Продолжение табл. 5
Июль, 80° W (з. д.)
Скорость ветра, м/с
|
Геопотенциальная высота Н, км |
Географическая широта |
|||||||||||||||
|
j=50° |
j=60° |
j=70° |
j=80° |
|||||||||||||
|
1% |
10% |
1% |
10% |
1% |
10% |
1% |
10% |
|||||||||
|
низкие |
высокие |
низкие |
высокие |
низкие |
высокие |
низкие |
высокие |
низкие |
высокие |
низкие |
высокие |
низкие |
высокие |
низкие |
высокие |
|
|
0 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
1 |
1 |
19 |
3 |
14 |
1 |
21 |
3 |
15 |
1 |
16 |
3 |
11 |
- |
- |
- |
- |
|
2 |
1 |
22 |
3 |
17 |
1 |
22 |
3 |
15 |
1 |
19 |
3 |
13 |
1 |
18 |
3 |
13 |
|
3 |
1 |
25 |
4 |
19 |
1 |
23 |
3 |
16 |
1 |
21 |
3 |
15 |
1 |
20 |
3 |
14 |
|
4 |
1 |
28 |
5 |
21 |
1 |
24 |
3 |
17 |
1 |
23 |
3 |
17 |
1 |
23 |
4 |
16 |
|
5 |
1 |
31 |
6 |
23 |
1 |
26 |
4 |
19 |
1 |
25 |
4 |
18 |
1 |
25 |
4 |
18 |
|
6 |
1 |
34 |
6 |
25 |
1 |
30 |
4 |
23 |
1 |
27 |
4 |
20 |
1 |
27 |
4 |
20 |
|
7 |
1 |
40 |
7 |
28 |
1 |
36 |
5 |
27 |
1 |
29 |
5 |
21 |
1 |
30 |
5 |
23 |
|
8 |
2 |
45 |
8 |
32 |
2 |
40 |
6 |
29 |
1 |
31 |
5 |
23 |
2 |
33 |
6 |
25 |
|
9 |
2 |
50 |
9 |
37 |
2 |
39 |
6 |
29 |
1 |
32 |
5 |
24 |
2 |
36 |
6 |
26 |
|
10 |
2 |
53 |
9 |
40 |
2 |
36 |
6 |
26 |
1 |
30 |
4 |
22 |
2 |
36 |
6 |
24 |
|
11 |
1 |
52 |
9 |
40 |
1 |
32 |
6 |
24 |
1 |
24 |
3 |
17 |
1 |
30 |
6 |
21 |
|
12 |
1 |
49 |
9 |
36 |
l |
29 |
5 |
21 |
1 |
19 |
3 |
15 |
1 |
23 |
5 |
17 |
|
13 |
1 |
43 |
8 |
30 |
1 |
26 |
4 |
19 |
1 |
17 |
3 |
13 |
1 |
17 |
4 |
13 |
|
14 |
1 |
35 |
6 |
25 |
1 |
22 |
3 |
16 |
1 |
15 |
2 |
11 |
1 |
14 |
3 |
11 |
|
15 |
1 |
28 |
5 |
20 |
1 |
19 |
3 |
14 |
1 |
14 |
2 |
10 |
1 |
13 |
3 |
9 |
|
16 |
1 |
22 |
4 |
17 |
1 |
15 |
2 |
12 |
1 |
13 |
2 |
9 |
1 |
11 |
2 |
8 |
|
17 |
1 |
20 |
4 |
15 |
1 |
13 |
2 |
10 |
1 |
12 |
2 |
8 |
1 |
11 |
2 |
8 |
|
18 |
1 |
19 |
3 |
14 |
1 |
11 |
2 |
9 |
1 |
12 |
2 |
8 |
1 |
10 |
2 |
7 |
|
19 |
1 |
18 |
3 |
13 |
1 |
10 |
2 |
8 |
1 |
11 |
2 |
8 |
1 |
10 |
1 |
7 |
|
20 |
1 |
18 |
3 |
13 |
1 |
10 |
2 |
8 |
1 |
11 |
2 |
7 |
1 |
9 |
1 |
6 |
|
21 |
1 |
19 |
3 |
13 |
1 |
10 |
2 |
8 |
0 |
10 |
1 |
7 |
1 |
9 |
1 |
6 |
|
22 |
1 |
19 |
3 |
14 |
1 |
11 |
2 |
8 |
1 |
10 |
2 |
7 |
1 |
9 |
1 |
6 |
|
23 |
1 |
20 |
3 |
15 |
1 |
13 |
2 |
10 |
1 |
11 |
2 |
8 |
1 |
8 |
1 |
5 |
|
24 |
1 |
20 |
3 |
15 |
1 |
14 |
3 |
10 |
1 |
11 |
2 |
8 |
1 |
7 |
1 |
5 |
|
25 |
1 |
21 |
4 |
20 |
1 |
15 |
3 |
12 |
1 |
11 |
2 |
8 |
1 |
7 |
1 |
5 |
1. Основные положения
Воздушные течения в атмосфере формируются под воздействием температуры воздуха и атмосферного давления, шероховатости поверхности земли, ее вращения и других факторов. Такая многофакторная зависимость создает значительную изменчивость ветра во времени и пространстве и проявляется в сезонных колебаниях циркуляции, и пульсаций разных масштабов от циклонов и антициклонов до мелких вихрей.
