Меню

Что такое восходящие токи воздуха

Эта статья перенесена сюда!

Неравномерность поступления солнечной радиации в те или иные регионы Земли служит главной причиной циркуляции Вм атмосферы с образованием циклонов и антициклонов. Циркуляция атмосферы – важнейший климатообразующий процесс, способствующий переносу тепла и влаги из одних регионов в другие и определяющий характер К. в любой точке поверхности земного шара. Существование циркуляции атмосферы обусловлено, главным образом, неоднородным распределением атмосферного давления, вызванным в основном различным притоком солнечной радиации в тех или иных широтах, различными физическими свойствами земной поверхности (суши, моря и льда), а также отклоняющим влиянием вращения Земли на воздушные потоки.

Совокупность этих причин определяет местонахождение и перемещение постоянных и сезонных центров действия атмосферы, т.е. обширных областей атмосферы с преобладанием антициклонов (областей повышенного атмосферного давления) или циклонов (областей с пониженным атмосферным давлением). Размещение центров действия атмосферы отражает наиболее устойчивые особенности общей циркуляции атмосферы. Различают постоянные центры действия атмосферы, проявляющиеся в течение всего года – экваториальную депрессию; области высокого атмосферного давления над тридцатыми широтами северного и южного полушарий (Азорский антициклон (max) , Северо-Тихоокеанский / Гавайский max, Южно-Атлантический max, Южно-Индийский max, Южно-Тихоокеанский max); депрессии субполярных широт (Исландская депрессия (min), Алеутский min, Субантарктический min); полярные области высокого атмосферного давления (Арктический антициклон (max), Антарктический max), а также сезонные центры действия атмосферы, образование которых связано с интенсивным прогревом или охлаждением внутренних районов материков в летний и зимний сезоны – например, Азиатский антициклон, Канадский антициклон, Сахаро-Аравийский min, Южно-Азиатский min. Атмосферное давление само по себе не имеет большого непосредственного значения для климатов, но косвенное его значение нельзя недооценивать. В результате неравномерного распределения атмосферного давления возникает движение воздуха относительно земной поверхности, обычно горизонтальное, которое направлено от области высокого давления к низкому. Это движение не что иное, как ветер.

Существование постоянных центров действия определяет формирование постоянных ветров. Для тропического пояса характерна пассатная циркуляция.

схема циркуляции

Схема распределения давления и ветров на земной поверхности

Пассат – это постоянный ветер тропических широт, его возникновение связано с оттоком воздуха из области высокого давления над тридцатыми широтами в область экваториальной депрессии. Под воздействием силы Кориолиса пассаты в северном полушарии имеют северо-восточное направление, в южном полушарии – юго-восточное направление. Пассаты тропической зоны характеризуются удивительным постоянством направления и относительно равномерной скоростью. Поэтому в тропических широтах образуется пояс восточных ветров. Зона тропических восточных ветров по обе стороны экватора, включая и внутритропическую зону конвергенции, занимает самую большую площадь по сравнению с остальными звеньями общей циркуляции атмосферы.

Для внетропической зоны характерен западный перенос воздуха и в этих широтах формируется поле западных ветров. Западные ветры – это постоянные ветры умеренных широт. Их формирование обусловлено падением температуры воздуха и атмосферного давления от субтропиков (области высокого давления над тридцатыми широтами) к субполярным широтам. Меридионально направленные (вследствие существования барического градиента) воздушные течения отклоняются силой Кориолиса вправо в северном полушарии и влево – в южном, т.е. в обоих случаях с запада на восток. Зона западного переноса Вм отличается интенсивной циклонической деятельностью.

Зоны общей циркуляции меняют свое положение в соответствии с годовым ходом высоты Солнца, что является причиной устойчивого чередования преобладающих направлений ветра на окраинах этих зон. Хотя их смещение и незначительно, но оно играет большую роль в формировании климатических условий переходных климатических поясов (субарктического, субтропического, субэкваториального).

Ветер – одно из основных понятий метеорологии. Различают прямое воздействие ветра: рельефообразующий фактор, влияет на форму растений, способствует переносу семян растений, вызывает морские течения, регулирует дальность распространения морских и материковых влияний и т.д. Но большее значение, чем прямое воздействие ветра, имеют его косвенные эффекты, ибо именно ветру мы обязаны сменами погоды, связанными с перемещением различных Вм с их разнообразными свойствами.

