Из за чего возникает ветер: Как образуется ветер — урок. Окружающий мир, 1 класс.

Содержание

Откуда берется ветер?

Разница в давлении воздуха — это то, что приводит к образованию ветра, но всё же основной причиной его возникновения является Солнце.

Поверхность Земли не является равнинной и однородной. Напротив, она меняется по форме и консистенции. В одних регионах есть горы, в других — равнины, в третьих — моря. Более того, из-за вращения планеты не все регионы получают одинаковое количество солнечного света. Все это означает, что будет существовать территориальная разница температур.

Когда какой-либо регион на поверхности планеты нагревается солнечными лучами, что происходит с воздухом над ним? Естественно, он тоже будет нагреваться. Как и любой газ, когда температура воздуха повышается, он расширятется.

С увеличением площади нагретый воздух также становится легче, поэтому он поднимается вверх в атмосферу, оставляя за собой низкое давление.

Давление воздуха зависит от силы, которую молекулы воздуха оказывают на определенную область. Чем больше молекул воздуха, тем больше давление.

Но что-то должно занять то пространство, которое освободилось после того, как теплый воздух поднялся выше. Логично, что это будет холодный воздух из окружающей среды. Именно этот холодный воздух и является ветром.

Более того, когда горячий воздух поднимается в атмосферу, он в конце концов остывает. В результате молекулы воздуха сближаются, заставляя газ сжиматься и оседать. Оседая он вытесняет более горячий воздух внизу. Этот цикл, называемый конвекционным потоком, может повторяться бесконечно, производя то, что мы называем ветром.

Такая физика объясняет, почему в полдень на морском пляже чувствуется прохладный ветерок. Земля намного горячее моря. Эта разница температур двигает холодный воздух над морем в сторону горячего участка над землей.

Шторм

Большинство ветров вызвано довольно небольшой разницей в давлении воздуха. Нежные ветра, которые ощущаются в весенний день, обычно являются результатом разницы в давлении воздуха около 1%.

Однако, когда разница в давлении воздуха на очень маленькой площади превышает 10%, могут образовываться очень опасные и сильные ветры, а также образовываться торнадо.

Вот некоторые интересные статистические данные, которые вы можете найти интересными в следующий раз, когда услышите про скорость ветра в прогнозе погоды. На скорости 40-48 км/ч происходит покачивание больших ветвей деревьев. На скорости 51 км/ч можно увидеть, как раскачиваются целые деревья. При скорости около 65 км/ч ветер настолько сильный, что при ходьбе в направлении порыва чувствуется сильное сопротивление, а маленькие ветки могут оторваться от деревьев. На скорости 90 км/ч штормовой ветер достаточно сильный, чтобы выкорчевать деревья и вызвать структурные повреждения.

Самая высокая скорость ветра была зафиксирована в 1999 г. внутри торнадо. Сделано это было с помощью доплеровского радара, который показал ошеломляющие данные о скорости 482 км/ч. Самый быстрый ветер, измеренный вне торнадо, был 407 км/ч во время тропического циклона Оливия в 1996 году.

Энергия ветра

Солнечные батареи — это отличный способ прямого преобразования солнечной энергии в электричество, которое мы можем использовать для питания домов и гаджетов. Но есть огромное количество энергии, которую можно использовать из солнечной энергии косвенным образом, используя турбины, чтобы улавливать часть ветряной энергии.

Чем быстрее ветер, тем больше его кинетической энергии. А ветряные турбины с большей площадью поверхности будут улавливать больше ветра и вырабатывать больше энергии. Эти два параметра вместе могут быть направлены на производство огромного количества энергии.

Кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости, умноженной на массу. Говоря о ветре, его масса связана с массой молекул воздуха. Так что когда скорость ветра удваивается, его кинетическая энергия фактически в четыре раза увеличивается. Когда скорость ветра увеличивается, то увеличивается и количество воздуха, толкающего лопасти турбины.

Таким образом, каждый раз, когда скорость ветра удваивается, количество энергии, попадающей в турбину, на самом деле увеличивается в 8 раз. Вот почему страны, страдающие от ветра, успешно используют его энергию. Дания, например, в 2019 году 47% потребляемой энергии обеспечивала за счет ветра. Аналогичным образом Ирландия в 2018 году, за счёт ветра, обеспечила себя энергией на 28%.

На этом все. Надеемся, что вам понравилась статья. Подписывайтесь на наши группы в социальных сетях, чтобы ничего не пропустить.

Читайте также:

Живем ли мы в квантовом мире?

Нужно признать, квантовая механика  —  сложная штука. В квантовом мире все привычные нам правила физики просто не работают.

Из за чего образуется сильный ветер. Что такое ветер и как он образуется. Как появляются ветры

Это нечто загадочное. Мы никогда его не видим, но мы всегда его чувствуем. Так почему же дует ветер? Узнайте в статье!

Ветер — это движение воздушных масс. Несмотря на то что мы не видим воздуха, мы знаем, что он состоит из молекул различных видов газов, в основном азота и кислорода. Ветер — это явление, при котором множество молекул движется в одном направлении.

Откуда же он берется? Ветер вызван различиями давления в атмосфере Земли: воздух из области с высоким давлением будет двигаться в сторону области с низким. Сильный ветер возникает, когда воздух перемещается между областями с огромными различиями в уровнях давления. Собственно, этот факт во многом объясняет, почему ветер дует с моря на сушу.

Образование ветра

Ветер — это движение воздуха у поверхности Земли. Он может быть нежным дуновением или сильным штормом. Самый сильный ветер случается во время явлений, называемых торнадо, циклонами и ураганами. Его вызывают изменения в температуре воздуха, суши и воды. Когда воздух двигается параллельно теплой поверхности, он нагревается и поднимается — это оставляет место для более прохладных масс. Воздух, «втекающий» в эти пустые пространства, — ветер. Его называют по направлению, из которого он исходит, а не по направлению, в котором он дует.

