Преобладающие ветры
В метеорологии , преобладающим ветром в районе поверхности Земли является приземный ветер дующий преимущественно с определенного направления. Доминирующие ветры — это тенденции направления ветра с наибольшей скоростью над определенной точкой поверхности Земли в любой момент времени. Преобладающие и доминирующие ветры в регионе являются результатом глобальных закономерностей движения в атмосфере Земли . [1] мира ветры преимущественно восточные В целом в низких широтах . В средних широтах преобладают западные ветры, а их сила во многом определяется полярным циклоном . В районах, где ветры обычно слабые, цикл морской бриз /сухопутный бриз является наиболее важной причиной преобладающего ветра; в районах с переменным рельефом в горные и долинные бризы характере ветров преобладают . Высоко поднятые поверхности могут вызвать термический минимум , который затем увеличивает поток ветра в окружающей среде.
Розы ветров — это инструменты, используемые для отображения направления преобладающего ветра. Знание преобладающих ветров позволяет разработать стратегии предотвращения ветровой эрозии сельскохозяйственных земель, например, на Великих равнинах . Песчаные дюны могут ориентироваться перпендикулярно преобладающему направлению ветра в прибрежных и пустынных местах. Насекомые дрейфуют вместе с господствующим ветром, но полет птиц от него менее зависит. Преобладающие ветры в горных районах могут привести к значительным градиентам количества осадков : от влажного на наветренных склонах до пустынного состояния на подветренных склонах. Преобладающие ветры могут меняться из-за неравномерного нагрева Земли. [ нужны разъяснения ]
Роза ветров
[ редактировать ]
Роза ветров — это графический инструмент, используемый метеорологами для получения краткого представления о том, как скорость и направление ветра обычно распределяются в определенном месте. Роза ветров, представленная в полярной координатной сетке, показывает частоту ветров, дующих с определенных направлений. Длина каждой спицы вокруг круга связана с долей времени, в течение которого ветер дует с каждого направления. Каждый концентрический круг представляет собой отдельную пропорцию, увеличивающуюся наружу от нуля в центре. График розы ветров может содержать дополнительную информацию: каждая спица разбита на полосы с цветовой кодировкой, которые показывают диапазоны скорости ветра. Розы ветров обычно показывают 8 или 16 основных направлений , например север (север), северо-северо-восток, северо-восток и т. д. [2] хотя их можно разделить на целых 32 направления . [3]
Климатология
[ редактировать ]Сделки и их влияние
[ редактировать ]Пассаты (также называемые пассатами) — это преобладающий тип восточных приземных ветров, встречающихся в тропиках Земли вблизи экватора . [4] к экватору субтропического хребта . Эти ветры дуют преимущественно с северо-востока в Северном полушарии и с юго-востока в Южном полушарии . [5] Пассаты действуют как направляющий поток для тропических циклонов , образующихся над мировым океаном, направляя их путь на запад. [6] Пассаты также переносят африканскую пыль на запад через Атлантический океан в Карибское море , а также в некоторые части юго-востока Северной Америки. [7]
Западные ветры и их влияние
[ редактировать ]Западные ветры или преобладающие западные ветры — это преобладающие ветры в средних широтах (т.е. между 35 и 65 градусами широты ), которые дуют в районах к полюсу от области высокого давления, известной как субтропический хребет в конских широтах . [8] [9] Эти господствующие ветры дуют с запада на восток , [10] и направить внетропические циклоны в этом общем направлении. Ветры дуют преимущественно юго-западного направления в Северном полушарии и северо-западного направления в Южном полушарии. [5] Они наиболее сильны зимой, когда давление над полюсами ниже, например, когда полярный циклон наиболее силен, и наиболее слабы летом, когда полярный циклон наиболее слаб и когда давление над полюсами выше. [11]
Вместе с пассатами западные ветры обеспечили торговый путь для парусных судов, пересекающих Атлантический и Тихий океаны, поскольку западные ветры приводят к развитию сильных океанских течений в обоих полушариях. Западные ветры могут быть особенно сильными, особенно в южном полушарии, где в средних широтах меньше суши, что приводит к усилению структуры потока, что замедляет ветры. Сильнейшие западные ветры в средних широтах называются Ревущими сороковыми , между 40 и 50 градусами южной широты, в пределах Южного полушария. [12] Западные ветры играют важную роль в переносе теплых экваториальных вод и ветров к западным побережьям континентов. [13] [14] особенно в южном полушарии из-за его огромных океанических просторов.
