Meteo
Athanassios Argyriou*
Boat speed True wind speed Apparent wind speed
∆ύναµη τριβής
Εκτός από το βάρος και τη δύναµη της βαροβαθµίδας που προκαλούν τον άνεµο, η ταχύτητα και η διεύθυνση του ανέµου καθορίζονται από 3 ακόµη δυνάµεις, τη φυγόκεντρο, τη δύναµη Coriolis και την τριβή. Το µέτρο αυτών των δυνάµεων εξαρτάται από την ταχύτητα του ανέµου και όταν είναι µηδέν, τότε και αυτές έχουν µηδενικό µέτρο. Η δύναµη τριβής αναπτύσσεται µεταξύ κινούµενων στρωµάτων ρευστού καθώς και κατά την επαφή µε µία επιφάνεια. Το µέτρο της εξαρτάται από ένα συντελεστή, το ιξώδες που µας δείχνει πόσο παχύρευστο είναι το ρευστό. Το µέλι π.χ. έχει µεγαλύτερο ιξώδες από το νερό. Το ιξώδες του αέρα είναι δύο τάξεις µεγέθους περίπου µικρότερο από του νερού. Η δύναµη τριβής που αναπτύσσεται όταν ο αέρας έρχεται σε επαφή µε την επιφάνεια της Γης – ξηρά ή θάλασσα – είναι σηµαντική. Έτσι ο αέρας κοντά στην επιφάνεια επιβραδύνεται. Αυτό έχει σαν αποτέλεσµα η ταχύτητα του ανέµου να αυξάνεται µε το ύψος. Η αύξηση αυτή µεταβάλλει το µέτρο αλλά και τη διεύθυνση του φαινοµένου ανέµου σε ένα ιστιοφόρο από µικρότερες γωνίες χαµηλά π.χ. στην ποδιά της µαΐστρας σε ανοικτότερες γωνίες (σιγόντο) στην κορυφή της. Την συµπεριφορά αυτή του ανέµου την εκµεταλλευόµαστε δηµιουργώντας twist στη µαΐστρα.
Friction force
In our previous note we discussed the gravitational and the pres- sure gradient forces that create the wind. However the wind velocity and direction depend on three additional forces, the centrifugal, the Coriolis and the friction forces. Their magnitude depends on the wind velocity; if the wind velocity is zero their magnitude is zero also. Friction force occurs within fluid layers moving relatively to each other and also between a fluid moving over a surface. Friction magnitude depends on a coefficient termed viscosity. Viscosity shows how “thick” a fluid is: water is “thinner” compared to honey for instance. Viscosity of air is two orders of magnitude smaller compared to that of water. When air flows over the Earth’s surface – land or sea – an important friction force develops resulting to a significant wind velocity decrease close to the surface. There- fore due to friction the wind velocity increases with altitude. This increase alters also the apparent wind direction – the wind direction observed by someone moving with a sailboat – shifting the appar- ent wind aft as we get higher off the water. This is why the mainsail needs to be twisted.
*Associate Professor, Head Laboratory of Atmospheric Physics University of Patras
20
Έχετε απορία γι’ αυτό που διαβάσατε; Ask the expert
Page 1 |
Page 2 |
Page 3 |
Page 4 |
Page 5 |
Page 6 |
Page 7 |
Page 8 |
Page 9 |
Page 10 |
Page 11 |
Page 12 |
Page 13 |
Page 14 |
Page 15 |
Page 16 |
Page 17 |
Page 18 |
Page 19 |
Page 20 |
Page 21 |
Page 22 |
Page 23 |
Page 24 |
Page 25 |
Page 26 |
Page 27 |
Page 28 |
Page 29 |
Page 30 |
Page 31 |
Page 32 |
Page 33 |
Page 34 |
Page 35 |
Page 36 |
Page 37 |
Page 38 |
Page 39 |
Page 40 |
Page 41 |
Page 42 |
Page 43 |
Page 44 |
Page 45 |
Page 46 |
Page 47 |
Page 48 |
Page 49 |
Page 50 |
Page 51 |
Page 52 |
Page 53 |
Page 54 |
Page 55 |
Page 56 |
Page 57 |
Page 58 |
Page 59 |
Page 60 |
Page 61 |
Page 62 |
Page 63 |
Page 64 |
Page 65 |
Page 66 |
Page 67 |
Page 68 |
Page 69 |
Page 70 |
Page 71 |
Page 72 |
Page 73 |
Page 74 |
Page 75 |
Page 76 |
Page 77 |
Page 78 |
Page 79 |
Page 80 |
Page 81 |
Page 82 |
Page 83 |
Page 84 |
Page 85 |
Page 86 |
Page 87 |
Page 88 |
Page 89 |
Page 90 |
Page 91 |
Page 92 |
Page 93 |
Page 94 |
Page 95 |
Page 96 |
Page 97 |
Page 98 |
Page 99 |
Page 100 |
Page 101 |
Page 102 |
Page 103 |
Page 104 |
Page 105 |
Page 106