Linearni gradijent. barično polje
Gledajući izobare na sinoptičkoj karti, primjećujemo da su na nekim mjestima izobare deblje, na drugima - rjeđe. Očito je da se na prvim mjestima atmosferski tlak mijenja u horizontalnom smjeru jače, na drugom - slabije.
Da biste točno izrazili kako se atmosferski tlak mijenja u horizontalnom smjeru, možete koristiti takozvani horizontalni barički gradijent ili horizontalni gradijent tlaka. Horizontalni gradijent tlaka je promjena tlaka po jedinici udaljenosti u horizontalnoj ravnini (točnije, na ravnoj površini); pri tome se udaljenost uzima u smjeru u kojem tlak najjače opada.
Dakle, horizontalni barički gradijent je vektor čiji se smjer poklapa sa smjerom normale na izobaru u smjeru pada tlaka, a brojčana vrijednost jednaka je derivaciji tlaka duž tog smjera (G = -dp/dl) .
Kao i svaki vektor, vodoravni barički gradijent može se grafički prikazati strelicom; u ovom slučaju strelica usmjerena duž normale na izobaru u smjeru pada tlaka.
Gdje su izobare kondenzirane, promjena tlaka po jedinici udaljenosti duž normale na izobare je veća; tamo gdje su izobare razmaknute, manji je.
Ako u atmosferi postoji horizontalni barički gradijent, to znači da su izobarne plohe u određenom dijelu atmosfere nagnute prema ravnoj plohi i stoga se s njom sijeku tvoreći izobare.
U praksi se prosječni barički gradijent mjeri na sinoptičkim kartama za određeni dio baričkog polja. Naime, oni mjere udaljenost između dviju susjednih izobara u zadanom području duž ravne crte. Zatim se razlika tlakova između izobara (obično 5 mb) podijeli s ovom udaljenosti, izraženom u velikim jedinicama - 100 km. U stvarnim atmosferskim uvjetima u blizini zemljine površine, vodoravni barički gradijenti su reda veličine nekoliko milibara (obično 1-3) na 100 km.
Promjena tlaka s visinom
Atmosferski tlak opada s visinom. To je zbog dva razloga. Prvo, što smo viši, to je niža visina zračnog stupca iznad nas, pa nas, prema tome, manje težine pritišće. Drugo, s visinom gustoća zraka opada, on postaje sve rjeđi, odnosno ima manje molekula plina, a samim time i manje mase i težine.
Međunarodna standardna atmosfera (skr. ISA, eng. ISA) je uvjetna vertikalna raspodjela temperature, tlaka i gustoće zraka u Zemljinoj atmosferi. Osnova za izračun parametara ISA je barometarska formula, s parametrima definiranim u standardu.
Za ISA su prihvaćeni sljedeći uvjeti: tlak zraka na srednjoj razini mora pri temperaturi od 15 °C iznosi 1013 mb (101,3 kN/m² ili 760 mmHg), temperatura opada okomito s porastom nadmorske visine za 6,5 °C za 1 km do razine od 11 km (uvjetna nadmorska visina početka tropopauze), gdje temperatura postaje jednaka −56,5 °C i gotovo se prestaje mijenjati.
Vlad Merzhevich
Gradijent je glatki prijelaz iz jedne boje u drugu, a može postojati nekoliko samih boja i prijelaza između njih. Uz pomoć gradijenata stvaraju se najbizarniji efekti web dizajna, na primjer, pseudo-trodimenzionalnost, odsjaj, pozadina itd. Također, s gradijentom elementi izgledaju ljepše od običnih.
Ne postoji zasebno svojstvo za dodavanje gradijenta, jer se smatra pozadinskom slikom, pa se dodaje putem svojstva background-image ili generičkog svojstva pozadine, kao što je prikazano u primjeru 1.
Primjer 1 Gradijent
Ovdje opsceni idiom tradicionalno započinje proznu sliku, ali jezična igra ne dovodi do aktivno-dijaloškog razumijevanja.
Rezultat ovog primjera prikazan je na sl. jedan.
Riža. 1. Linearni gradijent za odlomak
U najjednostavnijem slučaju s dvije boje prikazane u primjeru 1, prvo napišite poziciju od koje će gradijent početi, zatim početnu i završnu boju.
Za snimanje pozicije prvo upišite u , a zatim dodajte ključne riječi top , bottom i lijevo , desno , kao i njihove kombinacije. Red riječi nije bitan, možete pisati lijevo gore ili gore lijevo. U tablici. Slika 1 prikazuje različite položaje i vrstu dobivenog gradijenta za boje #000 i #fff, inače od crne do bijele.
| Položaj | Opis | Pogled | |
|---|---|---|---|
| na vrh | 0 stupnjeva | prema gore. | |
| lijevo | 270 stupnjeva | S desna na lijevo. | |
| dno | 180 stupnjeva | Vrh prema dolje. | |
| Na desno | 90 stupnjeva | S lijeva na desno. | |
| gore lijevo | Od donjeg desnog kuta do gornjeg lijevog. | ||
| gore desno | Od donjeg lijevog kuta do gornjeg desnog. | ||
| dolje lijevo | Od gornjeg desnog kuta do donjeg lijevog. | ||
| dolje desno | Od gornjeg lijevog do donjeg desnog. |
Umjesto ključne riječi dopušteno je postaviti nagib linije gradijenta koji pokazuje smjer gradijenta. Prvo se napiše pozitivna ili negativna vrijednost kuta, zatim se zbroje deg.
Nula stupnjeva (ili 360º) odgovara gradijentu odozdo prema gore, tada je odbrojavanje u smjeru kazaljke na satu. Dolje je prikazan kut nagiba linije gradijenta.
Za gornju lijevu vrijednost i slične vrijednosti, kut linije gradijenta izračunava se na temelju dimenzija elementa tako da povezuje dvije dijagonalno suprotne kutne točke.
Za stvaranje složenih gradijenata dvije boje više neće biti dovoljne, sintaksa vam omogućuje dodavanje neograničenog broja boja, navodeći boje odvojene zarezima. U ovom slučaju možete koristiti prozirnu boju (ključna riječ transparent), kao i prozirnu boju koristeći RGBA format, kao što je prikazano u primjeru 2.
Primjer 2: Prozirne boje
HTML5 CSS3 IE 9 IE 10 Cr Op Sa Fx
Rezultat ovog primjera prikazan je na sl. 2.
Riža. 2. Gradijent s prozirnim bojama
Za točno pozicioniranje boja u gradijentu, nakon vrijednosti boje slijedi njezin položaj u postocima, pikselima ili drugim jedinicama. Na primjer, unos crvena 0%, narančasta 50%, žuta 100% znači da gradijent počinje od crvene, zatim 50% ide na narančastu, a zatim sve do žute. Radi jednostavnosti, ekstremne jedinice poput 0% i 100% mogu se izostaviti, one se pretpostavljaju prema zadanim postavkama. Primjer 3 prikazuje stvaranje gumba gradijenta u kojem je položaj druge od tri boje postavljen na 36%.
Primjer 3: Gradijent gumb
HTML5 CSS3 IE 9 IE 10 Cr Op Sa Fx
Rezultat ovog primjera prikazan je na sl. 3.
Riža. 3. Gumb za gradijent
Postavljanjem položaja boje možete dobiti oštre prijelaze između boja, što u konačnici daje skup monokromatskih pruga. Dakle, za dvije boje moraju biti navedene četiri boje, prve dvije boje su iste i počinju od 0% do 50%, ostale boje su također međusobno iste i nastavljaju se od 50% do 100%. Primjer 4 dodaje pruge kao pozadinu web stranice. Zbog činjenice da se ekstremne vrijednosti automatski zamjenjuju, mogu se izostaviti, pa je dovoljno napisati samo dvije boje.
Primjer 4. Obične pruge
HTML5 CSS3 IE 9 IE 10 Cr Op Sa Fx
Tipična europska buržoaznost i poštenje graciozno ilustrira službeni jezik.
Rezultat ovog primjera prikazan je na sl. 4. Imajte na umu da je jedna od boja gradijenta postavljena na prozirnu, tako da se neizravno mijenja kroz boju pozadine web stranice.
Riža. 4. Pozadina vodoravnih pruga
Gradijenti su prilično popularni među web dizajnerima, ali njihovo je dodavanje komplicirano različitim svojstvima za svaki preglednik i određivanjem mnogo boja. Kako bismo vam olakšali stvaranje gradijenata i njihovo umetanje u svoj kod, preporučujem www.colorzilla.com/gradient-editor, koji olakšava postavljanje gradijenata i odmah dobivate kod koji vam je potreban. Postoje gotovi predlošci (Presets), pregled rezultata (Preview), postavke boja (Adjustments), završni kod (CSS) koji podržava IE kroz filtere. Za one koji su radili u Photoshopu ili nekom drugom grafičkom uređivaču, stvaranje gradijenata činit će se beznačajnom stvari, ostalo neće biti teško brzo shvatiti. Općenito, toplo ga preporučujem.
Promotrimo u atmosferi pravokutni paralelopiped s rebrima dx, dy, dz(Sl. 5.12) . Zanima nas promjena tlaka u horizontalnom smjeru, tj. duž osi x.
Neka izobara tlaka R usmjerena paralelno s osi g, uz rub. Paralelno s njom uz rebro SW prolazi izobaru s tlakom ( p+dp). Podsjetimo se da je atmosferski tlak karakteriziran silom koja djeluje po jedinici površine, normalno na potonju. U nastavku zanemarujemo vremenske promjene tlaka, tj. njegovu promjenu smatramo samo u prostoru.
Slika / 5.12. Na proračun sile horizontalnog gradijenta tlaka
Dakle, na lijevoj strani AA "D" D, atmosferski tlak je jednak R. Tlak na suprotnoj strani BB"C"C je . Kako je sila koja djeluje na cijelo lice jednaka umnošku atmosferskog tlaka i njegove površine, zapisujemo izraz za silu:
lijevo pdydz,
· desno .
Kao rezultat toga, volumen dxdydz sila djeluje dFx), jednak
Prema drugom Newtonovom zakonu sila dFx i masa razmatranog volumena
dm = pdxdydz (5.2)
međusobno povezani (omjer sile i mase jednak je ubrzanju a):
odakle, s obzirom na (5.1) i (5.2)
Dobili smo izraz za ubrzanje a, koji stvara silu baričkog gradijenta. Njegova je vrijednost, prema (5.3), jednaka sili baričkog gradijenta po jedinici mase elementarnog volumena zraka. Znak minus u formulama (5.1) i (5.4) označava da su sila i ubrzanje baričkog gradijenta usmjereni u smjeru pada tlaka. Štoviše, sila i ubrzanje baričnog gradijenta djeluju u smjeru najbržeg pada tlaka. Ovaj pravac je pravac normale na izobaru u razmatranoj točki djelovanja sile.
U (5.4) izraz je jednak numeričkoj vrijednosti baričkog gradijenta. Horizontalni barički gradijent može se grafički prikazati strelicom koja pokazuje normalu na izobaru u smjeru pada tlaka. Duljina strelice treba biti proporcionalna numeričkoj vrijednosti gradijenta (slika 5.13). Drugim riječima, veličina vodoravnog baričkog gradijenta obrnuto je proporcionalna udaljenosti između izobara.
Očito, gdje su izobare kondenzirane, barički gradijent, t.j. promjena tlaka po jedinici udaljenosti duž normale na izobaru je veća. Tamo gdje su izobare razmaknute, barički gradijent je manji.
Riža. 5.13. Strelice pokazuju horizontalni barički gradijent u tri točke u baričkom polju.
Izobarne plohe uvijek su nagnute u smjeru gradijenta, tj. u smjeru opadanja tlaka (sl. 5.13).
Vertikalni barički gradijent (vidi Poglavlje 1) je desetke tisuća puta veći od horizontalnog. U nastavku će se raspravljati samo o horizontalnom baričkom gradijentu. Da bi se odredio prosječni barički gradijent za dio baričkog polja, tlak se mjeri duž normale na izobare u dvije točke koje se nalaze na udaljenosti koja odgovara jednom stupnju meridijana (111 km). Gradijent tlaka brojčano je jednak razlici tlaka i ima dimenziju mb/111 km (ili hPa/111 km). U atmosferi blizu površine Zemlje, red veličine horizontalnih baričkih gradijenata je nekoliko milibara (obično 1-3) po meridijanskom stupnju (111 km).