Воздушные массы – относительно однородные части тропосферы, соизмеримые с большими частями материков и океанов и обладающие определенными общими свойствами (температурой, влажностью, давлением и т.д.); формируются над однородной подстилающей поверхностью, в однородных радиационных условиях; перемещаются как целое в одном из течений общей циркуляции атмосферы (что в значительной степени определяет характер климатических условий) и отделяются друг от друга атмосферными фронтами. По происхождению различают: арктические, антарктические, умеренных широт, тропические и экваториальные Вм с подразделением их (кроме экваториальных) на морской и континентальный типы.

Фронтальные зоны, формирующиеся в зоне контакта Вм, обладают большой неустойчивостью атмосферы. Для арктического и полярного атмосферных фронтов характерно образование циклонов, крупных атмосферных вихрей. Циркуляция воздуха в вихрях направлена в северном полушарии против, а южном – по часовой стрелке, с отклонением к центру циклона в нижних слоях атмосферы. В различных частях циклона отмечаются значительные температурные контрасты. Прохождение циклонов обычно сопровождается усилением облачности и осадков, изменением температуры воздуха и резкой сменой погоды.

Z1

Схема развития фронтального циклона (по С.П. Хромову)

Во внутритропической зоне конвергенции (зоны столкновения в атмосфере пассатов Северного и Южного полушарий, или пассата и экваториального муссона) наблюдаются сильные восходящие токи воздуха, приводящие к образованию мощной облачности и выпадению обильных ливневых осадков.

На территории Северных материков, большая часть которых располагается в умеренном, субарктическом и субтропическом поясах, господствует западный перенос Вм умеренных широт. Исландский и Алеутский барические минимумы, которые формируются над океаническими бассейнами в районе 60 0 с.ш., служат зонами конвергенции Вм, развития фронтальных процессов и формирования циклонов, которые смещаются с запада на восток, с океанов на материки и определяют режим погод на значительных пространствах Северных материков. Наиболее сильно влияние западных ветров проявляется в западно-приокеанических секторах Евразии и Северной Америки в субарктическом, умеренном поясах, где формируются морские типы климата, отличающиеся теплой для данных широт зимой, прохладным летом и большим количеством осадков, выпадающих в течение всего года с небольшим преобладанием зимних осадков. В западно-приокеаническом секторе субтропического пояса формируется средиземноморский климат с влажной зимой (влияние западных ветров) и сухим жарким летом (из-за летнего положения субтропических антициклонов).

В пределах южных тропических материков, основная площадь территории которых расположена в экваториально-тропических широтах, господствует пассатная циркуляция. В тропических широтах всех южных тропических материков пассаты непосредственно участвуют в образовании климатов восточных побережий. На восток Южной Америки, Австралии и Южной Африки пассаты приносят мТВ. Они способствуют выпадению осадков на восточных склонах береговых поднятий. В летнее время количество осадков увеличивается, т.к. усиливается пассатная циркуляция и влагосодержание Вм возрастает. С продвижением вглубь континентов, Вм трансформируются и количество осадков снижается. Более быстрое превращение мТВ в кТВ происходит в холодный период. Для этих районов характерны тропические влажные (пассатно влажные) климаты.

Особенно большую роль циркуляция пассатного типа играет в формировании климата северной, наиболее широкой части Африки, которая к тому же расположена в непосредственном соседстве с огромным материковым блоком Евразии. Северо-восточный пассат устойчиво наблюдается в течение всего года между 30 0 и 17 0 с.ш. над территорией северной Африки. Вм, перенесенные пассатным потоком, формируются в области повышенного давления тридцатых широт, располагающейся над севером Африки и Аравией. По своим свойствам это кТВм, которые очень сухие и осадков не дают. Поэтому, в зоне влияния этого воздушного потока формируется самая большая по площади пустыня мира – Сахара. Сахару называют «детищем северо-восточного пассата».

В зимний период над внутренними районами Северных материков развиваются обширные области с высоким атмосферным давлением: Канадский, Северо-Американский, Азиатский антициклоны. Наибольшей устойчивостью отличается Азиатский антициклон, центр которого расположен над северной Монголией и южным Забайкальем. Вм, формирующиеся в этих областях повышенного давления, отличаются сухостью и очень низкими температурами. Растекание Вм из Азиатского антициклона обусловливает снижение температур и отсутствие зимних осадков на огромных пространствах Северной, Центральной, Восточной Азии.

