<р> В течение дня земля нагревается за счет солнечного света, и это изменение температуры напрямую влияет на структуру атмосферы. Из-за поверхностного трения скорость ветра у земли будет значительно уменьшаться, а по мере увеличения высоты скорость ветра постепенно увеличивается. Это создает область вблизи земли, называемую «планетарным пограничным слоем». Солнечный свет нагревает воздух в этой области, заставляя его подниматься и смешиваться с воздухом наверху, создавая более высокие скорости ветра. <р> Процесс охлаждения в ночное время вызывает более значительные изменения скорости ветра, особенно в различных местностях, таких как города и открытая вода. По мере радиационного охлаждения воздух у земли отделяется от ветров на верхних уровнях, и этот процесс увеличивает градиенты скорости ветра на нижних уровнях. Этот эффект градиента ветра становится особенно выраженным в вязких воздушных потоках, особенно в крупных городах и лесных районах.Нагревательное воздействие дневной солнечной радиации нагревает воздушные массы, контактирующие с землей, что дополнительно влияет на толщину пограничного слоя.
<р> Влияние суточных колебаний на скорость ветра также можно понять с помощью профилей скорости ветра. В пограничном слое планеты скорость ветра варьируется в зависимости от высоты, и это явление варьируется в зависимости от типа местности. Например, в городских районах на изменение скорости ветра будет более существенно влиять наличие зданий и влияние неровностей грунта. В море, поскольку поверхность воды относительно гладкая, величина изменения скорости ветра будет значительно уменьшена.В городах и на пересеченной местности скорость ветра можно снизить на 40–50 %, на открытой воде снижение составляет всего 20–30 %.
<р> В результате при инженерном проектировании, например при проектировании зданий, необходимо учитывать воздействие ветровых нагрузок, особенно в городских районах, где высота зданий достигает 500 метров, и в пригородных районах, где высота достигает 400 метров. Эти соображения имеют решающее значение для обеспечения безопасности здания.Исследования показывают, что над океаном профили скорости ветра показывают, что скорость ветра может стабилизироваться на высоте до 1000 метров, тогда как в городских районах эта высота составляет всего 457 метров.
<р> На авиационные и морские применения также влияют градиенты скорости ветра. Будь то планеризм или парусный спорт, противодействие изменениям воздушного потока, вызванным градиентом, требует от пилотов и моряков внесения соответствующих корректировок в свои действия для обеспечения безопасности и эффективности. Понимание роли градиента ветра становится критически важным, особенно при более высоких скоростях ветра.Градиент скорости ветра напрямую влияет на распределение нагрузки на лопасти ветряной турбины, тем самым влияя на ее производительность и долговечность.
<р> Таким образом, изменения градиента скорости ветра вызвали проблемы, которые необходимо полностью учитывать в повседневной жизни, инженерном проектировании и защите окружающей среды. Насколько глубоко влияние дневных и ночных изменений на окружающий климат в той среде, где вы живете?Изменения градиента скорости ветра могут повлиять на распространение звука от источника к приемнику, увеличивая или уменьшая уровень шума в определенной области.