Западные ветры объясняют, почему зимой прибрежные районы западной части Северной Америки, особенно от Северного Вашингтона до Аляски, обычно влажные. Дифференциальное нагревание Солнца между сушей, которая довольно прохладна, и океаном, который относительно теплый, приводит к образованию областей низкого давления над сушей. Это приводит к тому, что богатый влагой воздух течет на восток от Тихого океана, вызывая частые ливни и ветра на побережье. Эта влага продолжает течь на восток до тех пор, пока орографический подъем , вызванный Береговыми хребтами, а также Каскадными горами, Сьерра-Невадой, Колумбией и Скалистыми горами, не вызовет эффект дождевой тени , который ограничивает дальнейшее проникновение этих систем и связанных с ними осадков на восток. Летом эта тенденция меняется на противоположную, когда сильный нагрев суши вызывает высокое давление и блокирует доступ к суше богатого влагой воздуха из Тихого океана. Это объясняет, почему на большей части прибрежных территорий западной части Северной Америки в самых высоких широтах лето засушливое, несмотря на обильные осадки зимой. [8] [9]
Полярные восточные ветры
[ редактировать ]Полярные восточные ветры (также известные как полярные ячейки Хэдли) — это преобладающие сухие, холодные ветры, которые дуют из областей высокого давления полярных максимумов на Северном и Южном полюсах в области низкого давления в пределах западных ветров в высоких широтах. Подобно пассатам и в отличие от западных ветров, эти преобладающие ветры дуют с востока на запад и часто бывают слабыми и нерегулярными. [15] Из-за низкого солнца угла наклона холодный воздух накапливается и опускается на полюсе, создавая на поверхности области высокого давления, вызывая отток воздуха к экватору ; [16] этот отток отклоняется на запад из-за эффекта Кориолиса .
Местные соображения
[ редактировать ]Морские и сухопутные бризы
[ редактировать ]
В районах со слабым ветровым потоком морские и сухопутные бризы являются важными факторами преобладающих ветров. Море удельной прогревается солнцем на большую глубину, чем суша, из-за большей теплоемкости . [17] Таким образом, море обладает большей способностью поглощать тепло, чем суша, поэтому поверхность моря нагревается медленнее, чем поверхность суши. По мере того как температура поверхности земли повышается , земля нагревает воздух над ней. Теплый воздух менее плотный и поэтому поднимается вверх. Поднимающийся воздух над сушей снижает давление на уровне моря примерно на 0,2%. Более прохладный воздух над морем, теперь с более высоким давлением на уровне моря, течет к суше с более низким давлением, создавая более прохладный бриз у побережья.
Сила морского бриза прямо пропорциональна разнице температур суши и моря. Если дует прибрежный ветер со скоростью 8 узлов (15 км/ч), развитие морского бриза маловероятно. Ночью суша остывает быстрее, чем океан из-за различий в их удельной теплоте , что заставляет дневной морской бриз рассеиваться. Если температура на суше опускается ниже температуры на море, давление на воду будет ниже, чем на суше, создавая береговой бриз, пока береговой ветер недостаточно силен, чтобы противостоять ему. [18]
Кровообращение в возвышенных регионах
[ редактировать ]
Над возвышенными поверхностями нагрев земли превышает нагрев окружающего воздуха на той же высоте над уровнем моря, создавая соответствующий тепловой минимум над местностью и усиливая любые минимумы, которые в противном случае существовали бы. [19] [20] и изменение ветровой циркуляции региона. В районах с пересеченной топографией , которая существенно нарушает поток окружающего ветра, ветер может менять направление и ускоряться параллельно ветровому препятствию. Эта барьерная струя может увеличить ветер на малых высотах на 45%. [21] В горных районах локальное искажение воздушного потока более серьезное. Неровный ландшафт в сочетании создает непредсказуемые структуры потока и турбулентность, например, роторы . Сильные восходящие и нисходящие потоки и водовороты возникают, когда воздух течет над холмами и вниз по долинам. Направление ветра меняется из-за рельефа местности. Если в горном массиве есть перевал , ветры будут проноситься через перевал со значительной скоростью благодаря принципу Бернулли , описывающему обратную зависимость между скоростью и давлением. Воздушный поток может оставаться турбулентным и неустойчивым на некотором расстоянии с подветренной стороны в более равнинную сельскую местность. Эти условия опасны для взлетающих и снижающихся самолетов. [22]