В летний период внутренние районы материков прогреваются, над ними формируются барические депрессии, в которые затягиваются Вм с окраин материков. Например, летние муссонноподобные ветры с Мексиканского залива, столкновение тихоокеанский и атлантических Вм над внутренними районами Мексиканского нагорья с развитием внутритропической конвергенции; аналогичные процессы развиваются летом южного полушария над внутренними районами Южной Африки.

Читайте также:  Являющийся при электромагнитной индукции ток называют

На фоне общей циркуляции атмосферы в ряде регионов проявляется местная циркуляция, обусловленная географическими особенностями соответствующей территории: характером рельефа, резкими контрастами температуры воздуха, подстилающей поверхностью и др. Существует много локально обусловленных ветров, носящих местные наименования. Среди местных ветров обособленные группы образуют бризовые ветры, горно-долинные ветры, нисходящие (фёновые) ветры, синоптические региональные ветры (их формирование связано со специфической, чаще других повторяющейся, синоптической ситуацией): сирокко, самум, хамсин, вилли-вилли и др.; штормовые (торнадо, смерч, тайфун) ветры.

Источник



Общая циркуляция атмосферы

Общая циркуляция атмосферы – это совокупность основных движений воздуха планетарных размеров, посредством которых осуществляется обмен воздушных масс в горизонтальном и вертикальном направлениях в тропосфере и нижней стратосфере до высоты примерно 20 км (верхняя граница географической оболочки).

Большее количество момента движения в общей циркуляции атмосферы приходится на горизонтальный перенос и значительно меньше — на вертикальный. Даже в экваториальном поясе, где дуют постоянные пассаты, на вертикальную циркуляцию приходится только 14 %, а 86 % — на горизонтальную составляющую.

Однако роль вертикального переноса выражается не только количественными показателями. В выпадении осадков или в иссушении воздуха решающее значение имеют восходящие и нисходящие токи. С восходящими движениями воздуха связано выделение скрытой теплоты парообразования, играющей решающую роль во всем режиме тропосферы.

Общая схема циркуляции атмосферы может быть представлена в следующем виде. В каждом полушарии имеется три кольца движения воздуха:

Первое кольцо охватывает тропические широты и включает восходящие токи воздуха над экватором (барический минимум), перенос его к тропикам ветрами западно-северо-западного направления в северном полушарии и западно-юго-западного направления в южном полушарии, опускание на широтах около 30 0 (барические максимумы) и возвращение воздуха пассатами к экватору.

Второе кольцо находится в умеренных широтах и состоит из западных ветров, дующих из тропических барических максимумов, подъема воздуха на умеренном и арктическом фронтах и переноса его вверху, с одной стороны, в тропические широты, а с другой – к полюсам.

Третье (полярное) кольцо включает опускание воздуха близ полюсов, перенос его к Арктическому и Антарктическим максимумам и восходящие движения на фронтах.

Главная движущая сила циркуляции атмосферы заключается в подъеме теплого экваториального воздуха.

Движущие силы циркуляции атмосферы. Основной движущей силой циркуляции воздуха служит скрытая теплота испарения. Именно скрытая теплота испарения (а не турбулентный теплообмен!) вызывает восходящие токи воздуха в барических минимумах.

Самое большое количество солнечной энергии (тепла) усваивают тропические пояса океанов. Небо здесь безоблачное, напряжение солнечной радиации большое. Альбедо воды при высоком положении Солнца составляет всего 2-8 %. В этих условиях с поверхности океанов испаряется огромное количество воды.

В тропических поясах океанов образуется первый импульс циркуляции атмосферы. Из тропиков около ¾ водяного пара переносится пассатами к экватору, а ¼ в умеренные широты.

Воздушные массы пассатов северного и южного полушарий сходятся на экваторе в зоне конвергенции – сходимости, где воздух нагревается теплотой фазового перехода пара в воду при конденсации. Этот процесс протекает по принципу «цепной реакции»: по мере поднятия воздух охлаждается, пар конденсируется, выделяется теплота, которая дает толчок к подъему на следующую высоту. Затем опять происходит некоторое охлаждение (около 0,6 0 С на 100 м высоты) и т.д. вплоть до верхней тропосферы.

Испарение, как известно, происходит повсеместно. Однако оно особенно интенсивно в низких экваториальных и тропических широтах. В умеренные пояса поступает около 25% воздушных масс тропического пояса, а с ними – и солнечной энергии, усвоенной океанами в тропиках. Гольфстрим и Куросиво – это не только теплые течения в океанах, но и пути переноса теплого воздуха, насыщенного влагой. На огромной площади океанов и влажной суши умеренных поясов происходит испарение, дающее атмосфере теплоту фазового перехода при конденсации пара.

