science >> Wetenschap >  >> Fysica

De relatie tussen drukverloop en windsnelheid

De drukgradiënt is de verandering in barometrische druk over een afstand. Grote veranderingen binnen kortere afstanden staan ​​gelijk aan hoge windsnelheden, terwijl omgevingen die minder drukverandering met afstand laten zien, lagere of niet-bestaande winden genereren. Dit komt omdat hogere druklucht altijd naar lucht met lagere druk beweegt in een poging om balans te bereiken in de atmosfeer. Sterkere gradiënten resulteren in een sterkere push.

Identificatie

Oppervlakte-weergaven tonen barometrische druk met lijnen van gelijke druk of isobaren. Deze lijnen, ook wel bekend als drukcontouren, zijn normaal in intervallen van vier millibar (mb). Deze contouren vormen cirkels rond hoge en lage druksystemen op een kaart. Strak gespatieerde contouren betekenen hoge windsnelheden. Omdat de druk over het algemeen met de hoogte afneemt, wordt een afvlakkingsmethode gebruikt die alle stations converteert naar standaarddruk op zeeniveau die wordt beschouwd als 1013 mb of 29,92 inch kwik (inHg).

Wiskunde van verloop

De hoge tot lage kracht die wind en de snelheid veroorzaakt, werkt op synoptische schalen zoals die worden weergegeven op conventionele oppervlaktekaarten. Verlopen kunnen ook voorkomen op schalen die veel kleiner zijn dan de hoge en lage systemen die zijn gekoppeld aan middelste breedtegraadsystemen. Een voorbeeld is een microburst die optreedt binnen een individuele onweersbui. Een microburst is een verticale drukgradiënt die wordt veroorzaakt door bestaande droge lucht eronder of in de onweersbui. Regen verdampt in deze droge lucht en veroorzaakt verkoeling. Koele lucht is dichter, waardoor er lucht onder hogere druk ontstaat die naar de oppervlakte valt.

Geografische schaal

De hoge tot lage kracht die wind veroorzaakt en zijn snelheid werkt op synoptische schalen zoals die afbeelding op conventionele oppervlaktekaarten. Verlopen kunnen ook voorkomen op schalen die veel kleiner zijn dan de hoge en lage systemen die gepaard gaan met onweersbuien op de middelste breedtegraad. Een voorbeeld is een microburst die optreedt binnen een individuele onweersbui. Een microburst is een verticale drukgradiënt die wordt veroorzaakt door bestaande droge lucht eronder of in de onweersbui. Regen verdampt in deze droge lucht en veroorzaakt verkoeling. Koele lucht is dichter, waardoor lucht met hogere druk wordt gecreëerd die naar de oppervlakte valt.

Precieze relatie

Windsnelheid wordt bepaald door drukgradiënt, dus welke magnitude van gradiënt komt overeen met een bepaalde windsnelheid? Volgens The Weather Book van Jack Williams zal een drukverschil van een halve pond per vierkante inch tussen plaatsen die 500 mijl uit elkaar liggen de lucht in een periode van drie uur nog steeds tot 80 mph versnellen. " Met ervaring kijkend naar kaarten van een bepaald gebied, kan de windsnelheid worden geschat door te kijken naar isobarafstand. Dit is moeilijk om precies te zijn, omdat andere factoren zoals wrijving, het Coriolis-effect en "spin-out" en breedtegraad van invloed zijn op de snelheid. Een voorbeeld van metservice.com is "een tussenruimte van ongeveer twee graden breedtegraad (met rechte isobar) betekent frisse wind over Auckland, maar een storm over Fiji."

Misvattingen

Volgens een online krant van Central Michigan University is het niet waar dat lucht altijd de drukgradiëntkracht van hoog naar laag volgt. Neerwaartse verticale beweging kan gebeuren met weinig stroming naar hoog. Dit is het gevolg van het feit dat de zwaartekracht simpelweg groter is dan de drukgradiënt.