Преобладающие ветры

В метеорологии , преобладающий ветер в регионе Земля поверхности «ы является поверхность ветром , который дует преимущественно из определенного направления. Доминирующие ветры - это тенденции направления ветра с максимальной скоростью над определенной точкой на поверхности Земли. [ необходима цитата ] [ сомнительно - обсудить ] Преобладающие и доминирующие ветры в регионе являются результатом глобальных закономерностей движения в атмосфере Земли . [1] Обычно на низких широтах дуют преимущественно восточные ветры.глобально. В средних широтах преобладают западные ветры, сила которых во многом определяется полярным циклоном . В районах, где обычно дуют слабые ветры, цикл морской бриз / наземный бриз является наиболее важной причиной преобладающего ветра; в районах с переменным рельефом преобладают горные и долинные бризы . Поверхности, расположенные высоко над землей, могут вызвать тепловой минимум , который затем усиливает поток окружающего ветра.

Ветры являются частью атмосферной циркуляции Земли.
Западный ветер (синий) и пассат (желтый и коричневый)
"> Файл: CCMP Winds с июня по октябрь 2011 г.ogvВоспроизвести медиа
Глобальные линии потока вектора приземного ветра, окрашенные в зависимости от скорости ветра, с 1 июня 2011 г. по 31 октября 2011 г.

Розы ветров - это инструменты, используемые для отображения направления преобладающего ветра. Информация о преобладающем ветре позволяет разработать стратегии предотвращения ветровой эрозии сельскохозяйственных земель, например, на Великих равнинах . Песчаные дюны могут ориентироваться перпендикулярно преобладающему направлению ветра в прибрежных и пустынных районах. Насекомые дрейфуют вместе с преобладающим ветром, но полет птиц меньше от него зависит. Преобладающие ветры в горных районах могут приводить к значительным градиентам осадков , начиная от влажных на обращенных к ветру склонах до пустынных условий на их подветренных склонах. Преобладающие ветры могут меняться из-за неравномерного нагрева Земли. [ требуется разъяснение ]

График розы ветров для аэровокзала Фресно (FAT), Фресно, Калифорния, апрель 1961 года.

Роза ветров является графическим инструментом , используемым метеорологами , чтобы дать краткое представление о том , как скорость ветра и направление , как правило , распределены в определенном месте. Роза ветров, представленная в полярной координатной сетке, показывает частоту ветров, дующих с определенных направлений. Длина каждой спицы по кругу связана с долей времени, в течение которого ветер дует с каждого направления. Каждый концентрический круг представляет собой другую пропорцию, возрастающую от нуля в центре. График розы ветров может содержать дополнительную информацию, поскольку каждая спица разбита на полосы с цветовой кодировкой, которые показывают диапазоны направлений ветра. Розы ветров обычно показывают 8 или 16 сторон света , например, север (N), NNE, NE и т. Д. [2], хотя их можно разделить на 32 направления . [3]

Сделки и их влияние

Пассаты (также называемые пассатами) являются преобладающим типом восточных приземных ветров, встречающихся в тропиках около экватора Земли , [4] экваториально от 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, которые образуются над мировым океаном, направляя их путь на запад. [6] Пассаты также уносят африканскую пыль на запад через Атлантический океан в Карибское море , а также в районы юго-востока Северной Америки. [7]

Западные ветры и их влияние

В западных или преобладающем западных являются преобладающими ветрами в средних широтах (т.е. между 35 и 65 градусами широты ), что удар в районах полюса в зоне высокого давления , известной как субтропический хребет в конских широтах . [8] [9] Эти преобладающие ветры дуют с запада на восток , [10] и разворотом экстра-тропических циклонов в этом общем направлении. Ветры дуют преимущественно с юго-запада в северном полушарии и с северо-запада в южном полушарии. [5] Они наиболее сильны зимой, когда давление ниже на полюсах, например, когда полярный циклон наиболее силен, и наиболее слабым летом, когда полярный циклон наиболее слаб и когда давление на полюсах выше. [11]

Вместе с пассатами , западные ветры позволили парусным судам совершать двусторонние торговые пути, пересекающие 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, чтобы усилить структуру потока, что замедляет ветры. Самые сильные западные ветры в средних широтах называются ревущими сороковыми , между 40 и 50 градусами южной широты в Южном полушарии. [12] Западные ветры играют важную роль в переносе теплых экваториальных вод и ветров к западным берегам континентов, [13] [14] особенно в южном полушарии из-за его обширных океанических просторов.