В умеренных широтах теплые воздушные массы встречаются с холодными, идущими от Арктики и Антарктики. При их встрече образуются фронты, возникает циклоническая циркуляция воздуха, решающим фактором которой является скрытая теплота парообразования. Следовательно, движущая сила циркуляции атмосферы – скрытая теплота парообразования – работает в трех влажных зонах земли – экваториальной и двух умеренных. Одновременное приложение силы в трех поясах способно привести в движение всю систему «атмосфера-гидросфера».

Западный перенос. Благодаря зональному распределению тепла, барический градиент в большей части тропосферы направлен по меридианам от экватора к полюсам. На вращающейся планете основная масса тропосферного воздуха переносится с запада на восток. Это – западный перенос воздушных масс. Он включает в умеренных широтах всю тропосферу, начиная от земной поверхности; в полярных широтах – верхнюю тропосферу, начиная от нижнего слоя норд-остов и зюйд-остов.

Пассатная циркуляция. В низких широтах циркуляция воздуха обусловлена существованием экваториального минимума и тропических барических максимумов. Межширотные градиенты температур в жарком поясе невелики, поэтому и атмосферная циркуляция не так интенсивна, как в средних широтах.

Пассаты – это ветры довольно устойчивого направления с ССЗ на ЮЮВ в северном полушарии и с ЮЮЗ на ССВ в южном полушарии, дующие из тропических барических максимумов в экваториальный минимум.

Пассатная полоса не является сплошной. Во времени пассаты не столь постоянны, как считалось раньше. Пассаты отчетливо выражены над океанами, но над сушей они прослеживаются не всегда достаточно отчетливо. Определенные перерывы вызываются ослаблением субтропических антициклонов.

Полярная циркуляция. В Арктике и Антарктике по термическим причинам образуются крупные барические максимумы. Разница между ними обусловлена характером подстилающих поверхностей – океана в Арктике и материка в Антарктике. В Арктику (особенно в западную!) с атлантическими водами проникает дополнительное тепло. Поэтому здесь часто возникают циклоны. В Антарктике адвекции тепла не наблюдается; антициклон устойчив.

Норд-осты Арктики не постоянны. Более того, на берегах Евразии и Америки выражена муссонная тенденция, указывающая на то, что над Северным Ледовитым океаном зимой давление ниже, чем над материками.

Зюйд-осты Антарктики, осуществляющие сток холодного воздуха с материка, устойчивы и очень сильны. Здесь находится «полюс ветров».

Выше слоя восточных ветров атмосфера подвержена западному переносу.

Таким образом, на Земле, кроме основного (западного) переноса, есть и восточный перенос – движение воздуха с Востока на Запад. Он представлен пассатами тропических широт и ветрами полярных областей в нижней тропосфере.

Цикло-антициклоническая циркуляция. В средних широтах наряду с западным переносом осуществляется циклоническая и антициклоническая циркуляция атмосферы. Она порождается действием не локальных центров, а всего термобарического поля Земли. Для внетропических широт решающим в данном случае оказывается наличие зон резких контрастов температур, приуроченных к Арктическому и Антарктическому фронтам. В них температура падает на 10-15 0 С и больше на 1 000 км. Резкий температурный градиент вызван сближением холодного арктического воздуха и относительно теплого умеренного воздуха. Он поддерживается также теплыми (Гольфстрим и Куросиво) и холодными (Лабрадорское и Ойясио) океанскими течениями.

Взаимодействие холодного и теплого воздуха приводит к образованию огромных атмосферных вихрей – циклонов и антициклонов.

Циклон – это мощный, диаметром до 3 000 м и более, атмосферный вихрь с пониженным давлением (минимум в центре), с движением его вокруг центра против хода (в южном полушарии по ходу) часовой стрелки с ветреной, сырой, облачной и дождливой погодой.

Антициклон – это область повышенного атмосферного давления (максимум в центре) диаметром в несколько тысяч километров с нисходящими воздушными токами, слабыми ветрами на периферии, с сухой ясной погодой, летом жаркой, а зимой холодной.

Большинство циклонов зарождается в следующих трех областях земного шара:

1)на арктическом фронте Северной Атлантики близ восточных берегов Северной Америки и у Исландии;

2)на арктическом фронте в северной части Тихого океана близ восточных берегов Азии и у Алеутских островов;

3)на Антарктическом фронте в Южном океане.

