Изменение скорости ветра и направления с увеличением высоты

С высотой сила трения уменьшается, поэтому скорость ветра увеличивается, одновременно происходит изменения его направления, оно приближается к направлению изобар. В приземном слое, до высоты 30 метров, скорость ветра быстро возрастает, а направление не изменяется, затем происходит увеличение скорости ветра и изменение его направления. В Северном полушарии ветер будет поворачивать вправо, в Южном – влево до тех пор, пока его направление не приблизится к геострофическому ветру.

Высота, начиная с которой ветер можно считать геострофическим зависит от:

1) характера подстилающей поверхности

2) стратификации атмосферы

3) величины скорости ветра

Чем больше шероховатость поверхности, тем на большую высоту распространяется сила трения. При неустойчивой стратификации наблюдается конвекция, происходит перемешивание слоев атмосферы, сглаживание скоростей. В этом случае ветер приближается к градиентному на высотах более 1500 метров.

При устойчивой стратификации турбулентное перемешивание почти отсутствует, обмен воздушными массами ослаблен, скорость ветра в нижних частях атмосферы мала и с высотой быстро достигает направления градиентного. В этих случаях высота слоя трения 300-500 м.

Рис. 13 Изменение направления и скорости ветра с увеличением высоты

Приземный ветер отклоняется от горизонтального градиента давления в среднем на 60 ° вправо (в Северном полушарии), постепенно увеличиваясь с высотой и на уровне трения становится градиентным, достигая угла 90°. Над морем угол у поверхности составляет примерно 70 - 80°, над сушей (где больше трение) – 40 - 50°.

Если стратификация атмосферы неустойчивая, то уже вблизи подстилающей поверхности угол может быть около 80°, однако, поворот его к направлению геострафического ветра будет происходить медленно с увеличением высоты.

Если стратификация атмосферы устойчива, особенно при инверсиях, то приземный ветер отклоняется от градиента давления влево на угол 20 – 30°,затем с увеличением высоты резко поворачивает вправо.