Бризы: береговые и морские

Береговые и морские бризы — это ветровые и погодные явления, характерные для прибрежных районов. Береговой бриз — это ветерок, дующий от суши к водоему. Морской бриз — это ветер, дующий с воды на землю. Почему дует ветер с моря и наоборот? Береговые и морские бризы возникают из-за существенной разницы температур наземной и водной поверхностей. Они могут простираться на глубину до 160 км или проявляться в виде локальных явлений, которые быстро ослабевают уже в первых нескольких километрах вдоль береговой линии.

С научной точки зрения…

Модели наземного и морского бриза могут сильно влиять на распределение тумана, вызывать накопление или рассеивание загрязнений по внутренним районам. Текущие исследования принципов циркуляции наземного и морского бриза также включают в себя попытки моделирования схем движения ветра, ведь это влияет на потребности в энергии (например, требования к нагреву и охлаждению) в пострадавших районах. Ветер также оказывает воздействие на зависящие от погодных условий операции (например, с воздушным судном).

Поскольку вода имеет гораздо более высокую теплоемкость, чем пески или другие материалы земной коры, при определенном количестве солнечного облучения (инсоляции) ее температура будет расти медленнее, чем на суше. Независимо от температурной шкалы, в дневное время температура суши может колебаться в пределах десятков градусов, в то время как у воды изменяется менее чем на половину градуса. И наоборот, высокая теплоемкость предотвращает быстрые изменения температуры жидкости ночью, и, таким образом, в то время как температура суши может упасть на десятки градусов, у воды она остается относительно стабильной. Кроме того, более низкая теплоемкость материалов земной коры часто позволяет им остывать быстрее моря.

Физика моря и суши

Итак, почему дует сильный ветер? Воздух над соответствующими поверхностями земли и воды нагревается или охлаждается в зависимости от проводимости этих поверхностей. В течение дня более высокая температура земли приводит к возникновению более теплых и, следовательно, менее плотных и более легких воздушных масс над побережьем по сравнению с такими, прилегающими к поверхности воды. По мере того как теплый воздух поднимается (явление конвекции), более холодный воздух движется по направлению к пустотам. Вот почему дует ветер с моря, и в течение дня обычно бывает прохладный морской бриз, идущий от океана к берегу.

В зависимости от разницы температур и количества поднятого воздуха, морской бриз может иметь иметь порывы со скоростью от 17 до 25 км в час. Чем больше разница температур между сушей и морем, тем сильнее ветер земли и морской бриз.

Почему дует ветер с моря

После захода солнца воздушная масса над прибрежной землей быстро теряет тепло, в то время как над водой она обычно не слишком отличается от ее дневной температуры. Когда воздушная масса над землей становится прохладней, чем воздушная масса над водой, наземный ветер начинает дуть от земли до моря.

Возбуждение теплого влажного воздуха из океана часто приводит к возникновению над береговой линией дневных облаков. Кроме этого, нередко движение воздушных масс и морские бризы используются туристами для полетов на дельтапланах. Несмотря на то что наземные и морские бризы преобладают на морском побережье, они также часто регистрируются вблизи крупных водоемов. Береговые и морские бризы приводят к повышению уровня влажности, возникновению осадков и умеренным температурам в прибрежных районах.

Объяснение для детей: почему дует ветер

Морские бризы чаще всего наблюдаются в жаркие летние дни из-за неравных скоростей нагрева земли и воды. В течение дня поверхность суши нагревается быстрее поверхности моря. Поэтому часть атмосферы над землей теплее, чем над океаном.

Теперь вспомним, что теплый воздух легче, чем более холодный. В результате он поднимается. В результате этого процесса более прохладный воздух над океаном занимает место у поверхности земли, чтобы заменить восходящие теплые массы.

Тем не менее стоит знать о том, что ветер формируется не только в результате различий в температуре. Глобальные движения атмосферы возникают в результате вращения Земли. Эти ветры группируют пассаты и муссоны. Пассаты происходят вблизи экватора и двигаются либо с севера, либо с юга к экватору. В средних широтах Земли, между 35 и 65 градусами, преобладают западные ветры. Они дуют с запада на восток, а также в сторону полюсов. Полярные ветры дуют вблизи северных и южных полюсов. Они движутся с полюсов на восток или на запад соответственно.

Наш мир полон загадок и интересных вещей. Разгадать их — задача человечества. Впереди нас ждут еще большие открытия, а пока мы уже точно знаем ответ на вопрос о том, как и почему дует ветер, а также какими факторами обусловлено его образование. Это дает возможность прогнозировать изменения погодных условий.

В арсенале капризов погоды одно из главных мест, безусловно, отведено ветру. Он может быть теплым и ласковым, а может дуть с такой силой, что поток воздуха срывает крыши с домов и уносит домашнюю утварь.

Он приносит с собой дождь или наоборот, разгоняет зависшие над городом тучи, возвращая голубое небо и . Ветер у всех народов символизирует свободную натуру, неподвластную привязанностям и обязательствам.

Он подчиняется только своим желаниям, непредсказуем и может оказаться как другом, так и врагом. Но что такое ветер на самом деле, как он возникает и можно ли его подчинить?

Что такое ветер?

С научной точки зрения ветром называется перемещение воздушной массы из зоны высокого давления в зону пониженного давления. Как правило, эти перемещения направлены горизонтально.

Хотя существуют восходящие и нисходящие воздушные потоки, формирующие перепады давления атмосферы в разных частях планеты, их не принято называть ветрами. Помимо перепадов давления, на скорость и направление ветров оказывают некоторое влияние океанские течения, вращение Земли, рельеф местности и другие факторы.


