Морозов Александр Гавриилович (moralg) wrote,
Морозов Александр Гавриилович
moralg

Categories:

Начала физики. 17. Кориолисова сила - реальный бог погоды на Земле и других планетах.

      Дикторы ТВ, вещающие нам о погоде, непрерывно поминают циклоны и антициклоны. И мы уже давно привыкли к тому, что когда мы оказываемся в циклоне, то небо, как правило, облачно и в зависимости от сезона могут идти дожди или снег. А когда оказываемся в объятиях антициклона, то обычно светит солнышко и летом жарко, а зимой холодно. А вот о том, что порождает эти циклоны и антициклоны, дикторы ТВ умалчивают. Поэтому разберемся с этим вопросом без них.

1. Образование циклонов и антициклонов на Земле.
Заметим, что на достаточно больших высотах в атмосфере Земли всегда дуют ветры. На наших широтах - преимущественно с запада на восток. Так, на высоте около 10 километров, где обычно летают самолеты, скорость такого ветра порядка 40-50 км/час. Из-за этого перелет Хабаровск – Москва примерно на полчаса длится дольше, чем обратный. И если такой ветер дует вдоль параллели с запада на восток, то сила Кориолиса, перпендикулярная скорости ветра и оси вращения Земли, имеет компоненту, направленную вдоль меридиана на юг:



Но раз есть сила, значит возникает и смещение среды в направлении ее действия. Будет ли среда сопротивляться этой силе и вызываемому ею смещению? Или наоборот – усиливать такое смещение? Ответ на этот вопрос зависит от того, есть ли перепад давления в меридиональном направлении или нет. И каков он по величине и направлению. При этом неважно, чем он обусловлен.

Если перепад давления есть, действует в противоположном силе Кориолиса направлении, и растет по мере меридионального смещения потока, то среда проявляет упругость и в ней возникают волны. Называемые волнами Россби. Их частоты очень малы – порядка угловой скорости вращения Земли воруг ее оси (~ стотысячной доли герца). Поэтому волны Россби очень трудно наблюдать.

Если перепад давления отсутствует или очень мал, то поток среды (с запада на восток) под действием силы Кориолиса отклоняется в южном направлении и формирует антициклон. То есть, такой вихрь воздушных масс, ось вращения которого (по правилу буравчика) образует тупой угол с осью вращения Земли (направленной от южного полюса к северному).

Если же перепад давления в меридиональном направлении достаточно велик, градиент давления как вектор направлен против силы Кориолиса и по своему влиянию превосходит действующую в южном направлении силу Кориолиса, то градиент давления отклоняет поток воздуха к северу и формирует
циклон. То есть, вихрь, ось вращения которого образует острый угол с осью Земли.


Из изложенного выше становится понятным, почему над обширными относительно равниными континентами чаще развиваются антициклоны (менее вероятно образование приличных перепадов давления в меридиональном направлении, противодействующих силе Кориолиса), а над граничащими с океанами и морями территориями – циклоны (поскольку возникают весьма приличные перепады давления в меридиональном направлении).


2, Циклоны и антициклоны на других планетах.

А как же на других планетах? Наверное, вы слышали о Большом красном пятне на Юпитере? Размером в два диаметра Земли. И который существует не разрушаясь все время, пока человечество наблюдает Юпитер в телескоп (более 300 лет). Большое красное пятно на Юпитере – очень глубокий антициклон в его атмосфере. Это доказано летавшими вокруг Юпитера космическими аппаратами. Долговременная устойчивость этого антициклона обусловлена весьма быстрым вращением Юпитера вокруг своей оси (сутки на Юпитере равны 10 земным часам) и глубиной антициклона (много десятков километров). Правда, в последние десятилетия отмечено медленное уменьшение размеров Большого красного пятна на Юпитере.

И, кстати, рост глубины антициклона очень сильно удлиняет его жизнь. Так, на Земле, где антициклоны обычно не задевают воздушные массы на высотах более 10 км, длительность их жизни редко превышает 3-4 недели. Но в июле-августе 2010 года над европейской частью России антициклон стоял не менее 6-7 недель и в Волгограде температура днем постоянно держалась в районе 40
°С. Позднее данные со спутников показали, что этот антициклон распространялся в стратосферу Земли на высоту не менее 16 километров.

А вот на Венере никто никогда циклонов и антициклонов не наблюдал. И, скорее всего, никогда не увидит. Просто потому, что Венера вращается вокруг своей оси чрезвычайно медленно. Венерианские сутки длительностью 243 земных суток даже длиннее, чем венерианский год (225 земных суток). И, следовательно, силы Кориолиса, пропорциональные угловой скорости вращения Венеры вокруг ее оси, пренебрежимо малы даже при очень сильных ветрах в ее атмосфере.

Tags: Начала физики
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • В этот день 11 лет назад

    Этот пост был опубликован 11 лет назад!

  • Две мышки...

    Две мышки танцуют, хвостиками машут. Но мы видим лишь мгновенный снимок одного их па. Сколько же па еще будет и чем их танец закончится? На…

  • Зоология космических телескопов.

    "Кормовая база" земных телескопов довольно узка - они могут видеть объекты в оптической части спектра электромагнитных волн, близких к…

promo moralg march 5, 2018 03:01 46
Buy for 30 tokens
Многие из нас вздрагивают, когда дорогу нам перебегает черная кошка. Но неприятных последствий обычно не возникает и мы быстро забываем о ней. Но два дня назад на северо-восток США обрушилась очередная буря и совершила совсем не очередное действо - сломала дерево, которое 227 лет назад посадил…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 1 comment