מבוא למטאורולוגיה מפגש 2

האוויר בתנועה - 2מפגש

: מפגש זה מתמקד בשני נושאים

התנסות במפות סינופטיות של לחץ ורוח

2העמקה והדגמה של נושאים תיאורטיים מיחידה

קצת אקטואליה

מפת הלחץ מראה שקע בין רודוס לקפריסין

ורוח דרום מערביתמצב פוטנציאלי לגשם : המשמעות

L

(דומה לזו של עוד יומיים)ימים 3תחזית לעוד

. עדיין מעודד גשם ויוצר רוח מערבית. השקע נע מזרחה והפך לאפיק

?מה ההבדל בין שתי המפות מבחינת מזג האוויר

H

שדה הלחץ ושדה הרוח

רוח גיאוסטרופית

:מקרא

כוח גרדיינט הלחץ

כוח קוריוליס

נוצר איזון גיאוסטרופי

קיים איזון גיאוסטרופי

רוח בהשפעת חיכוך

:מקרא

כוח גרדיינט הלחץ

כוח קוריוליס

כוח החיכוך

כוח החיכוך בולם את הרוח

נוצר איזון חדש

כוח קוריוליס נחלש

ניתוח שדה הלחץ

ניתוח שדה הרוח

השילוב בין הלחץ והרוח

לאיזובריםהרוח נושבת בקירוב במקביל סטיה לעבר הלחץ הנמוך תוך

גרדיינטיתרוח

מתקיים , משנה הרוח את כיוונהבה , מעגלית או גליתבזרימה

ולקוריוליסהלחץ גרדיינטבו מצטרף לכוח גרדיינטיאיזון בקירוב גם הכוח הצנטריפוגאלי

p f

Ce

גרדיינטיתרוח

בזרימה ציקלונית

p f

Ce

L

כוח קוריוליס מאזן את כוח

הלחץ בהפחתת ' גרד

הצנטריפוגלי ולכן הרוח

מהגיאוסטרופית חלשה

מאזן את קוריוליסכוח

הלחץ בהוספת ' כוח גרד

הצנטריפוגלי ולכן הרוח

מהגיאוסטרופית חזקה

pf

Ce

בזרימה אנטיציקלונית

H

: מתקיים חוק בויס בלוט, ובגאוסטרופית הגרדיינטיתברוח

כשהרוח בגבך הלחץ הנמוך משמאלך

כללי ניתוח -ניתוח מפות

( וכו 1005 ,1000)ב "מ 5מעבירים איזוברים במרוחים של

מומלץ להתחיל מאיזובר הבא מקצה המפה או ממערכת לחץ סגורה

(שקע או רמה)