До сих пор метеорологи не научились с достаточно высокой достоверностью предсказывать поведение воздушных масс атмосферы, зарождение ветров и их дальнейшее поведение. Огромную помощь в этом оказывает спутниковая съемка, однако она только фиксирует происходящие процессы.

Точно угадывать зарождение и направление, а тем более управлять «поведением» ветров и ураганов люди до сих пор не научились, однако общие закономерности движения воздушных масс уже достаточно изучены.

Как появляются ветры?

В течение светового дня Солнце дарит поверхности Земли огромное количество тепловой энергии, нагревая сушу и толщу Мирового океана. Но этот нагрев крайне неравномерен и зависит от многих факторов.

Важнейшим из них является расстояние до Солнца: экваториальные области, за счет того, что ось вращения Земли располагается вертикально к ее орбите, оказываются немного ближе к светилу, и на их долю достается больше энергии, чем полюсам.

Суша прогревается в течение дня лучше, чем водное пространство, зато вода лучше удерживает тепловую энергию.

Все это приводит к тому, что атмосферный воздух, который нагревается в основном от поверхности планеты, в одних местах оказывается более теплым, чем в других. Нагретый воздух устремляется вверх, создавая разреженное пространство, на его место устремляется более холодный воздух из соседней зоны.


Сталкиваясь друг с другом, теплые и холодные воздушные потоки порой образуют шквалы, вихри и даже смерчи. Эти процессы идут над всей поверхностью планеты, которая при взгляде сверху напоминает бурлящий котел, где сталкиваются и кружатся в различных направлениях воздушные течения, увлекая за собой белую пену облаков.

Направление ветра

Если бы поверхность Земли везде нагревалась одинаково, у нас не существовало бы капризов погоды. Воздушные потоки перемещались бы только в вертикальном направлении: холодные – вниз, а теплые – вверх. Однако нагрев протекает по-разному: в районе экватора воздух всегда хорошо нагрет и поднимается вверх, а ему на смену устремляются холодные массы из более холодных областей.

Столкновения этих масс происходят в разных частях планеты, но всегда они приводят к образованию . Воздушные потоки выбирают разные направления, смотря по сопутствующим обстоятельствам.

Основными факторами, оказывающими влияние на направления ветров, являются вращение планеты и разница атмосферного давления. Установлено, что в районах полюсов доминирующим направлением ветров является восточное, а в умеренном поясе Северного и Южного полушарий дуют преимущественно западные ветры.

Тропический пояс находится во власти ветров восточного направления. Между этими основными зонами ветрообразования лежат четыре пояса относительного затишья – по два приполярных и субтропических, где воздух движется преимущественно вертикально: нагретый уходит вверх, а холодный опускается к поверхности земли.



Ветры играют важную роль в поддержании климатического равновесия планеты. Они переносят влагу, испаренную океанами, на сушу, орошая ее поверхность и обеспечивая возможность существования многочисленного животного и растительного мира Земли.

Каждый житель планеты наверняка знает, что такое ветер. Выходя на улицу в любое время года, ощущается воздушный поток.

Что такое ветер

Это перемещение большого объёма воздуха в горизонтальном направлении.

Вместе с перемещениями воздуха следует и водяной пар, и пыль. Ещё воздушный поток характеризуется определённой температурой.

Как образуется ветер

Разберёмся, откуда берётся перемещение воздуха. Солнечные лучи, проходя сквозь атмосферу, не нагревают её. Воздух нагревается от земной поверхности. Вода и суша нагреваются с разной скоростью. Водная масса медленнее поглощает тепло, суша быстрее.

Над земной поверхностью в тёплое время года воздух всегда теплее. Там, где он теплый, формируется низкое атмосферное давление. Над водной поверхностью устанавливается высокое атмосферное давление.

Воздух двигается в сторону территории с низким атмосферным давлением. Это перемещение и называется ветром.

Направление ветра

Он может иметь разное направление. Считается, откуда двигается воздушная масса, такое направление она и имеет.

Знаете ли вы, где на земле всегда дует южный ветер? Конечно же на севере, северном полюсе, где любая сторона — это юг.

Как нарисовать схему образования ветра

Чтобы объяснить, как возникает ветер, можно изобразить схематичный рисунок. Для этого лучше воспользоваться пограничной территорией. Условно изображаем сушу, рядом – море.

Над земной поверхностью температура воздуха более высокая, давление ниже. Нагретый воздух лёгкий, он растекается вверх. Над водой воздух нагревается долго. Имея более низкую температуру, воздух весит тяжелее. Устанавливается высокое атмосферное давление. Холодный воздух перемещается с моря в сторону суши.

В зимнее время происходит всё наоборот. Вода охлаждается очень медленно. Воздух будет теплее над морем, устанавливается низкое давление.

Над земной поверхностью воздух холодный, давление высокое. Значит, перемещаться воздух будет на море. Такая схема понятна для детей, помогает разобраться с вопросом: «Почему дует ветер?».

Виды ветров

На планете существуют различные типы движения воздушных масс с разной характеристикой. Постоянные потоки круглый год дуют в одном направлении.

Бывают местные перемещения, на определённой территории. Все они оказывают влияние на климат. Местные ветры носят различные названия.

Ниже представлены наиболее известные названия ветров с кратким описанием:


Использование ветра человеком

Значение перемещения воздушных масс велико. Они оказывают влияние на климат.

С глубокой древности люди использовали силу перемещающегося воздуха для мореплавания, работы ветровых мельниц. Сейчас сила ветра имеет значение для развития некоторых видов спорта.

Воздушные потоки огромной силы – это альтернативный источник энергии. Ветровые установки могут вырабатывать электроэнергию без ископаемого топлива.

Какие ветры имеют сезонный и постоянный характер

Сезонные воздушные течения меняют своё направление по сезонам года. Такими течениями воздуха являются муссоны.

