а) В барической системе с концентрическими круговыми изобарами
градиенты направлены по радиусам от периферии к центру (см. рис.
75). Это значит, что в центре системы давление самое низкое, а к
периферии оно растет. Такая барическая система с низким давлением в
центре и с концентрическими круговыми изобарами представляет собой
простейший вид циклона. Центробежная сила в циклоне направлена
всегда наружу, в сторону выпуклости траектории (изобары), т. е. в
данном случае против силы градиента.
Как правило, центробежная сила в действительных атмосферных условиях
меньше силы градиента. Поэтому для равновесия действующих сил нужно,
чтобы отклоняющая сила вращения Земли была направлена так же, как и
центробежная сила, и чтобы они вместе уравновешивали силу градиента.
Значит, и отклоняющая сила должна быть направлена наружу, от центра
циклона. Скорость же ветра должна отклоняться напрямой угол от отклоняющей силы (в северном полушарии влево).
Стало быть, ветер будет дуть по круговым изобарам циклона против
часовой стрелки, отклоняясь от барического градиента вправо.
Рис. 75. Градиентный ветер в циклоне. G -
сила барического градиента, А - отклоняющая сила вращения Земли, С -
центробежная сила, v"r - скорость градиентного ветра.
Рис. 76. Градиентный ветер в антициклоне.
Усл. обозначения см. рис. 75.
б) В центре барической системы давление самое высокое, к
периферии оно убывает. Следовательно, барические градиенты
направлены от центра к периферии (см. рис. 76). Это случай области
высокого давления, антициклона. Центробежная сила в антициклоне
направлена наружу, в сторону выпуклости изобар, т. е. одинаково с
силой градиента. Отсюда следует, что отклоняющая сила вращения Земли
должна быть направлена внутрь антициклона, чтобы уравновешивать две
одинаково направленные силы - градиента и центробежную. Если
отклоняющая сила направлена к центру, то скорость, отклоняющаяся от
нее на прямой угол (в северном полушарии влево), должна быть
направлена так, чтобы ветер дул по круговым изобарам антициклона по
часовой стрелке.
2. В обоих случаях, как и в случае геострофического ветра, скорость
градиентного ветра отклоняется от барического градиента вправо в
северном полушарии. В южном полушарии, где отклоняющая сила вращения
Земли направлена влево от скорости, градиентный ветер будет
отклоняться от градиента влево. Поэтому в южном полушарии движение
воздуха по изобарам в циклоне происходит по часовой стрелке, а в
антициклоне - против часовой стрелки. В дальнейшем мы будем
рассматривать только условия северного полушария.
Отсюда легко заключить, что при одном и том же градиенте скорость
градиентного ветра в циклоне меньше, а в антициклоне больше, чем при
прямолинейных изобарах, т. е. больше, чем скорость геострофического
ветра. Это видно и из рис. 75 и 76. Скорость ветра пропорциональна
отклоняющей силе. Но в случае антициклона отклоняющая сила больше, а
в случае циклона меньше, чем сила градиента. Поэтому одному и тому
же градиенту соответствует в антициклоне большая скорость ветра, чем
в циклоне.
Действительный ветер в циклонах и антициклонах в свободной атмосфере
ближе к градиентному ветру, чем к геострофическому. Но в слоях,
близких к земной поверхности, действительный ветер вследствие трения
сильно отличается и от того, и от другого.
