VIETOR Vznik meranie sila gradientu Coriolisova sila sila

VIETOR Vznik, meranie sila gradientu, Coriolisova sila, sila trenia, odstredivá sila, Zmeny s výškou a teplotou, turbulencia, stojaté vlny

Vznik vetra • • • Tlakové rozdiely – horizontálny gradient Coriolisova sila – zákon zotrvačnosti Trecia sila Odstredivá sila Rovnováha síl – Geostrofický vietor – Gradientový vietor • Všeobecná cirkulácia

Vietor - definícia • Je jeden zo základných metodologických prvkov • popisuje pohyb zvolenej častice vzduchu v určitom mieste atmosféry v danom časovom okamihu. • smer a rýchlosť vetra

Vietor - vznik • Častice vzduchu sa pri tlakových rozdieloch začnú pohybovať aby vyrovnali tlak, a to z miest s vyšším tlakom vzduchu do miest s nižším tlakom

Vietor - meranie • rýchlosť a smer • Rýchlosť vetra v letectve meriame v uzloch kt alebo v m/s • platí vzťah • 1 KT = 1 NM/h = 1, 855 km/h = 0, 5 m/s • 1 m/s = 1, 94 kt = 3, 6 km/h

Vietor - meranie • Smer vetra sa udáva v stupňoch, 360 ° je sever čiže N 180 ° je juh teda S.

Prízemné tlakové pole

Vietor - meranie • Anemorumbometre – súčasne smer i rýchlosť • okamžitý vietor - 2 minútový priemer, tzv. plávajúci priemer. • priemerný vietor -10 minútový priemer. • Nárazy vetra (QNT) - krátkodobé nepravidelné odchýlky od priemernej rýchlosti vetra o 5 m/s a viac (10 KT)

Vietor – pôsobenie síl • • sila barického gradientu G Coriolisov efekt C Odstredivá sila, Dostredivá sila O Sila trenia R

Tlakové rozdiely – horizontálny gradient • G= -dp/dn zmena tlaku na jednotku vzdialenosti, napr. 1 h. Pa/20 km, resp. 0, 005 Pa/m • G=-(1/ρ)*dp/dn sila na jednotku hmotnosti, reprezentuje zrýchlenie častice, rádovo cm/s 2 • Na dráhe 500 km v=77 m/s (278 km/h) t = 3, 6 h • Buys Ballotov zákon – vietor vanie od vyššieho tlaku k nižšiemu tak že necháva nižší tlak vľavo (sev. pologuľa) a pretína izobary pod uhlom cca 30°

Buys Ballotov zákon – vietor vanie od vyššieho tlaku k nižšiemu tak že necháva nižší tlak vľavo (sev. pologuľa) a pretína izobary pod uhlom cca 30°

Coriolisova sila – zákon zotrvačnosti

Coriolisov efekt https: //youtu. be/m. Ps. Lan. VS 1 Q 8 https: //www. youtube. com/watch? v=WXu. GY SM 2 D 8 k

Coriolisov efekt vo = �. r vc vr vo r � v c= v o + v r vc= �. r + vr

Coriolisov efekt Dráha pre pozorovateľa zvonku Dráha pre pozorovateľa v strede rotácie

Odstredivá sila • Spôsobená zakrivením izobar, aj ako reakcia na Coriolisovu silu • O=v 2/r • odstredivá sila rastie kvadraticky s rýchlosťou a so zmenšujúcim sa polomerom • Pôsobí vždy kolmo na smer pohybu v zmysle k väčšiemu polomeru

Trecia sila • Pôsobí v prízemnej vrstve do 1000 - 1500 m • Priamo úmerná rýchlosti pohybu a drsnosti povrchu • R=k*v • Pôsobí proti smeru pohybu ale nie presne, vzhľadom k vnútornému treniu sa vektor odchyľuje PSHR o 38° • Rádovo je v mm/s 2

Trecia sila • Molekulárne a virtuálne trenie • prechod molekúl vzduchu z jednej vrstvy do druhej pričom tieto vrstvy majú rôznu rýchlosť • V skutočnej atmosfére pozorujeme trenie až 100 000 krát väčšie ako by malo byť vplyvom molekulárnej súdržnosti. • výmenám celých dávok vzduchu nie len molekúl a to i vo vertikálnom smere – TURBULENCIA • Virtuálne trenie = TURB + Vnútorné trenie skutočne pozorované