Постоянные перемещения воздуха не зависят от сезонов года. И зимой и летом они перемещаются в одном направлении. К ним относят пассаты и западный перенос, а так же перемещения воздуха от полюсов в сторону умеренных широт.

Постоянные ветры связаны с распределением высокого и низкого давления на планете.

От чего зависит скорость и сила ветра

Ветер имеет разную скорость и силу. Скорость измеряют в м/с или км/ч. Для определения силы движущегося воздуха разработана шкала в баллах.

Перепады давления в атмосфере бывают разными. Сила воздушного потока зависит от этих перепадов. Скорость воздушного потока будет больше, если разность в давлении велика.

Перемещающийся воздух действует на всё, что встречает на своём пути. Чем больше одна величина, тем больше будет и другая.

Рассмотрим основные показатели:

  1. Сильный ветер оценивают в 6 баллов. Скорость порывов достигает 39-49 км/ч. На море образуются большие волны, на суше качаются деревья.
  2. Очень сильный ветер оценивается в 7-8 баллов. Скорость порывов воздуха доходит до 50-60 км/ч. Ломаются ветки деревьев, может быть сорвана черепица и шифер с крыш домов.
  3. Самый сильный ветер называют ураганом. На суше он бывает редко. Оценивается 12 баллами. Скорость порывов может достигать более 100 км/ч. Такое воздушное течение причиняет большие разрушения.
  4. Максимальная скорость порывов связана с торнадо. Она более 400 км/ч.

Какие ветры вызывают образование различных течений

Воздушные потоки, которые постоянно дуют над океаническими просторами, образуют течения. Такие перемещения воды образуют западный перенос, пассаты, муссоны.

Заключение

Перемещение воздушных масс — неизбежный процесс, присутствующий в атмосфере. Они формируют климат. Иногда такие перемещения обладают разрушительной силой. Человек изучает ветровые явления, даёт им названия, но управлять стихией не может.

Сначала нужно уяснить для себя, что же такое ветер. Научное определение довольно пространно, в минимизированном виде звучит приблизительно так: «Движение воздушных масс между зонами разного давления». Но ребенку такая формулировка мало о чем скажет. Наглядность – наиболее эффективный способ объяснения чего-либо. Итак, рассмотрим несколько способов наглядного объяснения природы ветра.

Способ №1: Холодная погода и свеча

Главное условие заключается в холодной погоде за окном. Летом или весной придется воспользоваться другими методами. Если чадо вдруг спросило «Мааам, а почему дует ветер?», то мы не теряемся, а берем свечу и идем к двери. Зажигаем огонек и подносим его к верхней щели приоткрытого проема. Видим, что пламя стремится наружу, увлекаемое потоком теплого воздуха. Это ветер, который получился из нагретого в доме воздуха. Из этого следует

факт первый: нагретый воздух подымается вверх .

Затем опускаем свечу к нижней щели и видим, что пламя поменяло наклон и теперь направлено внутрь. Это происходит, потому что холодный воздух стремится занять место нагретого. Следовательно, факт второй: холодный воздух стремится занять место теплого . На этом с практическую часть можно завершить. И перейти к теоритическому объяснению о том, что на земном шаре есть теплые места (как в доме) и холодные (как на улице). Движение воздуха между ними и приводит к появлению ветра.

Способ №2: Воздушный шар, фен и холодильник

Для следующего способа наглядного объяснения природы ветра понадобится подготовить воздушный шарик. Надуваем его не полностью. Берем фен и хорошенько обдуваем. Шарик увеличивается в объеме и начинает парить. На этом примере объясняем ребенку, что нагретый воздух стремится подняться как можно выше.

Затем помещаем шарик в холодильник. Пока он там остывает, рассказываем о том, что земной шар такой большой, что когда в одном месте тепло, то в другом холодно. Затем открываем холодильник и смотрим, что холодный шарик съежился и быстро падает вниз.

После практической части приступаем к объяснениям того, что холодный воздух стремится занять место теплого, поэтому и получается ветер. То есть, ветер – не более чем движение воздуха между холодными и теплыми местами.

Способ №3: Метафорический

Вместо наглядности можно использовать метафоры из окружения. Представим, что папа, который занял компьютер по работе и не дает смотреть мультики – одна масса воздуха. А ребенок, который нетерпеливо елозит в ожидании очередной серии – другая.

Вот масса-папа сидит, работает и потихоньку нагревается. А когда совсем нагреется, то подымается со стула и идет, скажем, на кухню. Теперь он – теплый воздух, который поднялся высоко и улетел. Малыш в таком случае воздух холодный, который мигом устремился на стул перед монитором. Вот это его движение и есть ветер.

Способ №4: Физиологический

Еще один вариант разъяснений основан на работе легких. Когда чадо интересуется природой ветра, просим его набрать побольше воздуха и потом его медленно выдуть. Вот это будет ветер. Воздух в сжимающихся легких подвергается давлению и выходит наружу. Так и с ветром.

Небольшое теоритическое отступление о том, что теплый воздух легче холодного упростит пояснение. Тяжелый холодный воздух создает такое же давление, как и стенки легких. От этого холодный воздух движется туда, где был теплый. Вот и получается ветер.

Внезапности и неожиданности

В сознание растущего ребенка такой урок родит еще миллион вопросов: «А какой бывает ветер?», «А зачем он нужен?», «А если он будет сильный-сильный?». На самом деле, чтобы ответить на эти вопросы понадобится перелопатить тома метеорологических справочников и получить пяток-другой высших образований. Но ребенку можно объяснить все в двух словах.

