LastScan2

wierzchni obracającej się Ziemi i usiłujące zachować wskutek bezwładności pierwotny kierunek ruchu, uzyskuje w stosunku do tej powierzchni przyspieszenie „uzupełniające”, nazywane siłą Co-riolisa. Przyspieszenie to jest zawsze prostopadłe do prędkości

N

S

Rys. 75. Działanie siły Coriolisa (wg Pettersena).

Podwójne strzałki wskazują kierunki wiatru, pojedyncze — kierunek odchylenia wiatru pod wpływem siły Coriolisa

poruszające się poziomo na powierzchni Ziemi lub w pobliżu tej powierzchni, a więc i powietrze, odchylają się: na półkuli północnej w prawo, a na półkuli południowej w lewo względem kierunku ich ruchu (rys. 75).

Wartość siły Coriolisa (F_cor) wynosi:

Fęor ⁼ 2 co V sin <p,

gdzie:

F_cor — siła Coriolisa (m/s²), oj    — szerokość geograficzna.

V    — prędkość wiatru (m/s),

cp — prędkość kątowa ruchu obrotowego Ziemi (1/s),

Jak wynika z podanego wzoru, wielkość siły Coriolisa rośnie ku biegunom i w miarę wzrostu prędkości wiatru. Siła ta jest jednak niewielka. Jej efekt odchylający może być mimo to znaczny, gdy działa ona na dużych odległościach przez dłuższy czas.

Siła tarcia. Siła ta hamuje ruch powietrza i zmienia kierunek ruchu. Wartość siły tarcia wyznacza w przybliżeniu wzór:

T = — kV,

gdzie:

T — siła tarcia (w m/s²), k — współczynnik tarcia,

V — prędkość wiatru (w m/s).

Tarcie w masie powietrza rozpatruje się jako łączne oddziaływanie tarciaj powietrza o powierzchnię Ziemi i tarcia wewnętrznego (turbulencyjnego), tj. tarcia powietrza o powietrze, towarzyszącego ruchom turbulencyjnym. Decydujące znaczenie ma tarcie turbulencyjne. Ponieważ intensywność ruchów turbulencyjnych zależy od charakteru powierzchni Ziemi, przeto powierzchnia ta wywiera znaczny wpływ na tarcie turbulencyjne. Im dalej od powierzchni Ziemi, tym siła tarcia jest mniejsza i od wysokości ok. 1000 m można ją już pominąć. Stwierdzono, że siła tarcia odchyla wiatr średnio o 35° w lewo (patrząc w kierunku działania siły tarcia).

Siła odśrodkowa. Występuje ona przy ruchu krzywoliniowym. Jest skierowana zawsze na zewnątrz krzywizny toru. Wartość tej siły wzrasta proporcjonalnie do kwadratu prędkości wiatru i jest tym większa, im mniejszy jest promień krzywizny toru, po którym odbywa się ruch.

W wyniku wspólnego oddziaływania wymienionych sił wiatr w warstwie przyziemnej wieje względem izobar średnio pod kątem 30°, tworząc z kierunkiem gradientu ciśnienia kąt a, mniejszy od 90° (rys. 76). Z rozważań tych wynika, że na półkuli północnej obserwator, patrzący zgodnie z kierunkiem wiatru, ma niskie ciśnienie po lewej ręce, nieco ku przodowi, a wysokie po prawej, nieco ku tyłowi. Stwierdzenie to nosi nazwę barycz-nego prawa wiatru, znanego też jako prawo Buys--Ballota.

Na poziomie 500 m prędkość wiatru jest już średnio dwukrot-

249