1. Скорость ветра уменьшается вследствие трения настолько, что у
земной поверхности (на высоте флюгера) над сушей она примерно вдвое
меньше, чем скорость геострофического ветра, рассчитанная для того
же барического градиента. Например, в Берлине средняя годовая
скорость ветра у земной поверхности 4,8 м/с, а средняя скорость
геострофического ветра, вычисленного по приземным барическим
градиентам, 9,5 м/с. Над морем скорость действительного ветра
составляет около 2/з скорости геострофического ветра.
Рис. 78. Ветер в слое трения (равномерное
прямолинейное движение воздуха при наличии силы трения). G - сила
барического градиента, А - отклоняющая сила вращения Земли, R - сила
трения, v - скорость ветра.
С высотой сила трения убывает it скорость ветра поэтому
возрастает, пока на высоте около 1000 м не станет близкой к скорости
геострофического ветра. В Берлине средняя годовая скорость ветра на
высоте 1000 м равна 10,2 м/с, т. е. немногим больше, чем приземная
скорость геострофического ветра.
2. Сила трения влияет на направление ветра.
Представим себе равномерное прямолинейное движение воздуха при
наличии силы трения. Это значит, что должны уравновешиваться три
силы: градиента, отклоняющая и трения (рис. 78). Так как сила трения
противоположна вектору скорости, то она не лежит на одной прямой с
отклоняющей силой вращения Земли. Поэтому и сила градиента,
уравновешивающая сумму двух остальных сил, не может лежать на одной
прямой с отклоняющей силой. Как видно из рис. 78, она будет
составлять со скоростью ветра не прямой, а острый угол. Иными
словами, скорость ветра будет направлена не по изобарам, а будет
пересекать их, отклоняясь при этом от градиента вправо (в северном
полушарии) на угол меньше прямого. Скорость ветра в этом случае
можно разложить на две составляющие - по изобаре и по градиенту.
Рис. 79. Изобары (1) и линии тока (2) в
нижних частях циклона (а) и антициклона (б).
3. Если представить себе равномерное движение воздуха при
круговых изобарах и при наличии силы трения, мы придем к
аналогичному выводу. И в этом случае сила трения не совпадает по
направлению с отклоняющей силой, поэтому сила барического градиента
не лежит на одной прямой с отклоняющей силой. Скорость ветра также
будет отклоняться от изобар, имея составляющую, направленную по
барическому градиенту.
При этом в циклоне, где градиенты направлены от периферии к центру,
ветер будет иметь составляющую, направленную к центру. Она
присоединяется к составляющей, направленной по изобарам против
часовой стрелки. Поэтому в нижних слоях циклона ветер будет дуть
против часовой стрелки, оттекая от периферии к центру. В антициклоне
же составляющая по изобарам будет направлена по часовой стрелке, к
ней присоединяется составляющая, направленная по градиенту наружу,
от центра антициклона к периферии. Ветер в нижних слоях антициклона
будет дуть по часовой стрелке, одновременно вынося воздух изнутри
антициклона к периферии.
Проведя линии тока в нижних слоях циклона, мы увидим, что они
представляют собой спирали, закручивающиеся против часовой стрелки и
сходящиеся к центру циклона. Центр циклона является для линий тока
точкой сходимости. В нижних слоях антициклона линии тока
представляют собой спирали, расходящиеся по часовой стрелке от
центра антициклона. Последний является для линий тока точкой
расходимости (рис. 79).
Понятно, что в южном полушарии спиралеобразные линии тока будут
направлены в циклоне по часовой стрелке и в антициклоне- против
часовой стрелки. Но составляющая скорости ветра, нормальная к
изобарам, будет и там в циклоне направлена внутрь, а в антициклоне
наружу.