Зачем нужен ветер? Чтобы было прохладно и чтобы сдувать одуванчики. Какой бывает ветер? Сильный, слабый, дующий в разных направлениях, а высоко над землей текут целые воздушные реки. И в таком духе. Не нужно распространятся, достаточно не оставлять в сознании малыша пробелы, которые впоследствии могут заполниться не тем, чем надо.

Мамам на заметку!

Девочки привет) вот не думала, что и меня коснется проблема растяжек, а еще буду писать про это))) Но деваться некуда, поэтому пишу тут: Как я избавилась от растяжек после родов? Очень буду рада, если и вам мой способ поможет…

Читаем также:

Вот что пишут на форумах:

Trackstone: На нашей планете есть места где теплее, а есть где холоднее. Солнце нагрело пустыню, вместе с ней нагрелся и воздух. При нагревании предметы расширяются, воздух не исключение. Воздух нагрелся и расширился. И вот над пустыней вспух горб нагретого воздуха (давление увеличилось) облака с середины такого горба стекают к краям, и в центре него всегда ясно, такие горбы (области высокого давления) называют антициклонами.
А в другом месте тучи закрыли Солнце, стало холоднее, воздух сжался. И от этого образовалась яма (область низкого давления). В это место стекают тучи, там обычно идут дожди. Область низкого давления называется циклоном.
А что будет если встретятся циклон и антициклон? Пустыня рядом с морем, например?
Если они встречаются воздух с «горба» начинает стекать во «впадину», дует сильный ветер. Это место встречи называется атмосферным фронтом.
Но ветер дует и внутри «горбов и впадин». Помните как закручивается вода в ванне, когда стекает в дырку? Правильно, она закручивается в воронку. Точно так же и воздух стекая с горба закручивается, а стекая в центр ямы тоже, только в другую сторону. Это закручивание тоже вызывает ветер внутри циклона и антициклона.
Про бризы сами расскажете. Утром нагревается земля — днем ветер дует с моря. Вечером море отдает накопленное тепло, а земля остывает — ветер дует с берега.

DmHaritonov: С одного бока солнышко Землю сильнее греет, там воздух расширяется, и лезет оттуда в другие края. Вот и ветер.

Откройте эту книгу, и вы поймете, откуда берутся облака и почему в небе светит радуга, отчего желтеют листья и зачем осенью птицы улетают на юг. Вы научитесь различать деревья по листьям и узнаете, как «пьют» растения. Эта книга даст ответы на десятки «почему» и поможет связать воедино разные природные явления. Занимательные эксперименты и опыты помогут «увидеть» звук, «сделать облако» в банке, вырастить кристаллы из соли и тюльпан к 8 Марта, узнать, сколько воды получится из стакана снега и как дождевой червяк перемешивает почву.

Как образуется ветер

Из-за чего образуется ветер

Кратко: из-за неравномерного нагревания поверхности Земли и разницы в атмосферном давлении.

Начнем с эксперимента «Мини-Земля». В солнечный день берем две тарелки, в одну из которых насыпаем землю, а в другую наливаем воду. Обе ставим под прямые солнечные лучи и оставляем на некоторое время. Через полчаса вы увидите, что тарелка с землей нагрета гораздо сильнее, чем с водой, и термометр это докажет. И вот отсюда начинается наш рассказ о том, как образуется ветер.

Каждый день Солнце направляет свои лучи на нашу планету и нагревает всю ее поверхность, как эти самые тарелки. Но не равномерно – это самое главное. Темные участки нагреваются быстрее, чем светлые, а суша – быстрее, чем вода. Географы говорят, что для нагревания 1 см 3 воды нужно в три раза больше тепла, чем для 1 см 3 песка. Согретая поверхность отдает свое тепло атмосфере – воздушной оболочке Земли. А поскольку теплый воздух легче, он поднимается, и создается область пониженного атмосферного давления. Остается «пробел» – его надо чем-то заполнить. Тогда на место теплого воздуха приходят плотные, холодные воздушные потоки с непрогретых поверхностей – и вот уже дует ветер. Из-за неравномерного нагревания Земли на планете постоянно происходит «обмен» воздушными потоками. С затененных материков с горами и лесами теплый воздух поднимается, а холодные потоки с океанов и морей дуют в сторону континентов, на города и деревни. Чем больше разница температур между этими воздушными массами, тем быстрее они движутся, и тем сильнее ветер. В длину потоки воздуха могут достигать тысяч километров, а в высоту – сотен.


Конус-ветроуказатель, в просторечии «носок». Фото: pxhere.com

Второй важный фактор, кроме солнечного тепла, – постоянное вращение планеты вокруг своей оси. Подчиняясь силе Кориолиса, все потоки воздуха, движущиеся вдоль Земли, отклоняются. Поэтому ветры в Северном полушарии «кренят» вправо, а в Южном – влево (по отношению к направлению движения). Обычно ветры движутся над поверхностью горизонтально, но существуют и восходящие и нисходящие потоки: циклоны и антициклоны (подробнее в нашем материале о творцах погоды). И если на Земле ветер представляет собой потоки воздуха (в основном смесь азота и кислорода), то на других планетах – смесь свойственных им газов (подробнее о космическом ветре).

Сила Кориолиса – сила инерции, суть которой можно описать как «вне зависимости от ощущения наблюдателя, движущаяся масса внутри вращающейся системы отклоняется». В масштабах планеты она влияет на океанические и морские течения, а также на воздушные потоки – ветры. Чтобы еще лучше представить себе разницу в атмосферном давлении, вспомните: как только вы открываете дверь из помещения на улицу, внутрь сразу начинает задувать ветер, причем больше всего – снизу. Теплый воздух поднимается и «выталкивается» наружу, а оттуда приходят холодные воздушные потоки. Или вспомните прогулки по берегу, если они у вас были, – ветер всегда дует с воды на сушу, потому что суша нагревается быстрее.

Муссоны, пассаты, воздушные массы… 

Кратко: на Земле дуют десятки глобальных и локальных ветров.