Реже, преимущественно зимой, циклоны возникают на умеренном фронте над океанами и еще реже над материками.

В высоту циклоны простираются до тропопаузы, а иногда и выше, до 20 км. Циклонические вихри довольно плоские; их высота в 100-150 раз меньше диаметра. Это вполне согласуется с наклоном, шириной и протяженностью атмосферных фронтов. Скорость восходящих движений в среднем составляет 1-3 м/мин, тогда как скорость ветров достигает величины 500-1000 м/мин. Распределение тепла, влаги, давления и ветра в циклоне диссиметрично.

Читайте также:  Номинальный ток ротора генераторов

Циклоны, зародившиеся на севере Атлантического океана, движутся в Западную Европу. Наиболее часто они проходят через Великобританию, Балтийское море, Санкт-Петербург и далее на Урал.

Северо-Тихоокеанские циклоны идут в Северо-Западную Америку, а также в Северо-Восточную Азию.

В южном полушарии полоса циклонов совпадает с направлением общего переноса воздуха в средней и верхней тропосфере – с западным переносом. В Восточной Азии на пути циклонов встречаются муссоны.

Скорость движения циклонов в среднем составляет 30-40 км/час или 700-900 км/сутки. Цикл развития циклона продолжается от 4 до 7 дней. За это время циклон проходит следующие три стадии:

1)зарождение, когда циклоническим движением захватывается воздух только нижней тропосферы;

2)наибольшее углубление, когда благодаря выделению скрытой теплоты парообразования и адвекции холодных масс, циклон захватывает всю тропосферу на значительной площади;

3)окклюзия, когда прекращается приток теплого воздуха и циклон затухает.

Циклоны– это не эпизодическое явление, а преобладающая в умеренных широтах синоптическая циркуляция. В Северной Атлантике, например, в течение года бывает до 1 000 циклонов. В целом же на Земле бывает до 15 000 циклонов и 7 000 антициклонов в год.

Тропические циклоны-тайфуны. Тропические циклоны возникают во внетропической зоне конвергенции. Диаметр их составляет десятки, реже несколько сотен километров. Однако в них чрезвычайно велики барометрические градиенты, поэтому ветры достигают 300 и даже 400 км/час и производят катастрофические разрушения. В Восточной Азии они называются тайфунами, в Центральной Америке хурраганес. В службе погоды мира каждый такой разрушительный циклон получает женское собственное имя: например, «Нэнси», «Жанет» и т.д. Тропические циклоны зарождаются в местах резкого перепада температур, вызванного выделением скрытой теплоты парообразования.

Муссонная циркуляция и муссонная тенденция. Муссонами называются достаточно устойчивые атмосферные течения в нижних слоях тропосферы над большими площадями земного шара, преобладающие направления которых меняются по сезонам года на противоположное или близкое к противоположному.

Муссоны не следует отождествлять с обычными ветрами. Муссоны – это всегда перенос больших масс воздуха в крупных географических областях. Ветры при этом могут быть либо переменными, либо весьма слабыми.

Муссоны весьма разнообразны. В географии различают следующие типы муссонов:

а)муссоны тропические, или субэкваториальные;

б)муссоны внетропические, или умеренных широт;

в)муссонная тенденция, свойственная субполярным широтам.

Тропические муссоны свойственны пассатному поясу, но выражены в разных местах по-разному. Наиболее ярко и устойчива муссонная циркуляция в тропических и субэкваториальных широтах материкового азиатско-африканского сектора – над Индостаном, Индокитаем, субэкваториальной Африкой и частично Северной Австралией. Слабо выражены муссоны в Америке и почти не проявляются над центральными акваториями Тихого и Атлантического океанов.

Начальной причиной образования тропических муссонов является сезонное перемещение тропических барических максимумов и экваториального минимума, т. е. поочередное нагревание северного и южного полушарий. Покажем это на примере муссонов Индостана.

В январскую часть года над Южной Азией располагается барический максимум, из которого воздух перемещается в экваториальную депрессию в направлении с востока на запад. Зимний муссон, следовательно, по направлению и генезису совпадает с пассатом северного полушария и является звеном восточного переноса воздушных масс. Из барического максимума поступает сухой и теплый воздух, который всегда несет сухую и ясную погоду.

