为什么风定期改变方向?

Question

整个页面创建图像字幕:风,改变方向

澄清,想象你坐在船中间的湖记录风向的每一分钟。你注意到风改变了方向大约每5分钟从340°- 360°和来回……

在其他天之间的时间和数量(°)的风可以更大或更小的转变。

我想这是与风在陆地上:

• 众所周知,风在陆地上定向偏转(摩擦的影响)
• 风在大气中更高少阻碍了所以偏转

我的猜测是,风在湖上经历了这些交替的现象虽然它超出我的具体机制。我会非常感谢一个真正的解释。

Answer 1

为什么的答案有风,请参阅:风从哪里来?

建立了力量驱动,即:

• 非线性平流的势头
• 压强梯度力(PGF)
• 科里奥利力
• 摩擦

摩擦在水比土地少,所以风会流更多的等压线平行比他们会降落在地球表面。PGF之间的力平衡、科氏力和摩擦很容易概念化:

_{图片来自伊利诺伊大学香槟分校学分http://ww2010.atmos.uiuc.edu/ (Gh) / abt / aknw / dvlp.rxml}

在这我们可以看到,看到风将与低压流,其左,和交叉等压线略向低压。风穿过等压线的角度与摩擦。风的方向是与等压线和摩擦的方向有关。风的速度与等压线间距(=快,远=缓慢)。

然而,这只解释了稳态风处于平衡状态,这是伟大的理论解释,但太理想化了,真正的气氛。在你观察在湖上,流不稳定状态和那个讨厌的非线性项是在工作。

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大气的最低水平称为边界层,这从表面延伸到大约1 - 2公里。白天边界层“混合”,这意味着它有一个统一的潜在的温度和水分剖面和动荡。真的过于简单动荡,考虑不同大小的旋转运动。最大的尺寸大小的这些漩涡边界层的深度。最小尺寸的漩涡在毫米的规模,还有中间大小的漩涡。

我们只能考虑最大的漩涡。这些漩涡的顶部的顶部的边界层风通常更快(它可以稍快,或更快)。这个漩涡将混合这一势头的一些表面,底部的漩涡。这些漩涡也在移动,而不是坐在一个地方。有漩涡的地方,会有一个不同的风速比透明,这将取决于风的方向,漩涡和动量表面向下混在一起喝。如果你是站在一个地方,这将给你观察的效果,风改变方向和/或速度。

现在考虑的所有不同大小的漩涡这样做,事情变得一团糟(湍流)。有些日子这种影响很小,你可能会注意到在风中微妙的变化,和在其他的日子里,你可能强劲的阵风和“颠簸”的空气。

最后,让我们回到湖。湖中有一个温度变化和动量通量和海洋上空的空气,产生风的变化。所有这些风移动质量的最终结果是,风是导致压力场的发展,和这些变化反馈到风。

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上面的效果可以滚到动量方程中的非线性和摩擦条件,这是风的原因,你的观察周期性地改变方向。