Wiatr termiczny

Wiatr termiczny – różnica wektorów prędkości wiatrów geostroficznych między dwoma poziomami ciśnienia (wysokości) wynikająca z poziomej różnicy temperatury powietrza. Nie jest to faktyczny wiatr, ale jest to użyteczna konstrukcja, która pozwala wyznaczyć w przestrzeni w której zachodzą poziome zmiany ciśnienia i temperatury[1].

Wstęp

Geostroficzny wiatr na różnych poziomach izobarycznych w atmosferze barotropowej (a) i w atmosferze baroklinicznej (b). Niebieska strona powierzchni oznacza zimny region, pomarańczowy – ciepły. Ta struktura temperatury jest ograniczona do powierzchni ziemi w (a), ale rozciąga się przez powietrze w (b). Linie przerywane przedstawiają powierzchnie izobaryczne, w (a) mają jednakowe nachylenie a zwiększają nachylenie z wysokością w (b). Różowe strzałki ilustrują kierunek i prędkość poziomego wiatru. Jedynie w baroklinowej atmosferze (b) wiatr zmienia się wraz z wysokością. Taka zmiana ilustruje wiatr termiczny.

Prędkość wiatru geostroficznego jest proporcjonalna do horyzontalnego gradientu ciśnienia. Jedną z częstych przyczyn zmian gradientu ciśnienia są niejednorodności temperatury powietrza. Zimne powietrze ma większą gęstość niż cieplejsze, dlatego w zimnym powietrzu ciśnienie maleje z wysokością szybciej niż w powietrzu ciepłym. Oznacza to, że nachylenie powierzchni izobarycznych (gradient ciśnienia) zmienia się z wysokością, może ulec nawet odwróceniu, powoduje to zależność prędkości wiatru od wysokości, a w przypadku zmiany zwrotu gradientu wywoła odwrócenie kierunku wiatru geostroficznego[2].

Analiza ilościowa

Równania ruchu w warunkach równowagi geostroficznej z uwzględnieniem zależności gęstości powietrza w równowadze hydrostatycznej od temperatury i ciśnienia mają postać, oraz równanie równowagi hydrostatycznej[2]:

Wyznaczając zależność od wysokości zakładając, że przyspieszenie Coriolisa jest stałe, a temperatura może zmieniać się z wysokością, jak i w poziomie:

Z tego:

Z pierwszego równania wynika, że zmiana temperatury w kierunku osi X powoduje, że prędkości wiatru poziomego w kierunku osi Y (v), odpowiednio z drugiego równania. Z połączenia równań wynika, że poziomy gradient temperatury powoduje zmianę prędkości wiatru w kierunku prostopadłym do poziomej zmiany temperatury. Dodatkowo prędkość tego dodatkowego wiatru zależy od wysokości. By określić prędkość wiatru w rozważanej warstwie powietrza zakłada się, że na dole warstwy składowe prędkość wiatru wynoszą a temperatura Składowe prędkości wiatru na zadanej wysokości uzyskuje się przez całkowanie:

Przyjmując, że w rozważanej pionowej warstwie temperatura jest liniowo zależna od wysokości (oznaczona ), wówczas powyższe zależności można wyrazić:

Przy czym pierwsza składowa wiatru nosi nazwę wiatru barycznego jest skierowana zgodnie z kierunkiem wiatru geostroficznego. Druga składowa jest prostopadła do poziomego gradientu temperatury w rozważanej warstwie powietrza, oznacza to że wieje wzdłuż izoterm i jest nazywana wiatrem termicznym. Na półkuli północnej, jeżeli obserwator jest zwrócony zgodnie z kierunkiem wiatru termicznego, to po prawej stronie jest temperatura wyższa niż po lewej.

Rzeczywisty wiatr jest sumą wiatru geostroficznego i termicznego. Gdy kierunek i zwrot gradientu ciśnienia i temperatury są takie same, to kierunek rzeczywisty wiatru nie zależy of wysokości i rośnie z wysokością. Gdy kierunki są takie same a zwroty przeciwne, to na pewnej wysokości wiatr ustaje, a powyżej wieje w przeciwnej strony. Gdy gradienty ciśnienia i temperatury są prostopadłe, to kierunek wiatru zależy od temperatury i im wyżej tym wiatr ma kierunek i wartość prędkości zbliżone do wiatru termicznego.

Zimna adwekcja (a) i ciepła adwekcja (b). Temperatura powietrza zmienia się wzdłuż osi X, wiatr termiczny zależny od wysokości wieje w prawo. Odcinki symbolizują kierunek i prędkość wiatru na różnych wysokościach.