Дневной обогрев и ночное охлаждение холмистых склонов приводят к дневным и ночным изменениям воздушного потока, подобно взаимосвязи между морским бризом и сухопутным бризом. Ночью склоны холмов охлаждаются за счет излучения тепла. Воздух вдоль холмов становится прохладнее и плотнее, унося его в долину под действием силы тяжести. Это известный горный бриз. Если склоны покрыты льдом и снегом, то днем будет дуть горный бриз, унося холодный густой воздух в более теплые, бесплодные долины. Непокрытые снегом склоны холмов в течение дня будут прогреваться. Воздух, соприкасающийся с прогретыми склонами, становится теплее, менее плотным и устремляется вверх. Это известно как анабатический ветер или долинный бриз. [23]
Влияние на осадки
[ редактировать ]
Орографические осадки выпадают на наветренной стороне гор и вызываются восходящим движением крупномасштабного потока влажного воздуха через горный хребет, что приводит к адиабатическому охлаждению и конденсации . В горных частях света, подверженных постоянным ветрам (например, пассатам ) более влажный климат , на наветренной стороне горы обычно преобладает , чем на подветренной или подветренной стороне. Влага удаляется орографическим подъемом, оставляя более сухой воздух (см. Фен ) на нисходящей и обычно нагревающейся подветренной стороне, где дождевая тень . наблюдается [24]
В Южной Америке горный массив Анд блокирует попадание тихоокеанской влаги на этот континент, в результате чего климат на западе Аргентины становится похожим на пустынный. [25] Хребет Сьерра-Невада создает тот же эффект в Северной Америке, образуя Большой Бассейн и пустыни Мохаве . [26] [27]
Влияние на природу
[ редактировать ]
Насекомых уносит господствующий ветер, а птицы следуют своим курсом. [28] Таким образом, в тонких линиях на изображениях метеорологических радиолокаторов , связанных со сходящимися ветрами, преобладают возвращения насекомых. [29] На равнинах Великих ветровая эрозия сельскохозяйственных угодий является серьезной проблемой и вызвана главным образом преобладающими ветрами. По этой причине ветрозащитные были разработаны полосы, чтобы минимизировать этот тип эрозии. Полосы могут иметь форму гребней почвы, полос посевов, рядов посевов или деревьев, которые действуют как ветрозащитные полосы. Они ориентированы перпендикулярно ветру, чтобы быть наиболее эффективными. [30] В регионах с минимальной растительностью, таких как прибрежные и пустынные районы, поперечные песчаные дюны ориентируются перпендикулярно преобладающему направлению ветра, а продольные дюны ориентируются параллельно преобладающим ветрам. [31]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ УРС (2008). Раздел 3.2 Климатические условия (на испанском языке). Исследование воздействия касторового природного газа на подземную окружающую среду. Проверено 26 апреля 2009 г.
- ^ Глоссарий метеорологии (2009). Роза ветров. Архивировано 15 марта 2012 г. в Wayback Machine Американском метеорологическом обществе . Проверено 25 апреля 2009 г.
- ^ Ян Кертис (2007). Данные о розе ветров. Служба охраны природных ресурсов . Проверено 26 апреля 2009 г.
- ^ Глоссарий метеорологии (2009 г.). «пассаты» . Словарь метеорологии . Американское метеорологическое общество . Проверено 4 июля 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б Ральф Стокман Тарр; Фрэнк Мортон Макмерри; Алмон Эрнест Паркинс (1909). Продвинутая география . Макмиллан. стр. 246 –.
- ^ Объединенный центр предупреждения о тайфунах (2006). 3.3 Философия прогнозирования JTWC. ВМС США . Проверено 11 февраля 2007 г.
- ^ Science Daily (14 июля 1999 г.). Африканская пыль названа основным фактором, влияющим на качество воздуха на юго-востоке США. Проверено 10 июня 2007 г.
- ^ Перейти обратно: а б Глоссарий метеорологии (2009 г.). «Вестерли» . Американское метеорологическое общество. Архивировано из оригинала 22 июня 2010 г. Проверено 15 апреля 2009 г.
- ^ Перейти обратно: а б Сью Фергюсон (07 сентября 2001 г.). «Климатология внутреннего бассейна реки Колумбия» (PDF) . Проект управления экосистемой внутреннего бассейна Колумбии. Архивировано из оригинала (PDF) 15 мая 2009 г. Проверено 12 сентября 2009 г.
- ^ Глоссарий метеорологии (2009). Вестерли. Архивировано 22 июня 2010 г. в Wayback Machine Американского метеорологического общества . Проверено 15 апреля 2009 г.
- ^ Халлдор Бьернссон (2005). Мировой тираж. Архивировано 7 августа 2011 г. в Исландском метеорологическом бюро Wayback Machine . Проверено 15 июня 2008 г.