Западные ветры объясняют, почему зимой на побережье Северной Америки обычно бывает влажно, особенно от Северного Вашингтона до Аляски. Дифференциальный нагрев от Солнца между довольно прохладной сушей и относительно теплым океаном вызывает образование областей низкого давления над сушей. Это приводит к тому, что богатый влагой воздух течет на восток от Тихого океана, вызывая частые ливни и ветры на побережье. Эта влага продолжает течь на восток до тех пор, пока орографический подъем, вызванный прибрежными хребтами, а также Каскадом, Сьерра-Невада, Колумбией и Скалистыми горами, не вызовет эффект тени дождя, который ограничивает дальнейшее проникновение в эти системы и связанные с ними осадки на восток. Эта тенденция меняется на противоположную летом, когда сильное нагревание земли вызывает высокое давление и имеет тенденцию блокировать попадание на сушу богатого влагой воздуха с Тихого океана. Это объясняет, почему на большей части побережья Северной Америки в самых высоких широтах лето засушливое, несмотря на обильные осадки зимой. [8] [9]

Полярные восточные ветры

В полярном восточных (также известном как клетки полярного Hadley) являются сухими, холодными господствующими ветрами , что удар от областей высокого давления этих полярных максимумов на самых северных и южные полюсах в направлении областей 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 угла наклона солнца холодный воздух накапливается и опускается на полюс, создавая на поверхности области с высоким давлением, вызывая отток воздуха к экватору ; [16] , отток отклоняется на запад эффектом Кориолиса .

Морские и наземные бризы

A: морской бриз, B: наземный бриз

В районах, где ветер слабый, морской и наземный бриз являются важными факторами, влияющими на преобладающие ветры. Море нагревается от солнца на глубину более чем на землю из - за его большей удельной теплоемкости . [17] Таким образом, море обладает большей способностью поглощать тепло, чем суша, поэтому поверхность моря нагревается медленнее, чем поверхность суши. Когда температура поверхности земли повышается, земля нагревает воздух над ней. Теплый воздух менее плотный, поэтому он поднимается вверх. Этот поднимающийся над землей воздух 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 ветерок у побережья.

Сила морского бриза прямо пропорциональна разнице температур между сушей и морем. Если дует ветер со стороны берега со скоростью 8 узлов (15 км / ч), то морской бриз вряд ли будет развиваться. Ночью земля остывает быстрее, чем океан из-за разницы в их значениях удельной теплоты , из-за чего дневной морской бриз рассеивается. Если температура на суше опускается ниже температуры на море, давление над водой будет ниже, чем на суше, создавая наземный бриз, если только прибрежный ветер недостаточно силен, чтобы противостоять ему. [18]

Хождение в надземных районах

Схема горной волны. Ветер течет к горе и производит первое колебание (A). Вторая волна возникает все дальше и выше. Линзовидные облака образуются на пике волн (B).

На возвышенных поверхностях нагревание земли превышает нагревание окружающего воздуха на той же высоте над уровнем моря, создавая связанный термический минимум над землей и усиливая любые минимумы, которые в противном случае существовали бы, [19] [20] и изменяя ветровая циркуляция региона. В тех районах , где есть надежная топография , что значительно прерывает поток окружающей среды ветра, ветер может изменить направление и ускорение параллельно обструкции ветра. Эта барьерная струя может усилить ветер на небольшой высоте на 45%. [21] В горных районах локальные искажения воздушного потока более серьезны. Неровный рельеф в сочетании создает непредсказуемые схемы потока и турбулентность, например роторы . Сильные восходящие и нисходящие потоки и водовороты возникают, когда воздух течет по холмам и долинам. Направление ветра меняется из-за контура земли. Если в горном хребте есть перевал , ветер будет проноситься через перевал со значительной скоростью из-за принципа Бернулли, который описывает обратную зависимость между скоростью и давлением. Воздушный поток может оставаться турбулентным и неустойчивым на некотором расстоянии по ветру в более плоскую сельскую местность. Эти условия опасны для взлетающих и падающих самолетов. [22]

Дневное отопление и ночное охлаждение холмистых склонов приводят к дневным колебаниям воздушного потока, подобно взаимосвязи между морским и наземным бризом. Ночью склоны холмов охлаждаются излучением тепла. Воздух вдоль холмов становится холоднее и плотнее, дует вниз в долину, притягиваемый силой тяжести. Это горный бриз. Если склоны покрыты льдом и снегом, днем ​​будет дуть горный бриз, унося плотный холодный воздух в более теплые, бесплодные долины. Незаснеженные склоны холмов будут прогреваться днем. Воздух, соприкасающийся с прогретыми склонами, становится теплее и менее плотным и поднимается вверх. Это известно как анабатический ветер или долинный бриз. [23]

