Antitriptik rüzgar

Dengeli akış güçleri sızdırmaz boşluk üzerinden estiği bir rüzgar özel bir durumdur Coriolis ve merkezcil önemsizdir. Rüzgarın hesaplanması daha sonra sürtünme ve basınç gradyanı arasında bir dengeye indirgenir. Bu tür bir rüzgar, dar bir vadide rüzgar, deniz meltemi veya düşük seviyeli jet akışı gibi çok özel kanallı akış durumlarında sınır tabakasında meydana gelir .

Prensip

İlkel atmosfer denklemler : bunun yatay hareketi çeşitli kuvvetler arasındaki bir denge olduğu bir atmosfer göstermek hava hareketini yonetmeye Coriolis kuvveti , basınç değişimi, yerçekimi , merkezcil kuvvet ve sürtünme . Newton'un ikinci ilkesine göre, sıvıya uygulanan toplam kuvveti bilmek için bu kuvvetleri ekliyoruz:

{\ displaystyle {\ frac {d {\ vec {V}}} {dt}} = f {\ vec {V}} - (\ nabla p / \ rho) - {\ vec {g}} ^ {*} \ + {\ frac {{\ vec {V}} ^ {2}} {R_ {c}}} + F_ {r} \ qquad {\ begin {case} {\ frac {d {\ vec {V}} } {dt}} = \ hızın \ varyasyonu \ {\ vec {V}} \ of \ hava \\ F_ {r} = Sürtünme \\ {\ vec {g}} ^ {*} = sabit \ \ yerçekimi {\ akut {e}} \ dikey = 9,8 m / s ^ {2} \\ R_ {c} = \ akış \ eğriliğinin \ \ yarıçapı \\ f = Faktör \ \ Coriolis \ = -2 \ Omega sin (\ Phi) \\\ Omega = oran \ of \ rotasyon \ of \ the \ Earth \ (radyan / saat) \\\ Phi = enlem \\ p = Basınç \\\ rho = yoğunluk {\ akut { e}} \ havadan \ uç {vakalar}}}

Antitriptik rüzgar durumunda hava sirkülasyonu kısıtlanır. Basınç farkı hava parselini yüksek basınçtan alçak basınca hızlandırır, ancak basınç gradyanına dik açılarla uygulanan Coriolis Kuvvetinin etkisi altında bükülemez. Akış pratik olarak doğrusaldır ve bu nedenle ihmal edilebilir düzeydedir. Akış doğrusal olduğundan merkezcil kuvvet de sıfırdır. Denklem bu nedenle şu şekildedir: ${\ displaystyle f {\ vec {V}}}$ ${\ displaystyle {\ frac {{\ vec {V}} ^ {2}} {R_ {c}}}}$

{\ displaystyle {\ frac {d {\ vec {V}}} {dt}} = - (\ nabla p / \ rho) - {\ vec {g}} ^ {*} \ + F_ {r}}

Rüzgarın sabit ve yatay olduğu , sıfır olduğu ve yer değiştirmeye dik olmasının da sıfır olduğu bir durumu ele almak istediğimiz gibi . Bu nedenle kalır: ${\ displaystyle {\ frac {d {\ vec {V}}} {dt}}}$ ${\ displaystyle {\ vec {g}} ^ {*}}$

{\ displaystyle (\ nabla p / \ rho) = - F_ {r}}

Sürtünme hız ile orantılı olduğundan:

{\ displaystyle (\ nabla p / \ rho) = - K {\ vec {V}} \ qquad}

K, ortamın yapışma katsayısıdır .

Özetle, rüzgar ( ), atmosferik basınçtaki farkın uyguladığı kuvvet ile zemine yakın sürtünme kuvveti arasındaki bir dengedir. Hava, yüksek basınçtan düşük olana doğru hareket edecektir. ${\ vec {V}}$

Başvurular

Kullanılan varsayımlar göz önüne alındığında, antitriptik rüzgar çok özel durumlarda karşılaşılır:

Bir fiyort gibi dar ve derin bir vadide rüzgar : Jeostrofik dengeye uymak için normalde izobarlara paralel dolaşması gereken hava , rüzgar eğimi vadiyle bir açı yaptığında bunu yapamaz. Sonuç olarak, vadinin üzerindeki ve içindeki rüzgar ayrışır (bağımsız). Yüzey rüzgarı daha sonra antitriptik denklem ile hesaplanabilir ve en yüksek basınç alanından en düşük seviyeye doğru hareket eder. Aynı zamanlarda kaydedilen basınç gradyanına karşı bir dizi ölçüm sırasında not edilen rüzgarları kullanarak belirli bir konum için K değerini deneysel olarak bulabiliriz.
Deniz meltemi: Bu durumda hava, su ile kıyı kenarındaki kara arasında yalnızca kısa bir mesafe hareket eder. Yanal gerilim olmamasına rağmen, Coriolis kuvvetinin etki etmesi için gereken süre çok kısadır. K'nin hesaplanması benzerdir.
Ormandaki hava sirkülasyonu: Bir orman alanındaki basınç farklılıkları, gölgelik altında antitriptik bir rüzgar üretir . Aslında, ormanın üzerindeki rüzgar, dalların ve yaprakların veya iğnelerin sürtünmesi nedeniyle gölgelik altında ancak kısmen yayılabilir. Bununla birlikte, yüzey basıncındaki değişim, ormanın yukarısında olduğu gibi devam eder ve havanın ağaç gövdelerinin stresi ile hareket etmesi gerekir.

Ekler

İlgili Makaleler

Kaynakça

(tr) John A. Dutton, Bitmeyen Rüzgar: Atmosferik Hareket Teorisine Giriş , New York, Courier Dover Yayınları ,2002, 617 s. ( ISBN 978-0-486-49503-3 , LCCN 85029398 , çevrimiçi okuma )
(tr) James R.Holton, Dynamic Meteorology'ye giriş , New York, Academic Press ,2004, 4 th Ed. , ciltli ( ISBN 978-0-12-354015-7 , LCCN 2004044072 , çevrimiçi okuyun )

Referanslar

(en) J. Schaefer Etling ve C. Doswell, " Antitriptik Dengenin Teorisi ve Pratik Uygulaması ", Aylık Hava Durumu İncelemesi , cilt. 108, n o 6,1980, s. 746-756 ( DOI 10.1175 / 1520-0493 (1980) 108 <0746: TTAPAO> 2.0.CO; 2 , çevrimiçi okuyun )[PDF]
(in) Pyles, RD, Kyaw Tha Paw U ve Falk, M., " yönlü rüzgar kesme Eski büyüme ılıman yağmur ormanlarında: gözlemler ve model sonuçları ," Tarım ve Orman Meteorolojisi, Kara, Hava ve Su Kaynakları Departmanı , 1 Shields Avenue, Kaliforniya Üniversitesi, Davis, CA 95616, ABD, yayıncı Elsevier Science BV , cilt. 125, n os 1/2,2004, s. 19-31 ( özet )