Летом муссон дует с запада на восток. В Индостан он приходит с океана. В июльскую часть года над Южной Азией образуется Ирано-Тарский минимум. Ученые предполагают, что летний муссон не что иное, как пассат южного направления, перешедший географический экватор и втягиваемый в Ирано-Тарский минимум, куда летом смещается экваториальная депрессия. Летний муссон несет влажный и жаркий экваториальный воздух, а также экваториальные дожди большой плотности.

Однако муссонную циркуляцию нельзя считать только пассатной, механически наложенной на субэкваториальные широты.

Муссонная циркуляция во внетропических широтах – результат взаимодействия между материками и океанами (следствие работы «тепловой машины второго рода»). Материковый ряд северного полушария вызывает сезонные возмущения термического и барического поля, резко нарушая его структуру. Как летом, так и зимой изобары оконтуривают северные материки: в январе максимум, в июле минимум. Однако сезонная смена термобарических условий над сушей – это только еще возможность проявления муссонной циркуляции. В реальности она далеко не везде претворяется в действительность. Внетропические муссоны никогда не переходят в тропические.

В субполярных широтах Евразии, в зоне тундр сезонная смена ветров напоминает муссонную: зимой они дуют с материка в Северный Ледовитый океан, а летом с океана на материк. Однако эти ветры не являются типичными муссонами, т. к. не дают соответствующего муссонам климатического эффекта. Такая циркуляция называется муссонной тенденцией.

Струйные течения. Планетарные фронтальные зоны в верхней тропосфере и в стратосфере переходят в высотные. Они в обоих полушариях окаймляют земной шар и характеризуются градиентами, гораздо большими, чем у земной поверхности.

Ветры, свойственные фронтам, с высотой усиливаются (поскольку уменьшается трение). Они достигают максимума на высотах 9-12 км и имеют форму струй, откуда и приходит их название – струйные течения.

Струйными течениями называются сильные, ураганных скоростей, узкие и длинные потоки воздуха близ границы тропосферы и стратосферы. Форма струйных течений напоминает сплюснутую трубу: длина их измеряется тысячами, ширина сотнями, а высота единицами километров. Скорости ветра обычно составляют около 200, а иногда и до 700 км/час. Направлены они в основном с запада на восток. Особенно часты и сильны они над теми географическими районами, в которых значителен термический градиент: Западной Европой, Восточной Азией, восточной частью Северной Америки.

Струйные течения, хотя и находятся в верхней тропосфере, заметно влияют на приземную циркуляцию: усиливают антициклоны, разрушают циклоны в любой стадии их развития, поставляют воздух тропических максимумов и тем усиливают муссоны.

Трансформация циркуляционных течений воздуха под действием рельефа.Атмосферная циркуляция реагирует не только на распределение суши и моря, но и на рельеф материков, особенно на горные сооружения. В одних случаях (в зависимости от высоты гор и мощности воздушной массы) ветры обтекают горные массивы с боков. В других – переваливаются через них. Обращенный в сторону ветра склон называется наветренным, а противоположный – подветренным. На подветренных склонах или образуются области относительного затишья – ветровая тень, или, наоборот, происходит резкое возрастание скорости падающих по склону воздушных масс. Наиболее распространенными ветрами, возникающими при трансформации атмосферной циркуляции в горах, являются фены и бора.

Фён – это теплый, иногда горячий, сухой ветер, дующий с гор со значительной силой. Обычно он продолжается меньше суток, реже до недели. Наиболее типичный фен возникает в случае, когда воздушное течение общей циркуляции атмосферы переваливает через горный хребет. При поднятии воздуха по наветренному склону он охлаждается меньше чем на 1 0 С на 100 м высоты, т. к. при этом выделяется скрытая теплота парообразования. При опускании по другому склону нагревание происходит уже на 1 0 С на 100 м падения.

Допустим, что воздушная масса с начальной температурой 10 0 С переваливает через хребет высотой 2 км. При поднятии воздух охлаждается на 0,5 0 С на 100 м. У перевала его температура будет равно 0 0 С. При этом из него выпадает большая часть влаги. Опускающийся воздух нагревается на 1 0 С на каждые 100 м. У подножия его температура достигнет 20 0 С, а влажность при этом сильно понизится.

Иногда в природе встречается особая разновидность фена – антициклональный фен. Он образуется в том случае, если над горной страной стоит антициклон. Опускание, начавшееся в свободной атмосфере, захватывает не один, как в первом случае, а оба склона хребта. Опускание воздуха в свободной атмосфере, т. е. во всяком антициклоне, производит эффект фена.