יש להתוות את האיזובר כשהלחץ הגבוה מימין לכיוון התקדמות

העיפרון

אין איזוברים שונים חוצים זה את זה ואין איזובר מתפצל לשניים

למעט בחזית, יש להימנע מיצירת חידודים. צורה מעוגלת לאיזוברים

העבירו אותו כך שהרוח -במקרה של אי ודאות לגבי כיוון האיזובר

לעבר הלחץ הנמוך 30 -תחצה אותו בזוית של כ

'ציקלוניות'או ( vorticity) - ערבוליות

של הזרימה הציקלוניותמדד כמותי למידת

אנטיציקלוניותערכים שליליים מבטאים

ההצגה בקואורדינטות טבעיות מבדילה גזירת רוח ועקמומיותבין

n

s

R

קווי זרימה

rV V

R n

מתבטאת בכיוון הסיבוב הסיבובית של גזירת הרוח המשמעות

צקלוניתשל סירה הנסחפת בזרימה ישרה בעלת גזירה

20 m/s

10 m/s

30 m/s

של גזירת רוח מתבטאת בכך הציקלוניתהמשמעות

לומר שמאלהכ–שבשקע הרוח נחלשת לעבר מרכזו

L

B

C

D

E

F

A

?הערבוליותהו סימן מ

– A-Cבאזורים

פי העקמומיותעל

- D-Fבאזורים

פי הגזירהעל

אורך החיצים משקף

את מהירות הרוח

?היכן מגזירת הרוח והיכן משתיהן, מהעקמומיותנובעת הערבוליותהיכן

A

BC

E

FG

D

I

סגול-כחל

אנטיציקלוני

אדום -כתום

ציקלוני

והתבדרות התכנסות ( diffluence)לתיאור כסכום של התבדרות רוחבית ניתנת ההתבדרות

: בקואורדינטות טבעיותהניתנות לתיאור , ואורכית

Vu v Vx y s n

wind direction

V

ns

V=10

V=20

V=20התבדרותאורכית

התבדרותרוחבית

רוחבית אורכית

ניתן להבחין בין שני מרכיבי ההתבדרות אם נתבונן בריבוע אוויר הנע עם הרוח

התבדרות רוחבית תגרום לו

, להתמתח בניצב לכיוון תנועתו

להתרחב -כלומר

התבדרות אורכית תגרום לו

, להתמתח בכיוון תנועתולהתארך -כלומר

עם הרוח הממוצעת' רבוע'המושפע מתנועת בשני המקרים התהליך אינו

גדלשטחו בשניהם

A

?היכן רוחבית והיכן מעורבת, ההתכנסות אורכית/ההתבדרותהיכן

B

C

HE

F

GD סגול-כחל

התכנסות

כתום אדום

התבדרות

:הרציפות ושמשמעותהחשיבות ההתבדרות נובעת ממשוואת

התבדרות במישור כלשהו גוררת התכנסות בניצב לו

לפיכך התבדרות אופקית מקבלת פיצוי בהתכנסות אנכית

התכנסות ליד הקרקע כרוכה בעלית אוויר

תנועה אנכית מדוכאת–סטרטוספירה

תנועה אנכית אפשרית–טרופוספירה

התבדרות סמוך

לטרופופאוזה כרוכה בעליית אוויר בטרופוספירה

כשהשפעת החיכוך , ליד הקרקע

וורטיסיטי חיובי משמעותו , משמעותית

התבדרות -התכנסות ושלילי

מטאורולוגיות -מזו תרמליותצירקולציות

חם קר

נוצרות כשמתהווה ניגוד טמפרטורה חריף ופועלת להשוואת הטמפרטורות כל עוד מקור החום מוסיף לפעול

