Динамика атмосферы. Аргучинцев В.К. - 31 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

31
Центробежная сила
c очень мала по сравнению с силой земного притяжения
o
g , и по ме-
ре приближения к полюсу она уменьшается до нуля, а сила тяжести
g с увеличением широты
увеличивается.
Относя силу тяжести к единице массы, т.е. пользуясь ускорением силы тяжести
g и учи-
тывая уменьшение силы земного притяжения с высотой
z , зависимость силы тяжести от широты
ϕ
и высоты z над уровнем моря с достаточной степенью точности выражается эмпирической
формулой
,zaagg
z
)1)(2cos1(
2145,0
,
ϕ
=
ϕ
(2.1.2)
где
ϕ
,z
g - ускорение силы тяжести на широте
ϕ
и на высоте z над уровнем моря,
2
45,0
81,9g м/с -
ускорение силы тяжести на широте 45
o
и на уровне моря; постоянные
21
aa и имеют следующие
значения:
1/м ,0,0026
7
21
1014,3aa
== .
Значения
21
aa и показывают, что ускорение силы тяжести очень мало изменяется в зави-
симости от широты и высоты и, в первом приближении, его можно считать постоянным.
Отклоняющая сила вращения Земли (сила Кориолиса). Другой массовой силой являет-
ся отклоняющее действие вращения Земли или так называемая сила Кориолиса, которая действует
на движущиеся относительно Земли частицы воздуха, т.е. на воздушные течения в атмосфере.
Сила Кориолиса возникает в результате переносного вращательного движения Земли во-
круг своей оси и одновременного движения частиц воздуха относительно земной поверхности.
Вследствие суточного вращения Земли направление воздушных течений в атмосфере по
отношению к земной поверхности изменяется, движущиеся частицы воздуха получают относи-
тельно Земли дополнительное поворотное, так называемое, кориолисово ускорение.
Ускорение силы Кориолиса, испытываемое движущейся частицей воздуха, определяется
двумя факторами: разностью абсолютных величин и разностью направлений линейной скорости
вращательного движения различных точек земной поверхности, над которыми проходит данная
частица воздуха.
Линейная скорость вращения точек земной поверхности, направленная с запада на восток,
уменьшается от экватора к полюсу и на полюсе обращается в нуль. Поэтому в северном полуша-
рии частица воздуха, сохраняя по инерции первоначальную составляющую скорости своего дви-
жения вместе с Землей к востоку, при перемещении с юга на север отклоняется на восток от мери-
диана, на котором она была в начальный момент времени, а при перемещении с севера на юг, она
будет отставать от более южных точек данного меридиана и отклонится от него к западу (рис.12).
                                     →                                                      →
        Центробежная сила c очень мала по сравнению с силой земного притяжения g o , и по ме-

ре приближения к полюсу она уменьшается до нуля, а сила тяжести g→ с увеличением широты
увеличивается.

        Относя силу тяжести к единице массы, т.е. пользуясь ускорением силы тяжести g→ и учи-
тывая уменьшение силы земного притяжения с высотой z , зависимость силы тяжести от широты
ϕ и высоты z над уровнем моря с достаточной степенью точности выражается эмпирической
формулой

                                           g z ,ϕ = g 0 , 45 (1 − a1 cos 2ϕ)(1 − a2 z ) ,       (2.1.2)


где g z , ϕ - ускорение силы тяжести на широте ϕ и на высоте z над уровнем моря, g 0, 45 ≈ 9,81   м/с 2   -

ускорение силы тяжести на широте 45 o и на уровне моря; постоянные a1 и a 2 имеют следующие

значения: a1 = 0,0026, a 2 = 3,14 ⋅ 10−7 1/м .
        Значения a1 и a 2 показывают, что ускорение силы тяжести очень мало изменяется в зави-
симости от широты и высоты и, в первом приближении, его можно считать постоянным.
        Отклоняющая сила вращения Земли (сила Кориолиса). Другой массовой силой являет-
ся отклоняющее действие вращения Земли или так называемая сила Кориолиса, которая действует
на движущиеся относительно Земли частицы воздуха, т.е. на воздушные течения в атмосфере.
        Сила Кориолиса возникает в результате переносного вращательного движения Земли во-
круг своей оси и одновременного движения частиц воздуха относительно земной поверхности.
        Вследствие суточного вращения Земли направление воздушных течений в атмосфере по
отношению к земной поверхности изменяется, движущиеся частицы воздуха получают относи-
тельно Земли дополнительное поворотное, так называемое, кориолисово ускорение.
         Ускорение силы Кориолиса, испытываемое движущейся частицей воздуха, определяется
двумя факторами: разностью абсолютных величин и разностью направлений линейной скорости
вращательного движения различных точек земной поверхности, над которыми проходит данная
частица воздуха.
        Линейная скорость вращения точек земной поверхности, направленная с запада на восток,
уменьшается от экватора к полюсу и на полюсе обращается в нуль. Поэтому в северном полуша-
рии частица воздуха, сохраняя по инерции первоначальную составляющую скорости своего дви-
жения вместе с Землей к востоку, при перемещении с юга на север отклоняется на восток от мери-
диана, на котором она была в начальный момент времени, а при перемещении с севера на юг, она
будет отставать от более южных точек данного меридиана и отклонится от него к западу (рис.12).

                                                                     31