В горизонтальной плоскости распределение ветра вдоль меридиана имеет следующие особенности:
преобладание восточной составляющей в зональном течении нижней и средней тропосферы тропических широт;
наличие систематических меридиональных составляющих на 0-30° с. ш. в северной части пояса - в нижней тропосфере, в южной части - в средней тропосфере;
в субтропических широтах 30-40° с. ш. - преобладание западного ветра. С высотой скорость ветра резко возрастает и воздушный поток принимает характер струйного течения с осью на уровне 10-13 км;
в умеренных широтах 40-60° с. ш. западный поток имеет волновой характер. В системе сильно мигрирующих циклонов преобладают струйные течения с осью на высотах 8-9 км, область их распространения более обширна, чем в субтропиках, и осреднение их не выявляет строгой локализации;
в стратосфере воздушные потоки характеризуются муссонной сменой направлений: севернее 30° с. ш. зимние западные ветры сменяются летом на восточные с преобладанием отрицательных сдвигов (с высотой скорость ветра уменьшается) на высотах 9-20 км; севернее 60-65° с. ш. зимой преобладают резкие положительные сдвиги ветра, а в стратосфере полярных широт появляются струйные течения западного направления.
2. Принципы и формулы для расчета характеристик ветра
В основу расчетов характеристик ветра была положена информация о средних месячных значениях скоростей ветра на главных изобарических поверхностях. При составлении и анализе карт изотах принимались во внимание условия годового распределения характеристик ветра на разных изобарических поверхностях и условия рельефа.
По широтным поясам и северному полушарию средние характеристики ветра рассчитывались по узлам регулярной координатной сетки через 10° долготы и 10° широты для поверхности Земли и изобарических поверхностей 850, 700, 500, 300, 200, 100, 50 и 30 мбар.
Средние значения скорости ветра и средние квадратические отклонения s определялись по формулам:
(1)
(2)
где - среднемесячная скорость ветра в i-ом узле регулярной координатной сетки;
si - средние квадратические отклонения скорости ветра в узле регулярной координатной сетки;
n - число узлов по району осреднения, вдоль пояса широты n = 36.
Для каждого уровня изобарической поверхности по формуле (1) были рассчитаны средние значения зональной и меридиональной составляющих результирующего вектора, а также значения скалярной скорости ветра, а по формуле (2) - средние квадратические отклонения составляющих. В функции геопотенциальной высоты характеристики ветра определялись графически.
3. Применение закона кругового нормального распределения к расчету характеристик ветра
Для расчета характеристик ветра использован закон кругового нормального распределения векторов с плотностью вероятности модулей
где I0(х) - функции Бесселя нулевого порядка от мнимого аргумента.
При расчете средних характеристик ветра для широтных поясов выше 20° с.ш., где не превышает 6% , а по абсолютной величине менее 1 м/с, принято = 0, тогда = = . Это позволит ограничить исходные параметры распределения для поясов 20-40°, 40-60° и 60-80° с. ш. лишь значениями и sr.
Средняя скалярная скорость ветра , (математическое ожидание) рассчитана по формуле