Riža. 5.14. Vertikalni presjek izobarnih ploha. Strelica – smjer horizontalnog baričkog gradijenta; dvostruka linija - ravna površina
Na primjer, neka udaljenost između susjednih izobara bude 2 cm na sinoptičkoj karti u mjerilu 1 : 10 000 000. Korak izolinija je 5 mb. Za navedeno mjerilo, 2 cm na karti odgovara 200 km u naravi. Stoga će razlika tlaka na 100 km biti 5/2= 2,5 mb/100 km. Za udaljenost od 111 km, ova razlika = 2,75 mb/111 km.
Kad bi u atmosferi djelovala samo sila horizontalnog baričkog gradijenta, tada bi se zrak kretao jednoliko ubrzano, s akceleracijom koja se može izračunati pomoću formule (5.4). Ubrzanje pri stvarnim gradijentima tlaka je malo, reda veličine 0–0,3 cm/s 2 . Ipak, povećanjem trajanja djelovanja sile baričkog gradijenta brzine vjetra bi se neograničeno povećavale. U stvarnosti, brzine vjetra rijetko prelaze 10 m/s ili više. Posljedično, postoje i druge sile koje uravnotežuju silu baričkog gradijenta (više o tome u sljedećem poglavlju).
Promjena baričkog gradijenta s visinom povezana s neravnomjernom raspodjelom temperature. Nakon S.P. Khromov, zamislite da je barički gradijent na zemljinoj površini nula, tj. tlak u svim točkama je isti (sl. 5.15). U ovom slučaju, temperatura u jednom dijelu razmatranog područja je viša, u drugom je niža. G horizontalni temperaturni (toplinski) gradijent, po definiciji, T, uvijek je usmjeren duž normale na izotermu (crtu jednakih temperatura) u smjeru gdje temperatura raste.
Prisjetimo se da tlak opada s visinom to brže što je temperatura zraka niža. Iz toga slijedi da izobarne površine s neravnomjernom raspodjelom temperature ne mogu biti horizontalne. Čak i ako je površinska izobarna površina vodoravna, tada će svaka gornja izobarna površina biti uzdignuta iznad donje površine u hladnom zraku manje, a u toplom više. To znači da će gornje površine biti nagnute od toplog zraka prema hladnom zraku (slika 5.15). Dakle, iako je horizontalni barički gradijent nula u blizini zemljine površine, postoji takav gradijent u gornjim slojevima.
|
Hladno Vrućina
Riža. 5.15. Odnos između horizontalnih gradijenata temperature i tlaka
Štoviše, kakav god bio horizontalni barički gradijent na zemljinoj površini, s visinom će se približavati horizontalnom gradijentu temperature u svom smjeru. Na dovoljno visokoj nadmorskoj visini, horizontalni barički gradijent će se po smjeru blisko poklapati s prosječnim horizontalnim gradijentom temperature u sloju zraka od donje razine prema gornjoj. Od fig. 5.15 slijedi da će u toplim područjima atmosfere tlak na određenoj visini biti povećan, au hladnim područjima smanjen.
Razlika u atmosferskom tlaku između dva područja na zemljinoj površini i iznad nje uzrokuje horizontalno kretanje zračnih masa - vjetar. S druge strane, gravitacija i trenje na zemljinoj površini drže zračne mase na mjestu. Stoga se vjetar javlja samo pri padu tlaka koji je dovoljno velik da svlada otpor zraka i izazove njegovo kretanje. Očito, razlika tlaka mora biti povezana s jedinicom udaljenosti. Kao jedinicu udaljenosti uzimali su 10 meridijana, odnosno 111 km. Trenutno smo radi jednostavnosti izračuna pristali uzeti 100 km.
Horizontalni barički gradijent je pad tlaka od 1 mb na udaljenosti od 100 km duž normale na izobaru u smjeru pada tlaka.
Brzina vjetra uvijek je proporcionalna gradijentu: što je veći višak zraka u jednom području u odnosu na drugo, to je njegov protok jači. Na kartama se veličina gradijenta izražava pomoću udaljenosti između izobara: što je jedna bliža drugoj, gradijent je veći i vjetar jači.
Osim baričkog gradijenta, na vjetar djeluje rotacija Zemlje, odnosno Coriolisova sila, centrifugalna sila i trenje.
Rotacija Zemlje (Coriolisova sila) skreće vjetar na sjevernoj hemisferi udesno (na južnoj hemisferi ulijevo) od smjera gradijenta. Teorijski izračunati vjetar, na koji djeluju samo gradijentne i Coriolisove sile, naziva se geostrofički. Puše tangencijalno na izobare.
