tarcie
trzecią siłą, która wpływa na prędkość i kierunek wiatru, jest tarcie. Mimo że powietrze jest płynem, cząsteczki powietrza nadal ścierają się po powierzchni Ziemi. Powietrze jest również kierowane i kierowane przez budynki, drzewa i wzgórza. Wszystkie te efekty powodują tarcie, tarcie cząsteczek powietrza po powierzchni. Powietrze znacznie powyżej powierzchni doświadcza małego tarcia, podczas gdy powietrze bliżej powierzchni doświadcza większego tarcia. Warstwa, w której powietrze jest najbardziej wpływ tarcia i powierzchni nazywa się warstwą graniczną.
tarcie ma dwa skutki dla wiatru. Tarcie przeciwstawia się kierunkowi ruchu, działając przeciwstawnie do przepływu powietrza. Siła tarcia zmienia prędkość powietrza.
tarcie działa spowalniając wiatr, przeciągając po powierzchni (rys. 4.27). Drzewa, budynki itp. zwolnij wiatr.
Fig. 4.27 profil prędkości wiatru w dolnej atmosferze. Tarcie powoduje wolniejsze prędkości w pobliżu powierzchni. Wiatry na górnym poziomie odczuwają niewielkie tarcie.
Pytanie 4.15
używając równania Coriolisa z poprzedniej strony, co się dzieje z siłą Coriolisa, gdy tarcie spowalnia prędkość wiatru?
ponieważ siła Coriolisa jest zmniejszona przez spadek prędkości wiatru spowodowany tarciem, siła Coriolisa i siła gradientu ciśnienia nie będą się równoważyć. Równowaga między siłą gradientu ciśnienia i siłą Coriolisa, która istniała w przepływie geostroficznym, zostaje pokonana (rys. 4.28). Nierównowaga spowoduje, że siła gradientu ciśnienia zdominuje przepływ widziany na powierzchni wokół obszarów wysokiego i niskiego ciśnienia (co zostanie omówione w lekcji 8b. tutaj wiatry wieją przez izobary w kierunku obszarów niskiego ciśnienia i z dala od obszarów wysokiego ciśnienia.
Fig. 4.28 ponieważ tarcie spowalnia prędkość wiatru, siła gradientu ciśnienia (PGF) i siła Coriolisa (CF) nie są już zrównoważone. Kiedy tak się dzieje, wiatr wieje przez izobary.
taka kombinacja sił występuje tylko w skali ruchu odnoszącej się do skali synoptycznej i większej. Skala ta odnosi się do skali układów niskiego i wysokiego ciśnienia oraz większych. Siła Coriolisa działa tutaj tylko z powodu ruchu na dużą skalę. W przypadku mniejszych przepływów wiatru główną siłą napędową jest gradient ciśnienia. Spójrz na rysunek 4.24, aby sprawdzić, czy ma to zastosowanie w rzeczywistości.