Было бы странно, если бы постоянные перемещения потоков воздуха никак не влияли на происходящее на Земле. И речь не о том, что ветер может уничтожить судно или разрушить город, хотя и это, конечно, ему под силу. Берите выше! Ветры влияют на региональный климат, погоду и уровень атмосферного давления, от которого вашей бабушке может быть плохо.

Муссоны – как биткоины: многие слышали, но мало кто знает, что это такое и как работает. Если упрощать, то это преобладающие ветры на границе океана и материка. Чаще всего они «водятся» в тропических и субтропических областях и меняют свое направление летом и зимой (с арабского «mawsim» – «время года»). Весной Солнце прогревает континент примерно на 10 градусов сильнее, чем океан. Нагретый воздух поднимается, создает область низкого давления и активизирует муссон – потоки океанического воздуха несутся к суше. Ближе к зиме все наоборот – суша прогревается хуже, поэтому воздух движется от нее к морям и океанам. Муссоны «висят» над экваториальной Африкой, южной Азией и вообще над всем Южным полушарием, а в России хорошо выражены на Дальнем Востоке. Именно муссоны заставляют людей надевать резиновые сапоги летом. Почему они виновны в пасмурной погоде? Потому что вместе с воздухом приносят на сушу океаническую влагу, которую прихватывают по пути. Теплый влажный воздух конденсирует водяной пар – и начинается дождь. Зимой все наоборот – засуха и отсутствие осадков.

Муссоны – как биткоины: многие слышали, но мало кто знает, что это такое и как работает. 

Еще на планете живут пассаты – ветры, дующие между тропиками. Здесь все сложнее и завязано на экваторе – самом жарком месте Земли. Солнце нагревает поверхность в экваториальной полосе, и нижние воздушные потоки поднимаются и расходятся одновременно к южному и северному полюсам. По всему экватору образуется область низкого давления, которая «всасывает» воздух из субтропиков. Между экватором и субтропиками создается циркуляция. Поскольку Земля вращается и воздушные массы подвержены силе Кориолиса, изначально двигаясь по прямой, они смещаются. И если на океанах они дуют «правильно», то ближе к земной поверхности их направление меняется еще и под воздействием местных препятствий, например, гор. В результате в Северном полушарии дуют северо-восточный и юго-западный пассаты, в Южном – юго- восточный и северо-западный. Пассаты обоих полушарий «отделены» друг от друга полосой вдоль всего экватора – по-научному, внутритропической зоной конвергенции.

В умеренных широтах дуют западные ветры – они влияют на формирование океанических течений, переносящих теплые экваториальные воды к западным берегам континентов. А на полюсах преобладают восточные ветры – сухие, нерегулярные и слабые, они дуют из полярных районов в низкие широты. Поскольку в полярных областях солнечного тепла меньше, воздух там быстро охлаждается и опускается, образуя высокое давление и выталкивая приполярный воздух в направлении более низких широт. Но Земля – это не только материки и океаны, а еще множество локальных географических объектов: водоемы, моря, пустыни, горные массивы. Разнообразие подстилающей поверхности создает местные ветры. Например, на берегах морей и больших озер дуют морской и континентальный бриз, сменяющие друг друга утром и вечером. Особенно они заметны летом, когда разница между температурами воды и земли самая высокая. Морской (дневной) дует с моря на прибрежье, а ночной (континентальный, береговой) – с суши на море. Оба достигают небольшой скорости в 1–5 м/с. 


Горы могут останавливать ветер и порождать его. Над взгорьями солнце греет сильнее, создавая область низкого давления. Так появляются свойственные горам и долинам ветры: фён, или бора, например. А если горы стоят на берегу озера или моря, то начинается целый ветряной сабантуй – на Байкале, например, дуют не менее пяти ветров. В пустынях тоже свои ветры: суховей, самум. А теперь представьте, какое количество воздушных масс «танцует» на нашей планете ежедневно. Огромное! Все преобладающие и местные ветры на всем земном шаре в совокупности образуют то, что географы называют «циркуляцией атмосферы» – процесс постоянного движения воздушных потоков. А он, в свою очередь, влияет на климат в разных регионах Земли и заставляет нас брать зонтик по утрам.

Какой он?

Кратко: у ветра изучают силу, скорость, направление и продолжительность.

Основными характеристиками ветра считают скорость, силу и направление. Анемометр – механический прибор, в котором движение воздуха приводит в действие лопасти и на шкале отображается скорость ветра. От нее неотделима его сила, которую изучают с помощью шкалы Бофорта – она показывает, сколько метров преодолевает слой воздуха в секунду. Наиболее распространена 12-балльная шкала, но возможно использование 17-балльной, если речь идет о сильном урагане. Чем выше балл, тем сильнее и опаснее последствия от ветра: движение океанических и морских волн, распространение дыма из трубы, качание деревьев, помеха движению человека и др.


  

Самую большую скорость порыва ветра на Земле зафиксировали на острове Барроу в Австралии в 1996 году. Тогда автоматическая метеостанция зарегистрировала порыв в 113 м/с (408 км/ч). Но! Важно, что это был кратковременный порыв, – они могут достигнуть огромной скорости, длиться одну секунду и тут же закончиться. Что касается постоянной скорости ветров, то самые быстрые дуют в Антарктиде со скоростью до 90 м/с.