Фен представляет собой, таким образом, не случайный и редкий местный ветер, а одну из важных черт горного климата. В горах феновая погода наблюдается весьма часто: например, в Кутаиси – 114 дней в году, в Инсбруке – 80 дней. Часты фены в горах Средней Азии, в Скалистых горах и др. В каждой стране этот ветер имеет свое собственное название. Ранней весной фен может вызвать быстрое таяние снега в горах и катастрофический разлив рек. Летние фены иногда приводят к гибели садов и виноградников.

Читайте также:  Создаем ток без напряжения

Бора – штормовой и очень холодный ветер, дующий через низкие горные перевалы преимущественно в холодную часть года. В Новороссийске он называется норд-остом, на Апшеронском полуострове – нордом, на Байкале – сармой, в долине Роны – мистралью. Дует бора от одних суток до недели.

Бора образуется при больших термодинамических контрастах по обе стороны от невысоких горных хребтов. Например, новороссийская и бакинская бора образуются следующим образом. На Русскую равнину вплоть до Предкавказья распространяется арктический воздух. Он обтекает Кавказский хребет с востока и запада, перетекает через низкие перевалы. При приближении холодных воздушных масс к Черному морю возникает большой барический градиент, обусловливающий очень сильные ветры со скоростями 40 и даже 60 м/сек.

Новоземельская бора еще более сильная, чем новороссийская, образуется при антициклоне на Карском море и циклоне на Баренцевом море. Бора причиняет большие разрушения городам и портам.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Восходящий поток и парение.

Парение —это способность модели увеличивать время своего полёта за счёт различных видов движения потоков воздуха. Для парения могут быть использованы вертикальные потоки различного происхождения, а также разность кинетической энергии отдельных движущихся масс воздуха. Парение в последнем случае называется динамическим. Восходящий поток наиболее изучен и широко применяется в авиамоделизме.

Восходящий поток

Наибольшие возможности для парения даёт использование термических потоков. Такие потоки появляются главным образом в жаркие дневные часы в основном в первой половине дня. Чистый воздух почти не поглощает солнечных лучей. Достигая земной поверхности, лучи нагревают почву, от которой уже нагревается и воздух. В результате над поверхностью земли образуется слой тёплого воздуха, придавленного сверху слоями более холодного воздуха.

Слой тёплого воздуха неустойчив, так как, имея меньший удельный вес, он стремится подняться кверху. Достаточно, чтобы в каком-либо месте скопилось большее количество воздуха, чтобы образовалось возвышение из воздуха, которое с течением времени вытягивается в виде гигантской «капли» и уносится верх. В дальнейшем, после охлаждения и конденсации водяных паров, они превращаются в кучевые облака. Почти всегда это происходит над более тёмными участками земной поверхности (вспаханное поле, скошенный луг и т. п.), которые нагреваются наиболее сильно. К таким местам тёплый воздух подтекает с боков, и к этому месту термический поток как бы оказывается «привязанным». Часто отдельные «капли» над таким местом сливаются в один общий вертикальный поток. Умение найти восходящий поток—важная часть искусства моделиста!

Достаточной для парения моделей скорости термические потоки достигают на высоте 30—50 м и выше (рис.1а). Днем безветренная погода — редкое явление. Чаще всего днем бывает ветер в 3—6 м/сек.

Ветер, встречая на своём пути различные препятствия, образует потоки обтекания. Если на его пут» встречается длинный и пологий склон, например склон большого холма или возвышенности, то перед ними образуются зоны восходящих потоков, которые могут быть использованы для парения модели (рис. 1б).

восходящие потоки

Помимо термических и восходящих потоков, на склонах очень часто образуются вертикальные вихри. Они могут появляться в результате термодинамических явлений в атмосфере, неравномерного движения воздуха при обтекании холмов или других значительных препятствий. Если при обтекании холма скорость по какой-либо причине с одной стороны холма больше, чем с другой, то в таком случае получается разность давлений и воздух, обтекая холм сзади, приобретает угловую скорость. Ветер будет относить образующийся вихрь в сторону, а воздух, подходящий из области высокого давления, поднимет его вверх (рис. 1г). Получается вихревой восходящий поток воздуха. Диаметр таких вихрей может достигать десятков и сотен метров, а сами вихри могут иметь значительную силу.