Орографические осадки

Орографические осадки происходят с наветренной стороны гор и вызваны восходящим движением крупномасштабного потока влажного воздуха через горный хребет, что приводит к адиабатическому охлаждению и конденсации . В горных частях мира, подверженных постоянным ветрам (например, пассатам ), на наветренной стороне горы обычно преобладает более влажный климат, чем на подветренной или подветренной стороне. Влага удаляется орографическим подъемником, оставляя более сухой воздух (см. Фен ) на нисходящей и, как правило, теплой подветренной стороне, где наблюдается тень от дождя . [24]

В Южной Америке горный хребет Анды блокирует поступление влаги из Тихого океана на этот континент, что приводит к климату, напоминающему пустыню, только с подветренной стороны на западе Аргентины. [25] Хребет Сьерра-Невада создает такой же эффект в Северной Америке, образуя Большой бассейн и пустыни Мохаве . [26] [27]

Песок с гребня в дюнах Келсо в пустыне Мохаве , Калифорния.

Насекомые уносятся господствующими ветрами, а птицы следуют своим курсом. [28] Таким образом, тонкие линии на изображениях метеорологических радиолокаторов , связанные со сходящимися ветрами, во многом зависят от возвращения насекомых. [29] В Великих равнинах , ветровой эрозии сельскохозяйственных земель является серьезной проблемой, и в основном за счет преобладающего ветра. Из-за этого были разработаны полосы ветрозащиты , чтобы минимизировать этот тип эрозии. Полосы могут иметь форму почвенных гребней, полос сельскохозяйственных культур, рядов сельскохозяйственных культур или деревьев, которые действуют как ветрозащитные полосы. Для максимальной эффективности они ориентированы перпендикулярно ветру. [30] В регионах с минимальной растительностью, таких как прибрежные и пустынные районы, поперечные песчаные дюны ориентируются перпендикулярно преобладающему направлению ветра, в то время как продольные дюны ориентируются параллельно преобладающим ветрам. [31]

  • Пассаты
  • Скорость ветра
  • Атмосферная циркуляция
  • Ветры в эпоху парусов

