Вертикальний баричний градієнт

Вертикальний баричний градієнт – це зменшення атмосферного тиску на кожні 100 м висоти.

G_в = - d_р /d_z ·100 м.

Приклад: Атмосферний тиск біля земної поверхні 1000 гПа при температурі 11⁰. На деякій висоті тиск на 50 гПа менший і температура становить 9⁰. Визначити величину G_в. Середня температура шару повітря буде (11+9) / 2 = 10⁰. За формулою Лапласа визначаємо товщину шару повітря

h = 18400 lq 1000/950 (1 + 0,004 · 10) = 426,7 м. Звідси

G_в = - 50·100 / 426,7 = -11,7 гПа/100 м.

Баричний ступінь

Баричний ступінь – це висота, на яку потрібно піднятись чи опуститись щоб атмосферний тиск змінився на одиницю. Баричний ступінь обернено пропорційний вертикальному баричному градієнту

h = - d_z / d_р м/гПа

Приклад: Атмосферний тиск біля земної поверхні 1000 гПа. Температура повітря 0⁰. Визначити баричний ступінь. Використаємо скорочену формулу Бабіне

h = 8000 / р (1 + αt) = 8000 / 1000 (1 + 0,004 · 0) = 8 м / гПа

Виходить, що коли піднімемось на 8 м від земної поверхні, то атмосферний тиск зменшиться на 1 гПа. На висоті 5 км, де тиск близько 500 гПа, баричний ступінь уже буде становити близько 16 м / гПа ( при температурі 0⁰). При підвищенні температури за незмінного тиску баричний ступінь збільшується на 0,4 % на кожен градус.

Якщо в наведеній формулі замість dр підставити його значення, а потім значення ρ, то

h = - d_z / d_р = - d_z / -qρdz = 1 / qρ = R _сT_в / qр м/гПа

Звідси видно, що величина баричного ступеня прямо пропорційна температурі та обернено пропорційна атмосферному тиску. Отже, в теплому повітрі баричний ступінь більший, ніж в холодному. Тому теплі області у високих шарах атмосфери стають областями високого тиску, а холодні – областями низького тиску. Взагалі атмосферний тиск в середньому закономірно змінюється: коли висота збільшується в арифметичній прогресії то тиск зменшується майже в геометричній прогресії. Так в Європі середній тиск на рівні моря 1014 гПа, на висоті 5 км – 538 гПа, 10 км – 262 гПа, 15 км – 120 гПа, 20 км – 56 гПа, 30 км – 10 гПа, 50 км – 1,3 гПа. На висоті 5 км тиск майже вдвічі нижчий, ніж на рівні моря, на 15 км – майже у 8 разів, а на висоті 20 км – у 18 разів нижчий, ніж на рівні моря.

Баричне поле

Баричним полем називають розподіл атмосферного тиску на площині. Для виявлення розподілу атмосферного тиску здавна складають синоптичні карти. Це географічні карти, на які наносять значення основних метеорологічних величин ( у тому числі й атмосферного тиску), виміряних в один і той же момент, при цьому атмосферний тиск приведений до рівня моря. Точки з однаковим атмосферним тиском з’єднуються плавними лініями, які й називаються ізобарами. Їх проводять через 5 гПа, ізобари завжди кратні 5 гПа, наприклад 990, 995, 1000 гПа тощо.

В баричному полі виділяються у першу чергу основні баричні системи – це циклони та антициклони. На приземних картах вони виділяються замкненими концентричними ізобарами неправильної округлої або овальної форми. Циклони, це вихори з низьким тиском у центрі (Н), антициклони – з високим (В) (мал. 6.2). Крім того в баричному полі помітні ще баричні системи з незамкненими ізобарами. Це улоговини та гребені.

Улоговина – це смуга зниженого атмосферного тиску між двома областями підвищеного тиску. Найчастіше вона є витягнутою периферією циклону. Найнижчий тиск спостерігається на осі улоговини. Ізобари в улоговині мають вигляд латинської буквиV, тобто на її осі ізобари різко змінюють напрям.

Гребінь – це смуга підвищеного атмосферного тиску між двома областями зниженого тиску. Він також буває у вигляді периферійної частини антициклону. Найвищий тиск спостерігається на осі гребеня. Ізобари в ньому мають вигляд латинської букви U і змінюють свій напрям не так різко як в улоговині.

Виділяють також особливу баричну систему – сідловина. Це ділянка баричного поля між двома циклонами та двома антициклонами, розташованими навхрест. Замість циклонів та антициклонів іноді сідловини утворюють відповідно улоговини та гребені.