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地面摩擦力对风的影响 摩擦力能改变风向吗

2024-03-26  来源:天气网  【字体:  

导语:地面摩擦力对风的影响是什么呢?风是大气中气流的运动,而地面摩擦力则是地表与大气接触所产生的阻力。这两者之间的相互作用,决定了风的走向和强度,在我们日常生活中,地面摩擦力对风的影响往往被忽视,但实际上,它在天气变化和气候形成中扮演着重要的角色,下面就一起去看看摩擦力能改变风向吗?

地面摩擦力对风的影响

地面摩擦力对风的影响 摩擦力能改变风向吗

风力

如果地面层等压线为平行直线时,空气质点受到气压梯度力(G)、地转偏向力(A)和地面摩擦力(R)的共同作用。当三个力达到平衡时,便出现了稳定的地面平衡风。由于摩擦力(主要是外摩擦力)对风的阻滞作用,使平衡风的风速比原气压场中相应的地转风的风速要减小,进而使地转偏向力也相应减小。结果减小后的地转偏向力和摩擦力的合力与气压梯度力相平衡时的风,斜穿等压线,由高压吹向低压。

风速大小与气压梯度力成正比,而与地面摩擦系数成反比。摩擦层中风场与气压场的关系为:在北半球背风而立,高压在右后方,低压在左前方,此即白贝罗风压定律。至于风向偏离等压线的角度(α)和风速减小的程度,则取决于摩擦力的大小。

摩擦力愈大,交角愈大,风速减小得愈多。据统计,在中纬度地区,陆地上的地面风速(10—12m高度上的风速)约为该气压场所应有地转风速的35—45%,在海洋上约为60—70%。风向与等压线的交角,在陆地上约为25°—35°,在海洋上约为10°—20°。

在等压线弯曲的气压场中,例如闭合的高压和低压中,由于地面摩擦力的作用,风速比气压场中所应有的梯度风风速要小,风斜穿等压线吹向低压区。所以,低压中的空气是一面旋转、一面向低压中心辐合。高压中空气则是一面旋转、一面从高压中心向外辐散。

摩擦力能改变风向吗

摩擦力可以改变风向。摩擦力对风速和风向都有影响,在近地面,风在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用下,风向与等压线斜交,摩擦力越大,风向与等压线之间的夹角越大。因此,摩擦力不仅影响风速的大小,也能改变风向的方向。

产生摩擦力的条件

第一:物体间相互接触;

第二:物体间有相互挤压作用;

第三:物体接触面粗糙;

第四:物体间有相对运动趋势或相对运动;

地面摩擦力对风的影响 摩擦力能改变风向吗

摩擦力

摩擦力在物理学中的定义是什么

摩擦力是两个表面接触的物体相互运动时或有运动趋势时互相施加的一种物理力。广义地物体在液体和气体中运动时也受到摩擦力。作为借喻摩擦力这个词在日常生活中也经常被用来描述阻碍进展的力量。

摩擦力与相互摩擦的物体有关,因此物理学中对摩擦力所做出的描述不一般化,也不像对其它的力那么精确。没有摩擦力的话鞋带无法系紧,螺丝钉和钉子无法固定物体。

摩擦力内最大的区分是静摩擦力与其它摩擦力之间的区别。有人认为静摩擦力实际上不应该算作摩擦力。其它的摩擦力都与耗散有关:它使得相互摩擦的物体的相对速度降低,并将机械能转化为热能。

固体表面之间的摩擦力分滑动摩擦、滚动摩擦、静摩擦、滚压摩擦和转动摩擦。在工程技术中人们使用润滑剂来降低摩擦。假如相互摩擦的两个表面被一层液体隔离,那么它们之间可以产生液体摩擦,假如液体的隔离不彻底的话,那么也可能产生混合摩擦。气垫导轨是利用气体摩擦来工作的。润滑剂和气垫导轨的工作原理都是利用“用液体或气体(即流体)摩擦来代替固体摩擦”来工作的。

假如润滑剂、液体或气体沿一个固体表面流动,其流速会受摩擦力的影响而降低。固体表面的构造对这个摩擦力的影响比较小,最主要的是流体的横截面面积。其原因是不仅在流体与固体的交面有摩擦力,流体内部不同的层之间也有内部摩擦,流体离固体表面的距离不同,其流速也不同。

一个相对于一个流体运动的物体受到阻力。这个阻力与它的运动方向相反。在层流的情况下这个阻力与它的速度成比例,在紊流中这个阻力与它的速度的平方成比例。有时一个物体同时受到阻力和摩擦力,比如一辆汽车在运动时既受到空气的阻力也受到其轮胎的滚动摩擦。

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