- ^ Уокер, Стюарт (1998). Матросский ветер . WW Нортон и компания. п. 91 . ISBN 9780393045550 .
Ревущие сороковые, визжащие западные потоки шестидесятых.
- ^ Барби Бишоф; Артур Дж. Мариано; Эдвард Х. Райан (2003). «Североатлантическое дрейфующее течение» . Национальная программа океанографического партнерства . Проверено 10 сентября 2008 г.
- ^ Эрик А. Расмуссен; Джон Тернер (2003). Полярные минимумы . Издательство Кембриджского университета. п. 68.
- ^ Глоссарий метеорологии (2009). Полярные восточные ветры. Архивировано 12 июля 2012 г. в Wayback Machine Американского метеорологического общества . Проверено 15 апреля 2009 г.
- ^ Майкл Э. Риттер (2008). Физическая среда: циркуляция в глобальном масштабе. Архивировано 6 мая 2009 г. в Университете Wayback Machine, Висконсин, Стивенс-Пойнт. Проверено 15 апреля 2009 г.
- ^ Доктор Стив Акерман (1995). Морские и сухопутные бризы. Университет Висконсина . Проверено 24 октября 2006 г.
- ^ JetStream: Интернет-школа погоды (2008). Морской бриз. Архивировано 23 сентября 2006 г. в Wayback Machine Национальной метеорологической службе . Проверено 24 октября 2006 г.
- ^ Национальной метеорологической службы Офис в Тусоне, Аризона (2008 г.). Что такое муссон? Штаб-квартира Национальной метеорологической службы Западного региона. Проверено 8 марта 2009 г.
- ^ Хан, Дуглас Г.; Манабе, Сюкуро (1975). «Роль гор в циркуляции муссонов в Южной Азии» . Журнал атмосферных наук . 32 (8): 1515–1541. Бибкод : 1975JAtS...32.1515H . doi : 10.1175/1520-0469(1975)032<1515:TROMIT>2.0.CO;2 .
- ^ Дойл, JD (1997). «Влияние мезомасштабной орографии на прибрежную струю и дождевую полосу» . Ежемесячный обзор погоды . 125 (7): 1465–1488. Бибкод : 1997MWRv..125.1465D . doi : 10.1175/1520-0493(1997)125<1465:TIOMOO>2.0.CO;2 . ISSN 0027-0644 .
- ^ Национальный центр атмосферных исследований (2006). T-REX: Ловля волн и роторов Сьерры. Архивировано 21 февраля 2009 г. на Wayback Machine. Проверено 21 октября 2006 г.
- ^ Сеть ALLSTAR (2009). Условия полета: Преобладающие ветры. Международный университет Флориды . Проверено 25 апреля 2009 г.
- ^ Доктор Майкл Пидвирни (2008). ГЛАВА 8: Введение в гидросферу (e). Процессы образования облаков. Физическая география. Проверено 1 января 2009 г.
- ^ Пол Э. Лидольф (1985). Климат Земли. Роуман и Литтлфилд, с. 333. ISBN 978-0-86598-119-5 . Проверено 2 января 2009 г.
- ^ Майкл А. Марес (1999). Энциклопедия пустынь. Университет Оклахомы Пресс, с. 252. ISBN 978-0-8061-3146-7 . Проверено 2 января 2009 г.
- ^ Адам Гансон (2003). Геология Долины Смерти. Университет Индианы . Проверено 7 февраля 2009 г.
- ^ Дайана Йейтс (2008). Новое исследование показывает, что по ночам птицы мигрируют вместе, рассредоточенными стаями. Университет Иллинойса в Урбане – Шампейне. Проверено 26 апреля 2009 г.
- ^ Барт Гертс и Дэйв Леон (2003). P5A.6 Мелкомасштабная вертикальная структура холодного фронта, обнаруженная бортовым радаром 95 ГГц. Университет Вайоминга . Проверено 26 апреля 2009 г.
- ^ WS Chepil, FH Siddoway и DV Armbrust (1964). На Великих равнинах: преобладающее направление ветровой эрозии. Архивировано 25 июня 2010 г. в журнале Wayback Machine Journal of Soil and Water Conservation, март – апрель 1964 г., стр. 67. Проверено 26 апреля 2009 г.
- ^ Рональд Грили, Джеймс Д. Иверсен (1987). Ветер как геологический процесс на Земле, Марсе, Венере и Титане. Архив CUP, стр. 158–162. ISBN 978-0-521-35962-7 . Проверено 26 апреля 2009 г.