2 1 2 1

R pz T

g p

Z Z T T

חם קר

1000 mb

700 mb

3000 m

Z1

Z2

כשיש הבדל טמפרטורה בין אזורים

משטחי הלחץ ברום משופעים סמוכים

ביחס לאלה הסמוכים לקרקע כך שהם גבוהים יותר מעל האזור החם

התפתחות צירקולציה טרמלית

מצב מוצא

לחץ וטמפרטורה אחידים

משטחי הלחץ אופקיים

אין רוח

חם קר

אחדבעקבות התחממות בצד

850 mb

משטח הלחץ ברום מתרומם בצד לחץ גרדיינטונוצר החם

מתפתחת רוח רום לאזור הקר

1000 mb

850 mb

1000 mb

הלחץ עולה בקרקע באזור הקר

מתפתחת רוח קרקע לאזור החם

זרמים אנכיים שמקורם כוחות עילוי משלימים את הצירקולציה

הבריזה: דוגמה

?מדוע בריזת היבשה חלשה יותר

קשרים 10-15–עוצמת הבריזה הימית

קשרים 5-10–עוצמת הבריזה היבשתית

רוח הר ועמק

אנבטיתרוח

הגברה -בחופיה של יבשה הררית ניתן לצפות לאפקט משולב שפרושו

קטבטית רןח

מורגשת רק ליד הקרקע

קשר עם התנאים הסינופטיים

לא ( קשר 15מעל )אם הרוח הסינופטית חזקה

תתפתח הצירקולציה

מה תהיה מהירות , קשרים 10בהנחה שמהירות הרוח הסינופטית

?הרוח בכל אחד מארבעת חופי האי ביום ובלילה

הצירקולציות נוצרות בתגובה לקרינת השמש

ומתקיימות היטב כשהרוח הסינופטית חלשה

התפתחותה מיטבית כשהשמים בהירים, לפיכך

אם נושבת רוח סינופטית מתונה ניתן להוסיף

לרוח הקשורה בצירקולציה( וקטורית)אותה

רוח שכיוונה קרוב לכוון עמק תלול : אפקט הוואדי

מתאימה את עצמה לכיוונו ומתחזקת

יקלוגנזהצ

שקע מכונה על שם התהליך שיצר אותוכל

מערכות לחץבהבנת התפתחות נקודה מרכזית

הלחץ בגובה פני הים נקבע על ידי משקל •

עמוד האוויר שמעליו

משקל עמוד האוויר אינו מושפע מתנועה •

אלא רק מהתבדרות או , אנכית של האוויר

התכנסות במישור האופקי

לכן רק התבדרות או התכנסות אופקיים •

שאינם מאוזנים יגרמו לשינוי לחץ

שקע טרמלי

10C

20C

15C

L

1000 mb

700 mb

500 mb

H

L

התהוות

1000 mb

700 mb

500 mb

טמפרטורה ולחץ אחידים : שלב א

אפס רוח, בכל הגבהים

הטמפרטורה במרכז : שלב ב

האזור עולה

משטחי הלחץ ברום מתקמרים

נוצרת רמת רום והאוויר שם מתבדר

500 mb

1000 mb

700 mb

לכך מתווספת התבדרות עקב התפשטות בחום

ברום גורמת ההתבדרות : שלב גירידת לחץ בקרקע והיווצרות שקע

האוויר בקרקע מתכנס לעבר מרכז השקע

H

L

H

את מערכת הזרימה משלימה : שלב ד

עלית אוויר באזור החם הנתמכת על ידי כוח עילוי וירידת אוויר בשולים הקרים

שקע חזיתי

4ביחידה פרוט

טרמלי או חזיתי: מיינו את השקעים לפי שדה הטמפרטורה

L3

L4

L2

L1

–שקע טופוגרפי פוטנציאלי וורטיסיטיבהסתמך על שימור

h

h

h

r fP

h

קווי הזרימה הסמוכים לקרקע נוטים

לעקוב אחר תוואי השטח ואלה שברום hהשינויים הנגזרים ב . חלקים יותר

rגורמים שינויים ב

רוםמערכות קרקע ומערכות

חומר רשות

מפת רום מתארת את הגיאומטריה של משטח לחץ

הגיאומטריה של משטחי הלחץ ברום הנמוך דומה

למפת הלחץ בקרקע

הגיאומטריה ברום הבינוני והגבוה תלויה בזו של הרום

הנמוך ובשדה הטמפרטורה שביניהם

הקשר נובע מהמשוואה ההיפסומטרית

ln

z R R pT z T

p g g p

,p T,p z

הטמפרטורה אחידה במישור האופקי ": ברוטרופי"במצב

קיימים גרדיינטים של הטמפרטורה" ברוקליני"מצב

1000 mb

700 mb

3000 m

Z1

Z2

במצב ברוטרופי משטחי הלחץ ברום מהווים תעתיק של המשטח

מכאן שמערכות הלחץ אינן משתנות עם הגובה. הסמוך לקרקע

2 1Z Z

2 1 2 1

R pz T

g p

Z Z T T

חם קר

1000 mb

700 mb

3000 m

Z1

Z2

במצב ברוקליני משטחי הלחץ ברום משופעים

ביחס לאלה הסמוכים לקרקע כך שהם גבוהים יותר מעל האזור החם

הגלובאלית ברוקליניות וביטויה בסקאלהמערכות הלחץ הקרקעיות מיטשטשות עם הגובה והופכות

רוחות מערביות–לגרדינט צפון דרום שמשמעו

1000 mb

קר חם

500 mb

850 mb

700 mb

Equator 30N 60N Pole

טיפוסי שקעים

או הופך לרמה, הולך ומתחזק בגובה הולך ונחלש בגובה

500 mb

700 mb

850 mb

1000 mb

500 mb

700 mb

850 mb

1000 mb

מבט מלמעלה

מבט מהצד

5C 10C

15C

L

שקע קר

L

10C

20C

15C

שקע חם

הולכת ונחלשת בגובה או הופכת לשקע הולכת ומתחזקת בגובה

500 mb

700 mb

850 mb

1000 mb

500 mb

700 mb

850 mb

1000 mb

טיפוסי רמות

מבט מלמעלה

מבט מהצד

5C 10C

15C

H

רמה קרה

H

רמה חמה

10C

20C

15C

לפניכם מפת קרקע הכוללת איזוברים (מרוסקים)ואיזוטרמות ( קווים רצופים)

?מהי מפת הרום המתאימה לה

השתנות מערכות לחץ עם הגבה

4.2.1954

300 mb (~9 km)

L

L

L

LL

H

H

700 mb (~3 km)

1000 mb (SF)

התאמת מפת רום לשרשרת שקעים ברוקליניים

LL

L

גבא

להתבדרותבזרימת הקרקע כאינדיקטור ערבוליות

זרימה מעגלית: מקרה א

L

זנחת חיכוךבה –גיאוסטרופית התכנסות: החיכוך נלקח בחשבון

L

?מהו סוג ההתכנסות

?אנטיציקלוניתמה יקרה בזרימה

0 0

גזירת רוח בזרימה ישרה: מקרה ב

זנחת חיכוךבה –גיאוסטרופית התכנסות: החיכוך נלקח בחשבון

L

H

L

H

?היכן יש התכנסות והיכן התבדרות

מהו סוגן

0 0

0 0