синоптика. Тема 2 Лекц 2. F есть не что иное, как произведение массы
 Скачать 113.08 Kb.
|
|
1. Физические основы абсолютной барической топографии Прежде чем перейти к построению высотных карт, ознакомимся с понятиями «геопотенциал» и «геопотенциальная высота». Геопотенциалом или потенциалом силы тяжести, называют работу, которую необходимо затратить, чтобы поднять единицу массы с уровня моря на данную высоту, преодолевая ускорение свободного падения. За единицу геопотенциала принят геопотенциальный метр, представляющий собой работу, которую необходимо затратить, чтобы единицу массы поднять на высоту 1 м, преодолевая при этом ускорение свободного падения g = 9,8 м/с2. Т.к. сила Fесть не что иное, как произведение массы m на ускорение g, а работа A выражается произведением силы на путь, то работу можно представить, как: A = maS В нашем случае a = g, а путь S равен высоте z поднятия единицы массы на 1 метр (m = 1). Тогда работа имеет вид: A = 1gz Обозначая геопотенциал через Ф, получим: Ф = gz Т.к. практический интерес представляет геопотенциал относительно уровня моря, то на этом уровне условно принято считать его равным нулю. Геопотенциал в данной точке или на данной поверхности, выраженный в геопотенциальных метрах называют геопотенциальной высотой. Данные об атмосферном давлении на высотах получают с помощью аэрологических наблюдений. Для вычисления высот изобарических поверхностей применяется рабочая барометрическая формула:  где  – высота в геопотенциальных метрах; – средняя виртуальная температура слоя;p0 и p – давление на уровне море и данной изобарической поверхности.  где  – средняя температура слоя.Абсолютным геопотенциалом называют высоту данной изобарической поверхности над уровнем моря, выраженную в гп.м. 2. Составление и первичный анализ карт АТ. Карта топографии изобарической поверхности по отношению к уровню моря называется картой абсолютной топографии изобарической поверхности p=constant (850, 700, 500, 300 гПа и др.) и представляет собой проекцию данной изобарической поверхности на плоскость (карту погоды). Для синоптического анализа используются так называемые стандартные изобарические поверхности, средние высоты которых приближённо составляют:
Данные аэрологических наблюдений наносятся на карты абсолютной барической топографии согласно схеме:  где  – высота изобарической поверхности в геопотенциальных декаметрах (гп. дам),  – температура воздуха в целых градусах,  – дефицит точки росы в градусах с десятыми долями (в учреждениях Росгидромета наносится в цифрах кода, также как и видимость или с. 113 Руководства),  – изменение абсолютного геопотенциала за предыдущие 12 или 24 часа (АТ-700 и АТ-500), положительные значения наносятся синим цветом, отрицательные – красным, в телеграммах не передаётся – рассчитывается.
Анализ карт АТ: – проведение изогипс и изаллогипс; – выделении влажных воздушных масс (АТ-850, АТ-700, АТ-500); – проведении атмосферных фронтов (АТ-850); – проведении осей струйных течений; – выявление зон с положительными отклонениями температуры от её стандартных значений. Изогипсы проводятся сплошными плавными линиями на картах АТ-850, АТ-700, АТ-500 через 4 гп. дам (кратные 4); выше – через 8 гп. дам. Случаен ли выбор интервала между изогипсами? Почему не проводить через 5 гп. дам? Величина барической ступени у поверхности Земли равна приблизительно 8 м. Точка С располагается приблизительно на высоте 40 м над уровнем Земли. Следовательно геопотенциальная высота поверхности р в пункте В будет больше чем в пункте А на 4 гп. дам. Поэтому, если на картах АТ поверхности р проводить изогипсы для значений, кратным четырём, расстояния между ними будут практически равны расстояниям между соответствующими изобарами на ПКП (см. рис ранее) Направление изогипс либо совпадает с направлением ветра на данной изобарической поверхности, либо отклоняется от него в сторону низкого давления под углом не более 20-30о. В горных районах, а также в районах со слабыми ветрами (менее 10 м/с) отклонение может быть больше. Густота изогипс согласуется со скоростью ветра (чем сильнее ветер, тем гуще изогипсы). Изогипсы надписываются аналогично изобарам. Центры областей высокого низкого геопотенциала обозначаются буквами В и Н. Изаллогипсыпроводятся прерывистыми тонкими линиями через 4 гп. дам. Каждая изаллогипса подписывается. Обозначаются очаги максимального роста и падения. Выделение влажных воздушных масс. Зелёным цветом проводятся изолинии дефицита точки росы 1.5° для АТ-850, 2.0° для АТ-700, 2.5° для АТ-500. Области внутри изолиний закрашиваются зелёным цветом и подписываются «Влажно». Если на картах АТ-500, АТ-400, АТ-300, АТ-200 и АТ-100 наблюдаются струйные течения (СТ), то ось СТ проводится в виде полосы коричневого цвета шириной 0.5-1.0 см со стрелкой на конце. Она располагается вдоль изогипс в местах их максимального сгущения, где скорость выше 30 м/с. В области наибольших скоростей ветра на оси струи проставляются их максимальные значения в км/ч. Зоны с положительными отклонениями температуры от её стандартных значенийвыделяются на картах АТ-300, АТ-200 и АТ-100. Вычисление отклонений осуществляется путём вычитания из фактических значений температуры её стандартных значений (АТ-300 – 45°, АТ-200 и АТ-100 – 56°). Изолинии положительных отклонений температуры, кратные 10°, проводятся красным карандашом. Области положительных отклонений температуры внутри изолинии 10° затушёвываются красным цветом, а в центре их проставляются максимальные значения отклонений. Заключение 1. В.И.Воробьёв. Синоптическая метеорология: Учебник. – Л. Гидрометеоиздат, 1991 г. – С. 32-51. 2. Руководство по практическим работам метеорологических подразделений авиации Вооруженных Сил. – М. Воениздат, 1992 г. – С. 101-111, 114-120. |
.