Смерч, или торнадо, – один из самых губительных эффектов ветрообразования. Это атмосферный вихрь, нисходящий к поверхности Земли в виде столба. Чтобы измерить его силу и скорость, применяют особую Шкалу Фудзиты. В ней шесть ступеней, где первая – штормовой смерч, повреждающий трубы, вывески и вышки, а шестая – опустошительный, который срывает дома с фундаментов. Фото: Jim Reed, photographynewsworld.com

Направление ветра определяют по части света, с которой он дует. С севера – значит, северный, с юга – южный и так далее. Всего выделяют восемь направлений: четыре – по сторонам света (северный, южный, западный, восточный) и столько же промежуточных (северо-западный, северо- восточный, юго-западный, юго-восточный). С определением направления обычно справляются флюгеры. Чаще всего их делают из металла – на вертикальной основе устанавливают «флаг», который поворачивается под действием ветра. Вариант попроще – тканевый конус-ветроуказатель, прикрепленный к палке или столбу. Их часто можно увидеть на аэродромах и взлетных полосах. Принцип работы – как и у флюгера. После долгих наблюдений для разной местности составляется роза ветров. На ней обозначены все ветры, дующие в конкретном регионе за определенный период. Роза помогает при строительстве шоссе и трасс, взлетно-посадочных полос, планировке населенных пунктов, в сельском хозяйстве и т. д.


Флюгеры могут иметь самый необычный вид. Фото: Sophie Hale, www.flickr.com

Изучением ветра занимаются и география, и климатология, и динамическая метеорология. На большинстве метеорологических станций скорость ветра измеряют на высоте 10 м и усредняют за 10 минут. Выделились только США с усреднением за минуту и Индия – с усреднением за три. Зачем нужно усреднять скорость? Для климатологов, поскольку скорость постоянного ветра, измеренная за минуту, обычно выше значения, измеренного за 10 минут. Климатологи составляют карты и атласы ветров, отображающие, как и куда движутся воздушные потоки в конкретном регионе и на планете вообще. Сейчас существуют онлайн-карты ветров, где можно увидеть, что происходит с воздухом конкретно на вашей улице – одна из них, например, доступна на сайте. Мы можем только услышать ветер, а потрогать и увидеть – нет. И это делает его если не страшнее, то могущественнее. Будучи давним другом нашей планеты, он влияет практически на все сферы ее жизни. И больше всего – на людей.


На гербах используют розу ветров, которую любой метеоролог назовет ошибкой. В геральдике это стилизованная звезда с равномерно распределенными лучами. Ее можно увидеть на гербах многих городов и на эмблемах НАТО (4 луча), ЦРУ США (16 лучей), Министерства по чрезвычайным ситуациям и Министерства транспорта Российской Федерации (8 лучей). Правильная роза ветров выглядит примерно так – лучи неравномерны. Фото: www.mesonet.agron.iastate.edu

Фото: pixabay.com

Ветер. Направление и скорость ветра.

Определение. Причины ветра

Ветер – движение воздуха в горизонтальном направлении.

Главная причина образования ветра – разница в атмосферном давлении: ветер дует из области высокого давления в область низкого, и чем больше эта разница, тем сильнее ветер.

Виды ветров:

1. Постоянные (пассаты, западные)

2. Переменные (бризы, муссоны)

3. Местные (бора, фен, сирокко)

 

Бриз, муссон

 

Бриз – ветер на берегах морей, крупных озер и водохранилищ, меняющий направление на противоположное дважды в сутки. Днем бриз дует с более холодной воды на нагретую сушу, компенсируя восходящие потоки над более теплой поверхностью. Ночью восходящие потоки формируются над более теплой водой, и с суши на воду устремляется компенсирующий поток воздуха. Таким образом, бриз возникает из-за разницы температур и давления.

 

Рис. 1. Бриз

 

Бризы ощущаются на значительном расстоянии от берега, иногда до нескольких десятков километров. Особенно они развиты летом.

 

Рис. 2. Схема движения бриза

 

Муссоныустойчивые сезонные переносы воздуха у земной поверхности и в нижней части тропосферы. Характеризуются резкими изменениями направления от зимы к лету и от лета к зиме, проявляющимися над обширными районами Земли. В каждом из сезонов одно направление ветра заметно преобладает над другими, а при смене сезона меняется на 120-180 градусов. Муссоны вызывают резкую смену погоды (с сухой, малооблачной на влажную, дождливую или наоборот). Например, над Индией отмечается летний (влажный) юго-западный муссон. В северном полушарии муссоны дуют летом-осенью с океана на сушу, принося дожди, зимой – с суши на море, в южном полушарии всё наоборот.

 

Рис. 3. Схема движения муссона

 

Муссоны характерны для стран, имеющих выход к Тихому океану (Китай, Япония, Филиппины, Вьетнам и др.), и стран юго-восточной части Индийского океана (Индия, Таиланд, Бангладеш). Муссоны играют большую роль при формировании климата, в жизнедеятельности и хозяйстве людей. Во многих странах выделяют два сезона: сухой (когда муссоны дуют с суши) и влажный (когда муссоны дуют с океана).

Пассат, западный, бора, фен, сирокко

 

Пассаты – постоянные ветры, дующие от тропиков к экватору.Над тропиками высокое давление, поэтому ветры дуют из этих областей в сторону низкого давления.

 

Рис. 4. Схема движения пассатов

 

Западный ветер – постоянный ветер, дующий в западном направлении в умеренных широтах.

 

Рис. 5. Схема основных видов ветра

 

Бора – это резкий, сильный ветер, направление которого также подобно фену. Он дует с гор на побережье.

 

Рис. 6. Схема движения боры

 

Фён – легкий ветер, который характерен для гористой местности. Дует этот ветер, как правило, с гор на равнину.

Сирокко – сильный южный ветер, который характерен для Северной Африки, а также близлежащих регионов. Этот вид ветра зарождается в пустыне Сахара. Он несет очень жаркий и сухой воздух.

