24 Билет
1. Антициклон
На карте погоды антициклоны выглядят как более или менее округлые области повышенного давления с вращательным движением воздуха в северном полушарии по часовой, а в южном против часовой стрелки.
Антициклоны занимают огромные площади материка или океана. Особенно больших размеров достигают антициклоны в зимние месяцы на материках, а в летние — в субтропических районах Тихого и Атлантического океанов.
Давление в центре антициклона в большинстве случаев составляет 1020—1030 мбар. Лишь в отдельных случаях давление в центре антициклона над океаном превышает 1040 мбар.
Градиенты давления небольшие, особенно в центральной части антициклона. К периферии они возрастают и иногда достигают значительных величин. В соответствии с этим ветры в центральной части антициклона слабые, часто наблюдается штиль; на периферии ветры заметно сильнее. Ветер дует по направлению часовой стрелки (в южном полушарии — против часовой стрелки), отклоняясь от изобары в сторону низкого давления в среднем на 15—20°. Наибольшие скорости ветра чаще всего наблюдаются в передней, обычно северо-восточной, части антициклона, наименьшие — в тыловой, обычно западной части.
Из-за указанного распределения воздушных течений температура воздуха в восточной части антициклона ниже, чем в западной. Разница в среднем составляет 3°С. В центральной части антициклона наблюдается безоблачная или малооблачная сухая погода.
Основные пути перемещения антициклонов проходят с запада на восток с небольшой южной составляющей (рис. 22). Повторяемость антициклонов в теплую половину года над океанами больше, чем в холодную.
Скорость перемещения антициклонов немного меньше, чем циклонов (в среднем 17—18 уз), но в отдельных случаях достигает 45 уз. По мере развития антициклона скорость его перемещения постепенно уменьшается, и он становится малоподвижным.
2. Волны имеют высоту, длину, период и скорость распространения. Высота волны h равна расстоянию по вертикали от вершины волны до ее подошвы. Длина волны - это расстояние между гребнями или подошвами двух смежных волн. Период волны - это промежуток времени, за который волна проходит расстояние, равное своей длине. Скорость распространения волн С определяется длиной пути, проходимого в единицу времени. Длина волны, скорость ее распространения и период связаны зависимостью
=С*
Средняя крутизна волны определяется отношением высоты волны к ее длине.
Волны могут быть вынужденными, когда они непрерывно поддерживаются дующим ветром, и свободным (зыбь), когда они продолжаются по инерции.
Для выявления общих законов строения волн и характера движения их отдельных частиц при волнении обычно рассматривается трохоидальная теория волн, предложенная Ф.Герстнером (1802г) и развитая Г.Г. Стоксом (1847г). Согласно выводам этой теории, отдельные частицы воды в поверхностных волнах движутся по замкнутым эллипсоидальным орбитам, совершая полный оборот за время, равное периоду волны (Рис.8). В глубоком море эллиптические орбитальные пути превращаются в круговые, а профиль волны изображается трохоидой. Вращательное движение последовательно расположенных частиц воды, сдвинутых на фазовый угол в начальный момент движения, создает картину поступательного движения профиля волны. Таким образом, из трохоидальной теории следует, что в волнении существуют две формы движения: отдельные частицы движутся по замкнутым орбитам, в то время как профиль волны перемещается поступательно в направлении ветра. На основании этой теории были получены следующие формулы, связывающие отдельные элементы волн:
обозначения, которых даны выше, g - ускорение силы тяжести.
3. Дрейфующие льды в море представляют собой скопления отдельных льдин и полей льда. Они непрерывно перемещаются под воздействием течений, приливоотливных колебаний и ветра.
Различают три случая ветрового дрейфа льдов:
Ветровой дрейф сплоченных льдов. Ф.Нансен установил, что такой дрейф отклоняется от направления ветра примерно на 28-300 вправо, а скорость его в 50 раз меньше скорости ветра. Н.Н. Зубов дополнил этот вывод следующими положениями: а) дрейф льдов направлен по изобарам, при этом область повышенного давления атмосферы находится справа (в северном полушарии); б) скорость дрейфа пропорциональна градиенту атмосферного давления:
С=1300р/х
где С - среднее перемещение ледяных полей за месяц (км), р/х - градиент давления, снятый с месячной карты давления (мб/км).
Ветровой дрейф отдельной льдины по Н.Н. Зубову описывается следующим соотношением:
tg=Ah/c sin
где - угол отклонения от направления ветра, А - коэффициент пропорциональности, h - высота льдины, с - скорость дрейфа льдины, - широта места.
Дрейф разрозненных льдов это нечто среднее между дрейфом сплоченных льдов и одиночных льдин.
Льды различаются по происхождению (морские, пресноводные, материковые (глетчерные)), возрасту (начальные формы льда (иглы, сало, снежура, блинчатый лед), однолетний, двухлетний, многолетний (паковый)), подвижности (неподвижные (припай, стамуха, береговые валы), дрейфующие поля (крупнобитый и мелкобитый лед), айсберги, ледяные острова), формам (айсберги: столообразные, пирамидальные, куполообразные, разрушенные), строению, состоянию поверхности (ровные, торосистые).