Geostroficzna adwekcja temperatury

Zmiana temperatury płynu w danym miejscu może zachodzić w wyniku ogrzewania lub oziębiania płynu w danym miejscu albo w wyniku napływu płynu o innej temperaturze. Pionowy ruch powietrza, wody w polu grawitacyjnym określany jest jako konwekcja, decydującym czynnikiem w jej przebiegu ma brak równowagi hydrostatycznej w płynie. Na ruch poziomy grawitacja nie wpływa bezpośrednio i jest on określany w meteorologii jako adwekcja. Zmiany parametrów płynu w wyniku poziomego napływu płynu określa się jako adwekcję danej wielkości. Przez adwekcję temperatury rozumie się zmianę temperatury w wyniku napływu powietrza o innej temperaturze, jeżeli zachodzi ona w warunkach równowagi geostroficznej, to określa się ją jako geostroficzną adwekcję temperatury.

Szybkość zmiany temperatury w wyniku napływu powietrza o innej temperaturze:

Uwzględniając zależność prędkości wiatru geostroficznego od gradientu ciśnienia oraz to, że wiatr ten jest prostopadły do gradientu ciśnienia można zapisać:

gdzie: jest kątem między gradientem ciśnienia a gradientem temperatury, określanym odwrotnie do ruchu wskazówek zegara. Jeżeli kąt ten jest mniejszy od 180°, sinus kąta jest dodatni, wraz z wysokością wiatr skręca w lewo, w wyniku czego temperatura w danym miejscu maleje, zjawisko jest nazywane zimną adwekcją (ang. cold advection). Gdy kąt jest większy od 180° sinus jest ujemny, co sprawia, że przyrost temperatury jest dodatni, zachodzi ciepła adwekcja (ang. warm advection)[2].

Prąd strumieniowy

Cyrkulacja i strumienie (jet) w atmosferze ziemskiej.

Z powodu zależności ogrzewania Ziemi przez Słońce od szerokości geograficznej w skali globalnej występuje poziomowy gradient temperatury wzdłuż południka. W wyniku globalnej cyrkulacji powietrza na średnich szerokościach, w swobodnej atmosferze powstaje zachodni wiatr geostroficzny. Wiatr termiczny powoduje wzrost prędkości tego wiatru wraz z wysokością, aż do tropopauzy, tworząc na każdej półkuli w górnej atmosferze w pobliżu granic komórek globalnej cyrkulacji w dwa silne prądy wiatru znane jako prądy strumieniowe[3]. Strumienie na półkuli północnej i południowej są podobne na średnich szerokościach geograficznych. Ale występują różnice wynikające z różnic rozkładu lądów na półkulach. Na półkuli północnej obserwuje się zwiększoną ilość cyklonów na wschodnich wybrzeżach Ameryki i Eurazji. Na półkuli południowej, na której jest mniej lądów średnich szerokościach geograficznych zależność prądu strumieniowego od długości geograficznej jest mniejsza.

Przypisy

  1. Synoptic Meteorology I: Thermal Wind Balance. [dostęp 2019-01-19]. [zarchiwizowane z tego adresu (2018-11-23)].
  2. a b c Agnieszka Herman: Podstawy meteorologii. Podręcznik do ćwiczeń z meteorologii morskiej. Gdańsk: Wydawnictwo Uniwersytetu Gdańskiego, 2006. ISBN 83-7326-349-7.
  3. Jet stream (prąd strumieniowy) – co to właściwie jest?. [dostęp 2019-02-21].

Read other articles:

Esta biografia de uma pessoa viva cita fontes, mas que não cobrem todo o conteúdo. Ajude a inserir fontes confiáveis e independentes. Material controverso que esteja sem fontes deve ser imediatamente removido, especialmente se for de natureza difamatória.—Encontre fontes: ABW  • CAPES  • Google (N • L • A) (Julho de 2017) Scarlett Marton Scarlett MartonMarton no Café Filosófico de Campinas em 17 de outubro de 2008 Nome comp...

 

Artikel ini terlalu bergantung pada referensi dari sumber primer. Mohon perbaiki artikel ini dengan menambahkan sumber sekunder atau tersier. (Pelajari cara dan kapan saatnya untuk menghapus pesan templat ini) PT Surya Esa Perkasa TbkNama dagangEssaJenisPerseroan terbatasKode emitenIDX: ESSAIndustriMinyak dan gasDidirikan24 Maret 2006; 17 tahun lalu (2006-03-24)KantorpusatJakarta, IndonesiaWilayah operasiIndonesiaTokohkunciChander Vinod Laroya[1](Direktur Utama)Hamid Awaluddin ...

