// Вие четете...

Атмосфера

Сили действащи в атмосферата.

„Ученият е учен навсякъде, кралят е крал само в кралството си.“

Сили действащи в атмосферата.

Атмосферата се намира в непрекъснато движение. Движение на въздуха относно земната повърхност (вятър) се поражда от неравномерното разпределение на налягането в хоризонтална плоскост. За установяване движението на въздуха огромна роля играят отклоняващата сила предизвикана от въртенето на Земята и силата на триене.
Сили на налягането. При наличие на движение на въздуха изобаричните повърхности са наклонени под някакъв ъгъл към хоризонта. Хоризонталната съставляваща на градиента на налягането е единствената сила под чийто влияние възниква хоризонтално движение на въздуха (вятър). Тази съставляваща често се нарича баричен градиент.
Отклоняваща сила на въртене на Земята (сила на Кориолис). Тъй като атмосферата участва в денонощното въртене на Земята с определена ъглова скорост, то на всяка частица въздух, движеща се с някаква скорост по отношение на земната повърхност, действа силата на Кориолис. Най-голям интерес представлява хоризонталната съставляваща и нейните хоризонтални проекции. При хоризонтално движение на въздуха силите на Кориолис действат под прав ъгъл по отношение на движението, на дясно в северното полукълбо и на ляво в южното.
Сили на триене (молекулярно и турбулентно). Триенето се появява при течностите и газа в тези случаи, когато различните им части имат различна скорост на движение. В атмосферата най-голямо значение имат силите на триене, пораждащи изменение в скоростта на вятъра с височината, тъй като вертикалния градиент на скоростта на вятъра е в много пъти по голям от хоризонталния.
Молекулите на въздуха имайки някакво постъпателно движение с някаква скорост извършват хаотични топлини движения и преминавайки на друго ниво те се сблъскват с молекулите на новото ниво, имащи други скорости на движение, като им придават от своята скорост или ги забавят. По втория закон на Нютон всяко изменение на количеството движение може да се разглежда като резултат от действието на някаква сила. Тази сила отнесена към единица повърхност се нарича напрежение на молекулярното триене.
Напрежението на молекулярно триене е пропорционално на вертикалния градиент на вятъра. Коефициента на пропорционалност се нарича динамичен коефициент на вискозитет. Отношението на динамичния коефициент към масата се нарича кинематичен коефициент на вискозитета.
Ако движението носи турбулентен характер, то обмена на количеството движение протича благодарение на преместването не само на молекулите, но и значително повече на масата на частиците въздух. В случай на турбулентен поток моментната скорост на отделните частици силно се изменя (по направление и по абсолютна величина), както във времето, така и при прехода от една частица към друга. Поради това е въведено понятието средна скорост на потока (средна по скорост или по обем). По отношение на разпределението на скоростта на вятъра с височината и за нейното изменение във времето се има в предвид средната скорост на вятъра.
Напрежението на турбулентно триене ще зависи от коефициента на турбулентен вискозитет (турбулентен обмен) и коефициента на турбулентност.
Коефициента на турбулентен вискозитет е в стотици пъти по-голям от коефициента на молекулярен вискозитет и по тази причина ролята на молекулярното триене е изключително малко в сравнение с турбулентното, за изключение на много тънък вискозен подслой, прилягащ към земната повърхност.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар