III. Влияние сил трения на ветер

Трение воздушных потоков о земную поверхность тормозит их. Скорость ветра вблизи земной поверхности минимальна и растет с высотой до некоторого постоянного значения на тех уровнях, где влияние земной поверхности пренебрежимо мало (свободная атмосфера).

Слой трения называют пограничным слоем атмосферы. (В нижней части пограничного слоя - приземном слое - скорость ветра растет как логарифм высоты, направление практически не меняется. В расположенном над ним слое Экмана скорость и направление ветра изменяются в соответствии с так называемой спиралью Экмана.)

Поскольку трение сказывается на величине скорости ветра V, а от V зависит сила Кориолиса I_k (I_k ~V), то чем ближе к земле, тем меньше I_k. Таким образом, величина силы Кориолиса I_k минимальна вблизи земной поверхности и растет с высотой, а в итоге в пограничном слое, чем выше, тем больше поворачивает вектор скорости: вправо в северном полушарии и влево - в южном. В свободной атмосфере ветер принимает направление геострофического: вдоль изобар (справа высокое давление, слева низкое для северного полушария).

Вблизи же земной поверхности из-за трения воздушные потоки движутся не вдоль изобар, а под некоторым углом к ним, но обязательно отклоняясь вправо от вектора барического градиента в северном полушарии и влево - в южном. Таким образом, под действием трения ветер меняет не только величину своей скорости, но и направление (Рис. 6.10).