 

هذه المقالة يتيمة إذ تصل إليها مقالات أخرى قليلة جدًا. فضلًا، ساعد بإضافة وصلة إليها في مقالات متعلقة بها. (مارس 2016) ماجد الحيدر   معلومات شخصية الميلاد سنة 1960 (العمر 62–63 سنة)  بغداد، العراق الجنسية عراقي الحياة العملية المهنة شاعر، مترجم تعديل مصدري - تعديل   ماجد ال

High-pitched Japanese transverse fue (flute) This article includes a list of references, related reading, or external links, but its sources remain unclear because it lacks inline citations. Please help to improve this article by introducing more precise citations. (April 2021) (Learn how and when to remove this template message) From left, 7-hole Uta-you Shinobue in B-flat (6-hon choshi) top binding 7-hole Uta-you Shinobue in B (7-hon choshi) black painted 7-hole Uta-you Shinobue in C (8-hon...

 

City in northeastern Hungary You can help expand this article with text translated from the corresponding article in Hungarian. (October 2012) Click [show] for important translation instructions. Machine translation, like DeepL or Google Translate, is a useful starting point for translations, but translators must revise errors as necessary and confirm that the translation is accurate, rather than simply copy-pasting machine-translated text into the English Wikipedia. Consider adding a to...

 

Inventor of basketball (1861–1939) For the chemical biologist, see James Naismith (chemist). James NaismithNaismith holding a basketball and basketBiographical detailsBorn(1861-11-06)November 6, 1861Almonte, Canada West, Province of CanadaDiedNovember 28, 1939(1939-11-28) (aged 78)Lawrence, Kansas, U.S.Alma materMcGill UniversitySpringfield CollegePresbyterian CollegeCoaching career (HC unless noted)Basketball1898–1907KansasTrack and field1900–1906Kansas Head coaching recordOv...

Lebanese people in QatarTotal population40,000[1] [2]Regions with significant populationsDohaLanguagesArabic (Lebanese Arabic), English, FrenchReligionChristianity and Islam Lebanese people in Qatar have a population exceeding 25,000[1] Lebanese people form one of the largest community of non-citizen Arabs in Qatar. In addition, an increasing number of Lebanese students seeking education and career opportunities opted for the country in light of its relatively reputabl...

 

1982 single by Marillion This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Market Square Heroes – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (July 2022) (Learn how and when to remove this template message) Market Square HeroesSingle by MarillionB-sideThree Boats Down from the Candy / GrendelReleased25 October...

 

Further information: List of University College London people Staff and alumni of University College London who have served in the legal profession are included in this list. Alumni Andrew Cayley, International Co-Prosecutor of the Khmer Rouge Tribunal in Cambodia International Andrew Cayley (LLM), International Co-Prosecutor of the Khmer Rouge Tribunal in Cambodia Taslim Olawale Elias (BA, LLB, PhD), Chief Justice of the Supreme Court of Nigeria (1972–1975); Judge of the International Cour...

English tragedienne Mary Ann Duff as Mary in Superstition (1824) by James Nelson Barker. Engraved by James Barton Longacre from a portrait by John Neagle Mary Ann Duff (born Mary Ann Dyke; 1794 – 5 September 1857) was an English tragedienne, in her time regarded as the greatest upon the American stage.[1] She was born in London, England, and died in New York City, United States. Biography Mary Ann Dyke and her younger sisters Elizabeth and Ann were all born in London. Their father w...

 

本條目存在以下問題,請協助改善本條目或在討論頁針對議題發表看法。 此條目需要編修,以確保文法、用詞、语气、格式、標點等使用恰当。 (2013年11月5日)請按照校對指引,幫助编辑這個條目。(幫助、討論) 此條目需要擴充。 (2013年11月5日)请協助改善这篇條目,更進一步的信息可能會在討論頁或扩充请求中找到。请在擴充條目後將此模板移除。 此條目没有列出任何参...

 

1950 studio album by Red Nichols and his Five PenniesJazz TimeStudio album by Red Nichols and his Five PenniesReleased1950GenreTraditional jazzLabelCapitol Professional ratingsReview scoresSourceRatingAllmusic[1] Jazz Time is a studio album released by Red Nichols and his Five Pennies in 1950[2] on Capitol 10–inch LP record H 215. It was also released as 45rpm set EBF-215.[3] The album features traditional jazz, or as one review put it, dixieland madness.[...