Što je vjetar jači, to je veći njegov otklon zbog rotacije Zemlje. Povećava se s povećanjem geografske širine. Nad kopnom kut između smjera nagiba i vjetra doseže 45-50 0 , a nad morem 70-80 0 ; prosječna mu je vrijednost 60 0 .
Centrifugalna sila djeluje na vjetar u zatvorenim baričkim sustavima – cikloni i anticikloni. Usmjeren je duž polumjera zakrivljenosti putanje prema njezinoj konveksnosti.
Sila trenja zraka o zemljinu površinu uvijek smanjuje brzinu vjetra. Brzina vjetra obrnuto je proporcionalna količini trenja. Uz isti gradijent tlaka nad morskim, stepskim i pustinjskim ravnicama vjetar je jači nego nad neravnim brdovitim i šumskim terenima, a još više nad planinskim. Trenje utječe na donji sloj od otprilike 1000 metara, koji se naziva sloj trenja. Iznad su vjetrovi geostrofični.
Smjer vjetra određen je stranom horizonta s koje puše. Za njegovo označavanje obično se uzima ruža vjetrova od 16 zraka: C, NW, NW, WNW, W, WSW, SW, SSW, S, JSE, SE, ESE, B, NE, NE, SSI.
Ponekad se izračunava kut (rumb) između smjera vjetra i meridijana, pri čemu se sjever (N) smatra 0 0 ili 360 0, istok (E) - za 90 0, jug (S) - 180 0, zapad ( W) - 270 0.
8.25 Uzroci i značaj nehomogenosti Zemljinog baričkog polja
Za geografsku ovojnicu nisu važni sami maksimumi i minimumi tlaka, nego smjer onih vertikalnih zračnih strujanja koja ih stvaraju.
Veličina atmosferskog tlaka pokazuje smjer vertikalnih kretanja zraka - uzlaznih ili silaznih, a ona ili stvaraju uvjete za kondenzaciju vlage i oborine ili isključuju te procese. Dva su glavna tipa odnosa između vlažnosti zraka i njegove dinamike: ciklonalni s uzlaznim strujanjima i anticiklonalni s silaznim strujanjima.
U uzlaznim strujanjima zrak se adijabatski hladi, njegova relativna vlažnost raste, vodena para se kondenzira, stvaraju se oblaci i padaju oborine. Posljedično, kišovito vrijeme i vlažna klima karakteristični su za barične minimume. Kondenzacija se javlja postupno i na svim nadmorskim visinama. Pri tome se oslobađa latentna toplina isparavanja, što uzrokuje daljnje dizanje zraka, njegovo hlađenje i kondenzaciju novih porcija vlage, što povlači za sobom oslobađanje novih porcija latentne topline. Istovremeno se odvijaju četiri međusobno povezana procesa: 1) dizanje zraka, 2) hlađenje zraka, 3) kondenzacija pare i 4) oslobađanje latentne topline isparavanja. Glavni uzrok svih ovih procesa je sunčeva toplina koja se troši na isparavanje vode.
Kod spuštanja zračnih masa dolazi do adijabatskog zagrijavanja i smanjenja vlažnosti zraka; ne mogu nastati oblaci i oborine. Prema tome, barične maksimume, odnosno anticiklone karakteriziraju bezoblačno, vedro i suho vrijeme te suha klima. Do značajnog isparavanja dolazi s površine oceana u područjima visokog tlaka, čijem intenzitetu pogoduje nebo bez oblaka. Vlaga se odavde odnosi na druga mjesta, budući da se zrak koji se spušta mora neizbježno kretati u stranu. Od tropskih visina ide u obliku pasata do ekvatora.
Procesi asimilacije sunčeve topline atmosferom, dinamika zračnih masa i kruženje vlage međusobno su povezani i uvjetovani.
Kruženje atmosfere i nehomogenost baričnog polja uzrokovani su dvama nejednakim razlozima. Prvi i glavni je heterogenost toplinskog polja Zemlje, toplinska razlika između ekvatorijalne i polarne širine. Doista, postoji grijač na ekvatoru, a hladnjaci na polovima. Oni stvaraju toplinski stroj prvog reda.
Zbog toplinskih razloga, na nerotirajućem planetu bi se uspostavila prilično jednostavna cirkulacija zraka. Na ekvatoru se zagrijani zrak diže, uzlazna strujanja u blizini zemljine površine tvore pojas niskog tlaka koji se naziva ekvatorijalni barički minimum. U gornjoj troposferi izobarne površine se uzdižu i zrak struji prema polovima.
U polarnim širinama hladni zrak se spušta, u blizini zemljine površine nastaju područja visokog tlaka i zrak se vraća prema ekvatoru.
Toplinska razlika između geografskih širina uzrokuje prijenos zračnih masa duž meridijana ili, kako se u klimatologiji kaže, meridionalnu komponentu atmosferske cirkulacije.
Dakle, bit toplinskog stroja koji uzrokuje kruženje atmosfere leži u činjenici da se dio energije sunčevog zračenja pretvara u energiju atmosferskih kretanja. Proporcionalna je temperaturnoj razlici između ekvatora i polova.
Drugi razlog atmosferske cirkulacije je dinamičan; leži u rotaciji planeta. Kruženje zraka izravno između ekvatorijalne i polarne geografske širine je nemoguće, jer se cijela kugla u kojoj se zrak kreće okreće. Horizontalna strujanja zraka kako u višoj troposferi, tako iu blizini zemljine površine, pod utjecajem Zemljine rotacije sigurno će odstupati udesno na sjevernoj hemisferi i lijevo na južnoj hemisferi. Tako nastaje zonalna komponenta atmosferske cirkulacije, usmjerena od zapada prema istoku i tvoreći prijenos zračnih masa zapad-istok (zapadni). Na rotirajućem planetu, prijenos zapad-istok djeluje kao glavni tip atmosferske cirkulacije.
Sezonske perturbacije Zemljinog toplinskog polja, zbog razlika u zagrijavanju oceana i kontinenata, uzrokuju kolebanje atmosferskog tlaka iznad njih. Zimi je iznad Euroazije i Sjeverne Amerike hladnije nego nad oceanima na istim geografskim širinama. Izobarne površine nad ekvatorima oceana više su nego nad kopnom. Zrak iznad teče od oceana prema kontinentima. Ukupna masa zračnog stupca nad kontinentima raste. Ovdje se formiraju ekstenzivni zimski barički maksimumi - sibirski maksimum s tlakom do 1040 mb i nešto manji sjevernoamerički maksimum s tlakom do 1022 mb. Nad oceanima se masa zračnog stupca smanjuje i stvaraju se depresije. Tako nastaje toplinski stroj drugog reda.
Ljeti se toplinski kontrasti između kopna i mora smanjuju, minimumi i maksimumi kao da se rastapaju, tlak se izjednačava ili mijenja u suprotnost od zime. U Sibiru, na primjer, pada na 1006 mb.
Sezonske fluktuacije atmosferskog tlaka nad kopnom i morem stvaraju takozvani monsunski faktor.
Na južnim kontinentima u siječanjskom (za njih ljetnom) dijelu godine formiraju se barički minimumi ocrtani zatvorenim izobarama.
Naizmjenično polugodišnje zagrijavanje sjeverne i južne hemisfere uzrokuje pomicanje cijelog baričkog polja Zemlje prema ljetnoj hemisferi - u siječnju dio sjeverne godine, a u srpnju dio južne.
Ekvatorijalni minimum u siječanjskom dijelu godine nalazi se južno od ekvatora, u srpnju se pomiče prema sjeveru, dosežući sjeverni trop u južnoj Aziji. Iran-Tara (južnoazijski) minimum stvoren je iznad Irana i pustinje Thar. Tlak u njemu pada na 994 mb.
Horizontalni barički gradijent
1. Gledajući izobare na sinoptičkoj karti, primjećujemo da su na nekim mjestima izobare deblje, na drugima - rjeđe. Očito je da se na prvim mjestima atmosferski tlak mijenja u horizontalnom smjeru jače, na drugom - slabije. Također kažu:<быстрее>i<медленнее>, ali promjene u prostoru o kojima je riječ ne treba brkati s promjenama u vremenu.
