16 پرتو گرفته می شود: C، NW، NW، WNW، W، WSW، SW، SSW، S، SSE، SE، ESE، B، NE، NE، NNE.

گاهی اوقات زاویه (Rhumb) بین جهت باد و نصف النهار محاسبه می شود، با شمال (N) 0 0 یا 360 0، شرق (E) - برای 90 0، جنوب (S) - 180 0، غرب ( W) - 270 0.

8.25 علل و اهمیت ناهمگنی میدان باریک زمین

برای پوشش جغرافیایی، این ماکزیمم و حداقل فشار نیست که مهم است، بلکه جهت آن جریان های هوای عمودی است که آنها را ایجاد می کند.

اندازه فشار اتمسفر جهت حرکات عمودی هوا - صعودی یا نزولی را نشان می دهد و آنها یا شرایطی را برای تراکم رطوبت و بارش ایجاد می کنند یا این فرآیندها را حذف می کنند. دو نوع اصلی رابطه بین رطوبت هوا و دینامیک آن وجود دارد: سیکلون با جریان های صعودی و آنتی سیکلون با جریان های نزولی.

در جریان های صعودی، هوا به صورت آدیاباتیک سرد می شود، رطوبت نسبی آن افزایش می یابد، بخار آب متراکم می شود، ابرها تشکیل می شوند و بارندگی کاهش می یابد. در نتیجه، آب و هوای بارانی و آب و هوای مرطوب از ویژگی های حداقل باریک است. تراکم به تدریج و در تمام ارتفاعات رخ می دهد. در این حالت، گرمای نهان تبخیر آزاد می شود که باعث افزایش بیشتر هوا، خنک شدن آن و متراکم شدن بخش های جدیدی از رطوبت می شود که مستلزم انتشار بخش های جدیدی از گرمای نهان است. در همان زمان، چهار فرآیند به هم پیوسته در حال انجام است: 1) افزایش هوا، 2) خنک شدن هوا، 3) تراکم بخار و 4) انتشار گرمای نهان تبخیر. علت اصلی همه این فرآیندها گرمای خورشیدی است که برای تبخیر آب صرف می شود.

در توده های هوای نزولی، گرمایش آدیاباتیک و کاهش رطوبت هوا رخ می دهد. ابر و بارش نمی تواند تشکیل شود. در نتیجه، ماکزیمم باریک یا آنتی سیکلون ها با آب و هوای بدون ابر، صاف و خشک و آب و هوای خشک مشخص می شوند. تبخیر قابل‌توجهی از سطح اقیانوس‌ها در مناطقی با فشار بالا رخ می‌دهد که شدت آن توسط آسمان بدون ابر مطلوب است. رطوبت از اینجا به مکان های دیگر منتقل می شود ، زیرا هوای نزولی ناگزیر باید به طرفین حرکت کند. از ارتفاعات گرمسیری به شکل باد تجاری به سمت استوا می رود.

فرآیندهای جذب گرمای خورشیدی توسط جو، دینامیک توده های هوا و گردش رطوبت به طور متقابل به هم متصل و مشروط هستند.

گردش جو و ناهمگنی میدان باریک به دو دلیل نابرابر ایجاد می شود. اولین و اصلی ناهمگونی میدان حرارتی زمین، تفاوت حرارتی بین عرض های جغرافیایی استوایی و قطبی است. در واقع، یک بخاری در استوا وجود دارد، و یخچال در قطب. آنها یک موتور حرارتی درجه یک ایجاد می کنند.

به دلایل حرارتی، یک گردش نسبتاً ساده هوا در یک سیاره غیر چرخشی ایجاد می شود. در خط استوا، هوای گرم شده بالا می‌آید، جریان‌های افزایش‌یافته در نزدیکی سطح زمین کمربند کم‌فشاری به نام حداقل باریک استوایی را تشکیل می‌دهند. در تروپوسفر فوقانی، سطوح ایزوباریک بالا می روند و هوا به سمت قطب ها جریان می یابد.

در عرض های جغرافیایی قطبی، هوای سرد پایین می آید، مناطقی با فشار بالا در نزدیکی سطح زمین تشکیل می شود و هوا به استوا باز می گردد.

تفاوت حرارتی بین عرض‌های جغرافیایی باعث انتقال توده‌های هوا در طول نصف النهارها یا همانطور که در اقلیم شناسی می‌گویند جزء نصف النهار گردش جوی است.