US holiday honoring George Washington and other presidents For the holiday in Botswana, see Presidents' Day (Botswana). For other uses, see Presidents Day (disambiguation). Washington's BirthdayPresidents' DayGeorge Washington by Gilbert Stuart (1797)Official nameVaries by federal, state and city lawObserved byUnited StatesTypeFederal and most U.S. states and citiesCelebrationsCommunity and national celebrationsDatethird Monday in FebruaryFrequencyAnnualFirst time1879 (as an officia...

 

American politician Robert Haskell65th Governor of MaineIn officeJanuary 2, 1959 – January 7, 1959Preceded byEdmund MuskieSucceeded byClinton ClausonMember of the Maine House of RepresentativesIn office1945Member of the Maine SenateIn office1947 Personal detailsBornRobert Nance[citation needed] Haskell(1903-08-24)August 24, 1903Bangor, MaineDiedDecember 3, 1987(1987-12-03) (aged 84)Bangor, MaineNationalityAmericanPolitical partyRepublicanProfessionBusinessman, Univ...

 

Upcoming Disney film by Alberto Belli The Naughty NinePromotional posterGenre Christmas heist Written by Jed Elinoff Scott Thomas Directed byAlberto BelliStarring Winslow Fegley Camila Rodriguez Derek Theler Deric McCabe Clara Stack Anthony Joo Ayden Elijah Imogen Cohen Madilyn Kellam Danny Glover Music byKenny WoodCountry of originUnited StatesOriginal languageEnglishProductionExecutive producers Suzanne Todd Jed Elinoff Scott Thomas Producers Amy Gibbons Jim Kontos EditorEvan AhlgrenRunning...

2011 concert tour by R. Kelly Love Letter TourTour by R. KellyPromotional poster for the tourAssociated albumLove LetterStart dateApril 17, 2011 (2011-04-17)End dateJuly 14, 2011 (2011-07-14)Legs2No. of shows10 in Europe 24 in North America34 TotalR. Kelly concert chronology Ladies Make Some Noise Tour (2009) Love Letter Tour(2011) Single Ladies Tour (2012) The Love Letter Tour was a summer tour headlined by R&B artist R. Kelly. It supported the album, Love L...

 

68th Jaeger Brigade68-ма окрема єгерська бригадаShoulder Sleeve InsigniaActiveApril 8, 2022 - PresentCountry UkraineBranch Ukrainian Ground ForcesRoleJaegerEngagements2022 Russian invasion of Ukraine Battle of Vuhledar 2023 Ukrainian counteroffensive[1] Websitehttps://www.facebook.com/68brigade/CommandersCurrentcommanderOleksiy ShumMilitary unit The 68th Jaeger Brigade Oleksa Dovbush (Ukrainian: 68-ма окрема єгерська бригада ім...

 

Indian political party Political party in India Jammu and Kashmir People's Conference AbbreviationJKPCPresidentSajjad Gani LoneChairpersonAbdul Gani VakilSecretaryImran Raza AnsariRajya Sabha LeaderMir Mohammad FayazFounderAbdul Ghani Lone Molvi Iftikhar Hussain AnsariFounded1978HeadquartersC-4 Church LaneYouth wingYouth JKPCWomen's wingJKPC Women's WingIdeologyAutonomy of Jammu and KashmirPolitical positionleft-wingAllianceNDA (2016-2018), PAGD (2019-2020)Seats in...

Hierdie artikel is 'n weesbladsy. Dit is nie geskakel of in ander bladsye ingesluit nie. Help Wikipedia deur na moontlike teks te soek en 'n skakel hierheen te plaas. Die Lae Lande (en later Nederland, België en Luxemburg) was in verskillende oorloë betrokke gewees. Hierdie oorloë was (en is) wêreldwyd gevoer. Deesdae is Nederland, België en Luxemburg via die Verenigde Nasies nog by oorloë in die Midde-Ooste en Afganistan betrokke. Hierdie lys bevat ook oorloë wat buite die grondgebied...

 

Smeraldo Smeraldi (Parma, 1553 – 1634) è stato un ingegnere e cartografo italiano. Indice 1 Biografia 2 Note 3 Altri progetti 4 Collegamenti esterni Biografia Pianta della città di Parma eseguita dallo Smeraldi nel 1592 Inizia a lavorare come orafo e nel 1582 è chiamato a dirigere la zecca di Giulio Cesare Gonzaga. Accusato di falsificare delle monete, si rifugia a Parma, dove lavora come topografo e cartografo per i Farnese. Il suo primo lavoro importante è la pianta di Monticelli d'On...

 

Strategi Solo vs Squad di Free Fire: Cara Menang Mudah!