Dynamická rovnováha síl

Geostrofický vietor •

Gradientový vietor V tlakovej níži G = C + O V tlakovej výši C = G + O Gh˂GL

Gradientový vietor • GL ˃ GH – dôsledok: • súvis s hustotou izobár, v okolí anticyklóny je izobár menej ako v okolí cyklóny • vietor v cyklóne dosahuje vyšších hodnôt ako v anticyklóne • riedke tlakové pole od stredu ku okraju anticyklón

Rozdiel medzi barickými gradientami v níži a vo výši

Konvergencia vs Divergencia

Zmena vetra s teplotou •

Zmena vetra s výškou • S výškou sa zmenšuje efekt trecej sily • Sila trenia vychyľuje prúdenie približne o 38 ° PSHR. (záleží od drsnosti povrchu). S výškou sa stáča v smere hodinových ručičiek a zvyšuje sa rýchlosť prúdenia.

Zmena vetra s teplotou a výškou • Platí pravidlo, že pri zmenách smeru vpravo, v smere hodinových ručičiek, ide o teplé stáčanie (teplá advekcia vo výškach) pri zmenách vľavo, proti smeru hodinových ručičiek, ide o studené stáčanie (advekcia chladného vzduchu).

Turbulencia • Turbulentné prúdenie je neusporiadaný pohyb častíc plynu alebo kvapaliny.

TURB • Termická – nerovnomerný ohrev a instabilné zvrstvenie • Vyskytuje sa takmer vždy, má svoj denný chod. • Dynamická – kontrast v poli fyzikálnych parametrov, strih vetra • LLWS, LLJS, CAT, JTS • Impulz: CON alebo DIV prúdenie, JTS, vysoké hory, CB

TURB • • Slabá do 0, 2 g Mierna 0, 2 – 0, 5 g Silná 0, 5 – 1, 0 g Veľmi silná nad 1, 0 g LGT MOD SEV EXT

Intenzita TURB podľa účinkov na posádku • • Slabá: malé alebo nepravidelné zmeny vo výške alebo rýchlosti letu Posádka môže pociťovať malý odpor oproti upínacím pásom, voľné predmety sa môžu triasť alebo trochu pohybovať. Podmienky podobné jazde autom po nespevnenej alebo hrboľatej ceste. Mierna: Lietadlo je si udržiava dobrú ovládateľnosť, sú potrebné malé zásahy do riadenia na udržanie výšky a smeru letu. Voľné predmety sa pohybujú, posádka zreteľne pociťuje odpor oproti upínacím pásom. Podmienky porovnateľné jazde autom po ceste plnej dier s občasným rýchlostným spomaľovačom Silná: Posádka môže stratiť kontrolu nad letom na krátke časové úseky s neustálymi zásahmi do riadenia na udržanie výšky a smeru letu. Posádky je tlačená do upínacích pásov pomerne silne až divoko. Voľné predmety v kabíne začínajú poletovať. Možné sú štrukturálne poškodenia draku lietadla. Extrémna: Let je nekontrolovateľný, silné štrukturálne poškodenia lietadla s veľkou pravdepodobnosťou končiace haváriou.

Stojaté vlny • Súvisí s CAT • rozvlnenie stabilných vrstiev vzduchu v dôsledku vertikálnych, či horizontálnych strihov vetra • Podmienka: existencia niekoľko stoviek metrov tenkých stabilných vrstiev v atmosfére • prúdenie cez horkú prekážku vysokými rýchlosťami.

Stojaté vlny

Stojaté vlny • Dynamicky stabilné vlny sa šíria od zdroja vlnenia s nemennou amplitúdou • Dynamicky labilné vlny sa šíria s narastajúcou amplitúdou, až sa rozpadnú a vzniká náhodný rad vírov. • Turbulenciu spôsobujú rotory (víry) s vlnovou dĺžkou porovnateľnou s rozmermi lietadla

Stojaté vlny

Kelvin – Helmholtzove vlny

Kelvin – Helmholtzove vlny

Rozvlnenie atmosféry Ac len + Ac flo

Rozvlnenie atmosféry Ci + Cc ver (vertebratus – rybia kostra)

Otázky?