Geostrofický vítr

Postupné ustavování rovnováhy mezi Coriolisovou silou $F(c)$ a barickou silou $F(g)$ má za výsledek geostrofické psroudění rovnoběžné s izobarou.

Geostrofický vítr (z řeckého γῆ = Země, στροφή = otočení, křivka) je idealizovaný model proudění v atmosféře, který bere v úvahu pouze horizontální složku barického gradientu (gradient tlaku) a Coriolisovu sílu. Hlavní výhodou tohoto teoretického modelu je vysvětlení stáčení větru při vyrovnávání tlaku mezi dvěma oblastmi.

V praxi je však třeba brát v úvahu tření vzduchu a mnoho dalších vlivů, což omezuje jeho použití zejména na teoretické účely. Termín geostrofický vítr zavedl britský meteorolog Napier Shaw roku 1915.

Vznik

O geostrofickém větru mluvíme, pokud jsou působící síly v rovnováze. Částice vzduchu se v takovém případě pohybují rovnoměrně po rovných izobarách. Jedná se pouze o hrubé přiblížení reálnému proudění, ale v synoptickém měřítku fungují geostrofické aproximace velmi účelně. Na velkých prostorových škálách je tření vzduchu zanedbatelné a stejně tak i vertikální složka barického gradientu. Do shody s geostrofickým větrem se skutečný vítr dostává jen zřídka, ale ve volné atmosféře, kde je tření vzduchu o povrch zanedbatelné, se reálný vítr časem přibližuje ke geostrofickému.

Pro to, aby byly síly v rovnováze, je navíc třeba, aby izobary byly rovnoběžné s rovnoběžkami, protože velikost Coriolisovy síly je závislá na zeměpisné šířce.

Geostrofická aproximace je neplatná v malých výškách nad zemským povrchem, protože tření mezi prouděním a překážkami na povrchu neustále odebírá z větru kinetickou energii. Kvůli tomu větrné proudění sklouzává dále po barickém gradientu čímž se tlakové rozdíly v atmosféře vyrovnávají. S přibývající výškou je reálný vítr blíže tomu geostrofickému. U povrchu se reálný vítr může od geostrofické aproximace lišit hlavně tím, že se stáčí ve směru barického gradientu (míří více směrem do středu tlakové níže). Odchylka závisí na konkrétních podmínkách. Nad pevninou se odchylka pohybuje okolo 30$^{\circ }$ a nad mořem okolo 10$^{\circ }$. Pokud se pozorovatel nachází na povrchu na severní polokouli, kde vane stálý vítr, vysoko nad ním pak vane vítr stočený přibližně o 30$^{\circ }$ doprava.

V reálném případě tak ve velkém prostorovém měřítku (synoptickém měřítku) kvůli Coriolisově síle nastává následující situace. Mezi tlakovou níží a tlakovou výší cestuje vzduchová částice do tlakové níže po spirále, jejíž směr otáčení je určen podle polohy na severní či jižní polokouli.

Rychlost

Rychlost geostrofického větru ${\boldsymbol {v}}_{g}$ lze spočíst podle rovnice

${\boldsymbol {v}}_{g}=-{\frac {1}{\rho \lambda }}\nabla _{h}p\times {\boldsymbol {k}}$,

kde $\rho$ je hustota vzduchu, ${\boldsymbol {k}}$ je jednotkový vektor směřující kolmo vzhůru od povrchu, $\nabla _{h}p$ je horizontální barický gradient a $\lambda$ je Coriolisův parametr vyjadřující sílu Coriolisovy síly. Platí $\lambda =2\omega \sin \varphi$, kde $\omega$ je úhlová rychlost otáčení země a $\varphi \in (-90^{\circ },90^{\circ })$ je parametr popisující zeměpisnou šířku (záporných hodnot nabývá na jižní polokouli).

Odkazy

Literatura

• DVOŘÁK, Petr. Počasí takřka populárně. 1. vyd. Cheb: Svět Křídel, 2008. 224 s. ISBN 978-80-86808-57-4. S. 143–145. 

Související články

• Coriolisova síla

Externí odkazy

• online meteorologický slovník [1]
• Obrázky, zvuky či videa k tématu geostrofický vítr na Wikimedia Commons

Autoritní data	GND: 4361799-2

Portály: Meteorologie