Сильные восходящие потоки образуются перед грозой. Массы холодного воздуха, вторгаясь снизу в тёплый воздух, поднимают его и он образует густые кучевые облака, переходящие в грозовые тучи (рис. 1в). Использовать такие потоки трудно из-за сильного порывистого ветра, предшествующего грозе. Во всех восходящих потоках скорость снижения модели равна разности между вертикальной скоростью модели и вертикальной скоростью восходящего потока. Динамическое парение Вертикальные пульсации при ветре могут образоваться вследствие трения движущегося воздуха о землю, а также в атмосфере вблизи границы ветров разной скорости или направления.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Восходящий ток — воздух

Восходящие токи воздуха у нагревательных приборов и нисходящие в рабочем пространстве замыкаются в кольцо непрерывной циркуляции. [2]

Вентилятор создает восходящий ток воздуха во внутреннем конусе и нисходящий в наружном. Обеспыленный уголь удаляется из отверстия Ю внутреннего конуса. Имеющимися жалюзи 77 регулируют наклоном створок скорость воздушного потока и крупность отделяемой пыли. [3]

Адиабатное охлаждение восходящих токов воздуха , вызывая понижение температуры с высотой, приводит к тому, что в местностях, где массивы гор заставляют воздушные течения устремляться кверху, выпадает большое количество атмосферных осадков вследствие происходящей при этом конденсации паров. Так как эти ветры, перевалив через гребни гор, опускаются вниз и при этом вследствие адиабатного сжатия воздух нагревается, то здесь он всегда имеет малую относительную влажность. [4]

В кучево-дождевых облаках начальной стадии развития наблюдаются только восходящие токи воздуха . [5]

Следовательно, можно сказать, что облака представляют собою восходящие токи воздуха , в которых вследствие перенасыщения наступает конденсация. [6]

Если бы авторы при разработке конструкции учли не только восходящие токи воздуха , увлекающие часть мелкой пыли, но и направление движения стружек и пыли, отделяющихся от обрабатываемых деталей ( в данном случае прямо противоположное восходящим токам воздуха), то они смогли бы с помощью тех же средств и затрат осуществить непрерывное удаление пыли и стружки непосредственно от фрез. [8]

Следовательно, можно сказать, что облака представляют собою восходящие токи воздуха , в которых вследствие перенасыщения наступает конденсация. [9]

Существует мнение, что лес задерживает влагоносные ветры, способствует образованию восходящих токов воздуха и благоприятствует выпадению осадков. [10]

Уменьшение объемного веса воздуха при нагреве его создает в пространстве у нагревательных приборов восходящий ток воздуха . В рабочем пространстве воздух соприкасается с влажной поверхностью материала, и температура его понижается. При этом объемный вес воздуха увеличивается и воздух движется вниз. [11]

Аэрозольные обработки обычно проводят в ночные или поздневечерние и раннеутренние часы, когда восходящие токи воздуха отсутствуют. Нельзя применять аэрозольную обработку в штиль и в тот период суток, когда наблюдается неустойчивое направление ветра. Скорость ветра до 5 — 6 м / сек на качестве обработки не отражается. [12]

Аэрозольные обработки обычно проводят в ночные или поздневечерние и раннеутренние часы, когда восходящие токи воздуха отсутствуют. Нельзя применять аэрозольную обработку в штиль и в тот период суток, когда наблюдается неустойчивое направление ветра. Скорость ветра до 5 — б м / сек на качестве обработки не отражается. С увеличением скорости ветра увеличивается скорость оседания тумана на поверхность растений, но при этом проявляется односторонность обработки — капельки тумана осаждаются на наветренную часть растительности. [13]

В реакторе с кипящим слоем песчаная загрузка, сохраняющаяся в кипящем состоянии под действием восходящего тока воздуха , используется в качестве накопителя тепла, способствующего равномерному сжиганию осадков. Загрузка предварительно нагревается приблизительно до 650 С с использованием нефтяного или газового топлива. При введении илового кека происходит его быстрое сгорание при температуре примерно 800 С. Зола и водяной пар выводятся вместе с образующимися при сгорании газами. Для удаления золы из дымовых газов применяется циклонный мокрый скруббер. Затем зола отделяется от поступающей в скруббер воды в циклонном сепараторе. [14]

К недостаткам аэрозолей, снижающим в ряде случаев эффективность их применения, относятся снос тумана ветром, восходящими токами воздуха , плохое оседание мельчайших аэрозольных частиц, а также слабое проникновение их в пористые материалы и щели. [15]

Источник