Сила трения. Реальный ветер

В нижних слоях тропосферы (до 1,5 км) на движение воздуха воздействует еще одна сила – сила трения. Она вызывается прежде всего шероховатостью земной поверхности (рельеф, волны в море и пр.), а также вследствие турбулентности, тем большей, чем больше неустойчивость стратификации атмосферы.

Вследствие трения скорость реального ветра уменьшается у земной поверхности над сушей примерно вдвое, а над морем – на одну треть по сравнению со скоростью геострофического ветра, вычисленной по величине барического градиента.

Сила трения не только замедляет движение, но и изменяет направление этого движения от геострофического, так как установившееся движение воздуха возможно лишь тогда, когда сила горизонтального барического градиента будет уравновешиваться всеми силами, участвующими в движении.

Очевидно, что сила трения будет воздействовать на поток так, что вектор скорости реального ветра (черная стрелка на рис. 13) будет составлять с вектором геострофического ветра некоторый острый угол ά, равный над морем 10–20°, а над сушей 25–30°.

Рис. 13. Реальный ветер в случае прямолинейных изобар

Для циклонических и антициклонических вихрей, где, кроме указанных сил, действует и центробежная сила, сила трения не совпадает по направлению с отклоняющей силой и сила барического градиента не лежит на одной прямой с ней (рис. 14).

Рис. 14. Реальный ветер:

а – при циклонических; б – антициклонических изобарах

Как следует из рис. 14, в нижних слоях циклона ветер направлен против часовой стрелки (в северном полушарии), втекая от периферии к центру. В антициклоне, напротив, составляющая по изобарам будет направлена по часовой стрелке (в северном полушарии) и в целом движение направлено от центра к периферии.