بنابراین، جوهر موتور حرارتی که باعث گردش جو می شود در این واقعیت نهفته است که بخشی از انرژی تابش خورشید به انرژی حرکات جوی تبدیل می شود. متناسب با اختلاف دما بین استوا و قطب است.

دلیل دوم برای گردش اتمسفر پویا است. در چرخش سیاره نهفته است. گردش هوا به طور مستقیم بین عرض های جغرافیایی استوایی و قطبی غیرممکن است، زیرا کل کره ای که هوا در آن حرکت می کند می چرخد. جریان هوای افقی هم در تروپوسفر فوقانی و هم در نزدیکی سطح زمین، تحت تأثیر چرخش زمین، مطمئناً در نیمکره شمالی به سمت راست و در نیمکره جنوبی به چپ منحرف خواهد شد. این گونه است که جزء ناحیه ای گردش جو بوجود می آید که از غرب به شرق هدایت می شود و حمل و نقل غرب-شرق (غربی) توده های هوا را تشکیل می دهد. در یک سیاره در حال چرخش، حمل و نقل غرب به شرق به عنوان نوع اصلی گردش اتمسفر عمل می کند.

آشفتگی های فصلی میدان حرارتی زمین، به دلیل تفاوت در گرمایش اقیانوس ها و قاره ها، باعث نوسانات فشار اتمسفر بالای آنها می شود. در زمستان در اوراسیا و آمریکای شمالی سردتر از اقیانوس ها در همان عرض های جغرافیایی است. سطوح هم‌بار روی استوای اقیانوس‌ها بالاتر از سطح زمین است. هوای بالا از اقیانوس ها به سمت قاره ها جریان دارد. جرم کل ستون هوا بر فراز قاره ها در حال افزایش است. حداکثر باریک زمستانی در اینجا شکل می گیرد - حداکثر سیبری با فشار تا 1040 مگابایت و حداکثر تا حدودی کوچکتر آمریکای شمالی با فشار تا 1022 مگابایت. در اقیانوس ها، جرم ستون هوا کاهش می یابد و فرورفتگی ها شکل می گیرد. اینگونه است که یک موتور حرارتی درجه دوم ایجاد می شود.

در تابستان، تضادهای حرارتی بین خشکی و دریا کاهش می‌یابد، به نظر می‌رسد حداقل و ماکزیمم حل می‌شود، فشار برابر می‌شود یا برعکس زمستان تغییر می‌کند. برای مثال در سیبری به 1006 مگابایت کاهش می یابد.

نوسانات فصلی فشار اتمسفر بر روی خشکی و دریا عامل به اصطلاح موسمی را ایجاد می کند.

در قاره‌های جنوبی، در ماه ژانویه (برای آنها تابستان)، حداقل باریک تشکیل می‌شود که توسط ایزوبارهای بسته مشخص می‌شود.

گرمای متناوب نیمه سالانه نیمکره شمالی و جنوبی باعث تغییر کل میدان باریک زمین به سمت نیمکره تابستانی می شود - در نیمه ژانویه سال شمالی و در ژوئیه در قسمت جنوبی.

حداقل استوایی در نیمه ژانویه سال در جنوب استوا قرار دارد، در ماه ژوئیه به شمال منتقل می شود و به شمال استوایی در جنوب آسیا می رسد. حداقل ایران تارا (آسیای جنوبی) بر فراز ایران و کویر ثار ایجاد شده است. فشار در آن به 994 مگابایت کاهش می یابد.

شیب باریک افقی

1. با نگاهی به ایزوبارها در نقشه سینوپتیک، متوجه می شویم که در برخی مکان ها ایزوبارها ضخیم تر هستند، در برخی دیگر - کمتر. واضح است که در مکان های اول فشار اتمسفر در جهت افقی با شدت بیشتری تغییر می کند ، در مکان دوم - ضعیف تر. همچنین می گویند:<быстрее>و<медленнее>، اما تغییرات فضا را نباید با تغییرات زمان اشتباه گرفت.

برای بیان دقیق چگونگی تغییر فشار اتمسفر در جهت افقی، می توانید از گرادیان باریک افقی یا گرادیان فشار افقی استفاده کنید. فصل 4 شیب درجه حرارت افقی را مورد بحث قرار داد. به طور مشابه، تغییر فشار در واحد فاصله در یک صفحه افقی (به طور دقیق تر، در یک سطح تراز) گرادیان فشار افقی نامیده می شود. در این حالت فاصله در جهتی گرفته می شود که فشار بیشترین کاهش را داشته باشد. و چنین جهتی در هر نقطه، جهت در امتداد نرمال به ایزوبار در نقطه داده شده است.

بنابراین، گرادیان باریک افقی برداری است که جهت آن در جهت کاهش فشار با جهت نرمال به ایزوبار منطبق است و مقدار عددی آن برابر با مشتق فشار در این جهت است. ما این بردار را با نماد -s/p و مقدار عددی آن (مدول) -dr/dp نشان می‌دهیم، جایی که p نرمال به ایزوبار است.

مانند هر بردار، گرادیان باریک افقی را می توان به صورت گرافیکی با یک فلش نشان داد، در این مورد فلشی است که در امتداد نرمال به ایزوبار در جهت کاهش فشار هدایت می شود. طول فلش باید متناسب با مقدار عددی گرادیان باشد (شکل 58).

برنج. 58. ایزوبارها و شیب باریک افقی (فلش) در سه نقطه در میدان باریک.

برنج. 59. سطوح ایزوباریک در مقطع عمودی و جهت شیب باریک افقی. خط دوگانه سطح تراز است.

در نقاط مختلف میدان باریک، جهت و مدول گرادیان باریک، البته، متفاوت خواهد بود. در جایی که ایزوبارها متراکم می شوند، تغییر فشار در واحد فاصله در امتداد نرمال تا ایزوبار بیشتر است. جایی که ایزوبارها از هم جدا می شوند، کوچکتر است. به عبارت دیگر، مدول گرادیان باریک افقی با فاصله بین ایزوبارها نسبت معکوس دارد.

اگر یک گرادیان باریک افقی در اتمسفر وجود داشته باشد، به این معنی است که سطوح هم‌باریک در یک بخش معین از اتمسفر به سطح تراز متمایل هستند و بنابراین با آن تلاقی می‌کنند و ایزوبارها را تشکیل می‌دهند. سطوح ایزوباریک همیشه در جهت شیب متمایل هستند، یعنی جایی که فشار کاهش می یابد (شکل 59).

2. گرادیان باریک افقی جزء افقی شیب باریک کل است. دومی توسط یک بردار فضایی نشان داده می شود که در هر نقطه از سطح همبار در امتداد نرمال به این سطح به سمت سطح با مقدار فشار پایین تر هدایت می شود. مدول این بردار - dr/dp است، اما در اینجا n نرمال به سطح ایزوباریک است. شیب باریک کل را می توان به اجزای عمودی و افقی یا به شیب عمودی و افقی تجزیه کرد. می توانید آن را به سه جزء در امتداد محورهای مختصات مستطیلی X، Y، Z تجزیه کنید.

فشار با ارتفاع بسیار بیشتر از جهت افقی تغییر می کند. بنابراین، گرادیان باریک عمودی ده ها هزار بار بیشتر از شیب افقی است. همانطور که از معادله اصلی استاتیک جوی به شرح زیر است، توسط نیروی گرانش که مخالف آن است، متعادل یا تقریباً متعادل می شود. گرادیان باریک عمودی بر حرکت افقی هوا تأثیر نمی گذارد. بعداً در این فصل، ما فقط در مورد شیب باریک افقی صحبت خواهیم کرد و به سادگی آن را گرادیان باریک می نامیم.

3. در عمل، متوسط ​​گرادیان باریک بر روی نقشه های سینوپتیکی برای یک یا آن بخش از میدان باریک اندازه گیری می شود. یعنی فاصله Ap بین دو ایزوبار مجاور در یک مقطع معین در امتداد یک خط مستقیم اندازه گیری می شود که کاملاً به نرمال هر دو ایزوبار نزدیک است. سپس اختلاف فشار بین ایزوبارهای Ap (معمولاً 5 hPa) بر این فاصله تقسیم می شود که در واحدهای بزرگ - صدها کیلومتر یا درجه نصف النهار (111 کیلومتر) بیان می شود. متوسط ​​گرادیان باریک با نسبت اختلافات محدود Ap/An hPa/درجه نصف النهار نشان داده خواهد شد. به جای درجه نصف النهار، اکنون 100 کیلومتر بیشتر طی می شود. گرادیان باریک در جو آزاد را می توان از فاصله بین ایزوهیپس ها در نقشه های توپوگرافی باریک تعیین کرد. در شرایط جوی واقعی نزدیک سطح زمین، شیب باریک افقی از مرتبه چندین هکتوپاسکال (معمولاً 1-3) در هر درجه نصف النهار است.