  1. Перейти ↑ URS (2008). Раздел 3.2 Климатические условия (на испанском языке). Estudio de Impacto Ambiental Subterráneo de Gas Natural Castor. Проверено 26 апреля 2009.
  2. ^ Глоссарий метеорологии (2009). Роза ветров. Архивировано 15 марта 2012 г. в Wayback Machine Американского метеорологического общества . Проверено 25 апреля 2009.
  3. ^ Ян Кертис (2007). Данные Роза ветров. Служба охраны природных ресурсов . Проверено 26 апреля 2009.
  4. ^ Глоссарий метеорологии (2009). "пассаты" . Глоссарий метеорологии . Американское метеорологическое общество. Архивировано из оригинала на 2008-12-11 . Проверено 8 сентября 2008 .
  5. ^ а б Ральф Стокман Тарр; Фрэнк Мортон Макмерри; Алмон Эрнест Паркинс (1909). Продвинутая география . Макмиллан. С.  246 -.
  6. ^ Объединенный центр предупреждения о тайфунах (2006). 3.3 Философия прогнозирования JTWC. ВМС США . Проверено 11 февраля 2007.
  7. ^ Science Daily (1999-07-14). Африканская пыль названа основным фактором, влияющим на качество воздуха на юго-востоке США. Проверено 10 июня 2007.
  8. ^ а б Глоссарий метеорологии (2009 г.). "Вестерлис" . Американское метеорологическое общество. Архивировано из оригинала на 2010-06-22 . Проверено 15 апреля 2009 .
  9. ^ а б Сью Фергюсон (2001-09-07). «Климатология внутреннего бассейна реки Колумбия» (PDF) . Проект управления экосистемой внутреннего бассейна Колумбии. Архивировано из оригинального (PDF) 15 мая 2009 года . Проверено 12 сентября 2009 .
  10. ^ Глоссарий метеорологии (2009). Вестерлис. Архивировано 22 июня 2010 г. в Wayback Machine Американского метеорологического общества . Проверено 15 апреля 2009.
  11. ^ Халлдур Бьорнссон (2005). Мировая циркуляция. Архивировано 2011-08-07 в Вайбак машины Veðurstofu ОСТРОВА. Проверено 15 июня 2008.
  12. ^ Уокер, Стюарт (1998). Морской ветер . WW Norton & Company. п. 91 . ISBN 9780393045550. Ревущие сороковые. Визжащие западные ветры шестидесятых.
  13. ^ Барби Бишоф; Артур Дж. Мариано; Эдвард Х. Райан (2003). «Североатлантическое дрейфующее течение» . Программа Океанографического партнерства Национальной . Проверено 10 сентября 2008 .
  14. ^ Эрик А. Расмуссен; Джон Тернер (2003). Полярные минимумы . Издательство Кембриджского университета. п. 68.
  15. ^ Глоссарий метеорологии (2009). Полярные восточные ветры. Архивировано 12 июля 2012 года в Wayback Machine Американского метеорологического общества . Проверено 15 апреля 2009.
  16. ^ Майкл Э. Риттер (2008). Физическая среда: циркуляция в глобальном масштабе. Архивировано 2009-05-06 в Wayback Machine университета штата Висконсин -Stevens Point. Проверено 15 апреля 2009.
  17. ^ Д-р Стив Акерман (1995). Морские и наземные бризы. Университет Висконсина . Проверено 24 октября 2006.
  18. ^ JetStream: Интернет школа для погоды (2008). Морской бриз. Архивировано 23 сентября 2006 года национальной метеорологической службой Wayback Machine . Проверено 24 октября 2006.
  19. ^ Национальная служба погоды Офис в Тусоне, штат Аризона (2008). Что такое сезон дождей? Штаб-квартира Национальной метеорологической службы в Западном регионе. Проверено 8 марта 2009.
  20. ^ Hahn, Douglas G .; Манабэ, Сюкуро (1975). «Роль гор в круговороте муссонов в Южной Азии» . Журнал атмосферных наук . 32 (8): 1515–1541. Bibcode : 1975JAtS ... 32.1515H . DOI : 10.1175 / 1520-0469 (1975) 032 <1515: TROMIT> 2.0.CO; 2 .
  21. ^ Дойл, JD (1997). «Влияние мезомасштабной орографии на прибрежную струю и дождевую полосу» . Ежемесячный обзор погоды . 125 (7): 1465–1488. DOI : 10,1175 / 1520-0493 (1997) 125 <1465: TIOMOO> 2.0.CO; 2 . ISSN  0027-0644 .
  22. ^ Национальный центр атмосферных исследований (2006). T-REX: Ловля волны и роторы Сьерра в Архивировано 2009-02-21 в Wayback Machine Проверено 2006-10-21.
  23. ^ Сеть ALLSTAR (2009). Условия полета: преобладающие ветры. Международный университет Флориды . Проверено 25 апреля 2009.
  24. ^ Д-р Майкл Пидвирни (2008). ГЛАВА 8: Введение в гидросферу (e). Процессы образования облаков. Физическая география. Проверено 1 января 2009.
  25. ^ Пол Э. Лидольф (1985). Климат Земли. Роуман и Литтлфилд, стр. 333. ISBN  978-0-86598-119-5 . Проверено 2 января 2009.
  26. ^ Майкл А. Марес (1999). Энциклопедия пустынь. University of Oklahoma Press, стр. 252. ISBN  978-0-8061-3146-7 . Проверено 2 января 2009.
  27. ^ Адам Гансон (2003). Геология Долины Смерти. Университет Индианы . Проверено 7 февраля 2009.
  28. ^ Диана Йейтс (2008). Новое исследование показывает, что по ночам птицы мигрируют вместе рассредоточенными стаями. Университет Иллинойса в Урбане - Шампейн. Проверено 26 апреля 2009.
  29. ^ Барт Гертс и Дэйв Леон (2003). P5A.6 Мелкомасштабная вертикальная структура холодного фронта, обнаруженная бортовым радаром на частоте 95 ГГц. Университет Вайоминга . Проверено 26 апреля 2009.
  30. ^ WS Чепиль, FH Siddoway и DV Армбруст (1964). На Великих равнинах: преобладающее направление ветровой эрозии. Архивировано 2010-06-25 в Вайбак Machine Journal почвы и охраны водных ресурсов, март-апрель 1964, с. 67. Проверено 26 апреля 2009 г.
  31. ^ 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.