Da biste točno izrazili kako se atmosferski tlak mijenja u horizontalnom smjeru, možete koristiti takozvani horizontalni barički gradijent ili horizontalni gradijent tlaka. Poglavlje 4 raspravljalo je o vodoravnom temperaturnom gradijentu. Slično, promjena tlaka po jedinici udaljenosti u horizontalnoj ravnini (točnije, na ravnoj površini) naziva se horizontalni gradijent tlaka. U tom slučaju udaljenost se uzima u smjeru u kojem se tlak najviše smanjuje, a takav pravac u svakoj točki je pravac uz normalu na izobaru u datoj točki.
Dakle, horizontalni barički gradijent je vektor čiji se smjer poklapa sa smjerom normale na izobaru u smjeru opadanja tlaka, a brojčana vrijednost jednaka je derivaciji tlaka duž tog smjera. Taj vektor označavamo simbolom -s/p, a njegovu numeričku vrijednost (modul) -dr/dp, gdje je p normala na izobaru.
Kao i svaki vektor, horizontalni barički gradijent može se grafički prikazati strelicom, u ovom slučaju strelicom usmjerenom duž normale na izobaru u smjeru pada tlaka. Duljina strelice treba biti proporcionalna brojčanoj vrijednosti gradijenta (slika 58).
Riža. 58. Izobare i horizontalni barički gradijent (strelice) u tri točke u baričkom polju.
Riža. 59. Izobarne plohe u vertikalnom presjeku i smjer horizontalnog baričkog gradijenta. Dvostruka linija je ravna površina.
Na različitim točkama u baričkom polju, smjer i modul baričkog gradijenta će, naravno, biti različiti. Gdje su izobare kondenzirane, promjena tlaka po jedinici udaljenosti duž normale na izobare je veća; tamo gdje su izobare razmaknute, manji je. Drugim riječima, modul horizontalnog baričkog gradijenta obrnuto je proporcionalan udaljenosti između izobara.
Ako u atmosferi postoji horizontalni barički gradijent, to znači da su izobarne plohe u određenom dijelu atmosfere nagnute prema ravnoj plohi i stoga se s njom sijeku tvoreći izobare. Izobarne plohe uvijek su nagnute u smjeru gradijenta, tj. tamo gdje tlak opada (slika 59).
2. Horizontalni barički gradijent je horizontalna komponenta ukupnog baričkog gradijenta. Potonji je predstavljen prostornim vektorom, koji je u svakoj točki izobarne površine usmjeren duž normale na tu površinu prema površini s nižom vrijednošću tlaka. Modul ovog vektora je - dr/dp, ali ovdje je n normala na izobarnu površinu. Ukupni barički gradijent može se rastaviti na vertikalne i horizontalne komponente ili na vertikalne i horizontalne gradijente. Možete ga rastaviti na tri komponente duž osi pravokutnih koordinata X, Y, Z.
Tlak se mijenja s visinom mnogo više nego u horizontalnom smjeru. Stoga je vertikalni barički gradijent desetke tisuća puta veći od horizontalnog. Uravnotežena je ili gotovo uravnotežena silom gravitacije usmjerenom suprotno od nje, kako proizlazi iz osnovne jednadžbe statike atmosfere. Vertikalni barički gradijent ne utječe na horizontalno kretanje zraka. Kasnije u ovom poglavlju govorit ćemo samo o horizontalnom baričkom gradijentu, jednostavno ga nazivajući baričkim gradijentom.
3. U praksi se prosječni barički gradijent mjeri na sinoptičkim kartama za jedan ili drugi dio baričkog polja. Naime, udaljenost Ap mjeri se između dviju susjednih izobara u određenom odsječku duž ravne crte, koja je prilično blizu normalama obiju izobara. Zatim se razlika tlakova između Ap izobara (obično 5 hPa) podijeli s ovom udaljenosti, izraženom u velikim jedinicama - stotinama kilometara ili meridijanskim stupnjevima (111 km). Prosječni barički gradijent bit će predstavljen omjerom konačnih razlika Ap/An hPa/meridijan stupnja. Umjesto stupnja meridijana sada se češće uzima 100 km. Barički gradijent u slobodnoj atmosferi može se odrediti iz udaljenosti između izohipsi na kartama barične topografije. U stvarnim atmosferskim uvjetima u blizini Zemljine površine, vodoravni barički gradijenti su reda veličine nekoliko hektopaskala (obično 1-3) po meridijanskom stupnju.