 

Значение и изучение ветра

 

Значение ветра:

1. Перемешивает атмосферы

2. Образует волны и течения

3. Улучшает экологическую ситуацию

4. Переносит вещества и частицы

5. Используется человеком в хозяйственной деятельности

Ветер может стать и причиной бедствий. Сильные разрушения наносят ураганы на суше, штормы в море. Разрушительное действие урагана связывают, прежде всего, с ветром, но следующие за ним фазы ливней и наводнений значительно более опасны. Эти явления могут приводить к катастрофическим последствиям, иногда – в масштабах нескольких государств.

Человек с давних пор изучает ветер. Силу ветра измеряют в баллах по 12-балльной шкале, а его скорость – в метрах в секунду (м/c). Скорость ветра измеряют с помощью анемометра. Отсутствие ветра – штиль.

 

Рис. 7. Анемометр 

 

Сила и скорость ветра

 

Силу ветра измеряют в баллах по 12-балльной шкале, а его скорость – в метрах в секунду (м/c). Для измерения силы ветра используют шкалу Бофорта.

 

Рис. 8. Шкала Бофорта и ее характеристика

 

Если о господствующих температурах можно судить по кривой графика хода температуры в местности, то о господствующих ветрах можно судить по графику, который называют Розой ветров.

 

Способ построения розы ветров за месяц

 

График, характеризующий режим ветра в конкретной местности, строящийся на основе длительных наблюдений, называют Розой ветров.  

Строится данный график следующим образом.Сначала вычерчивают линии: вертикальную линию Север – Юг,  горизонтальную линию Запад – Восток, а также линии Северо-запад – Юго-восток и Северо-восток – Юго-запад.

Условно принимают, что одному дню на графике соответствует один отрезок с заданной величиной. Величина отрезка может быть различна, например, 0,5 см. Далее на производится подсчет – сколько дней на протяжении месяца ветер дул с каждого из направлений. На линиях, соответствующих направлениям, отмечают, начиная от центра графика, число дней, в течение которых дул ветер. Например, если северный ветер дул в течение четырех дней, то на линии  Севера отмечают 2 см (0,5 см. умноженные на 4 дня). Северо-восточный ветер дул шесть дней – на линии Северо-восточного ветра отмечают 3 см. Восточный ветер дул  4 дня – отмечают 2 см. Юго-восточный ветер дул три дня – на линии Юго-восток отмечают 1,5 см. И так далее.Точки, отмеченные на линиях, последовательно соединяют.Далее в центре графика размещают круг, в котором указывают количество дней, во время которые ветра не было. Например, при построении Розы ветров за месяц, в котором 30 дней, и вычислив, что ветренных дней в месяце было 29, мы получаем один безветренный день и указываем единицу в центре Розы ветров. Таким образом, мы получаем график ветра за месяц, называемый Розой ветров.

 

 Рис. 9. Роза ветров

 

Заключение

 

Итак, мы изучили что такое ветер и что является причиной его образования. А также какие на планете встречаются ветры и с помощью какого графика можно определить господствующие ветры той или иной местности.

 

Список литературы

Основная

1. Начальный курс географии: учеб. для 6 кл. общеобразоват. учреждений / Т.П. Герасимова, Н.П. Неклюкова. – 10-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2010. – 176 с.

2. География. 6 кл.: атлас. – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа; ДИК, 2011. – 32 с.

3. География. 6 кл.: атлас. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, ДИК, 2013. – 32 с.

4. География. 6 кл.: конт. карты: М.: ДИК, Дрофа, 2012. – 16 с.

Энциклопедии, словари, справочники и статистические сборники

1. География. Современная иллюстрированная энциклопедия / А.П. Горкин. – М.: Росмэн-Пресс, 2006. – 624 с.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1.Федеральный институт педагогических измерений (Источник).

2. Русское географическое общество (Источник).

3.Geografia.ru (Источник).

4. Яндекс (Источник).

5. Оtvetim.info (Источник).

6. Академик (Источник).

7. Мир путешествий и приключений (Источник).

Ветер — это… Что такое Ветер?

Ве́тер — поток воздуха.

Общие сведения

На Земле ветер является потоком воздуха, который движется преимущественно в горизонтальном направлении; на других планетах он является потоком свойственным этим планетам атмосферных газов. Сильнейшие ветры Солнечной системы наблюдаются на Нептуне и Сатурне. Солнечный ветер является потоком разряженных газов от звезды, а планетарный ветер является потоком газов, отвечающих за дегазацию планетарной атмосферы в космическое пространство. Ветры, как правило, классифицируют по масштабам, скорости, видам сил, которые их вызывают, местам распространения и воздействию на окружающую среду.

Ветры классифицируют, в первую очередь, по их силе, продолжительности и направлению. Таким образом, порывами принято считать кратковременные (несколько секунд) и сильные перемещения воздуха. Сильные ветры средней продолжительности (примерно 1 минута) называются шквалами. Названия более продолжительных ветров зависят от силы, например, такими названиями являются бриз, буря, шторм, ураган, тайфун. Продолжительность ветра также сильно варьируется: некоторые грозы могут длиться несколько минут, бриз, который зависит от разницы нагрева особенностей рельефа на протяжении суток, длится несколько часов, глобальные ветры, вызванные сезонными изменениями температуры — муссоны — имеют продолжительность несколько месяцев, тогда как глобальные ветры, вызванные разницей в температуре на разных широтах и силой Кориолиса, дуют постоянно и называются пассаты. Муссоны и пассаты являются ветрами, из которых слагается общая и местная циркуляция атмосферы.

Ветры всегда влияли на человеческую цивилизацию, они вдохновляли на мифологические рассказы, влияли на исторические действия, расширяли диапазон торговли, культурного развития и войн, поставляли энергию для разнообразных механизмов производства энергии и отдыха. Благодаря парусным суднам, которые плыли за счет ветра, впервые появилась возможность преодолевать большие расстояния по морям и океанам. Воздушные шары, которые тоже двигались с помощью ветра, впервые позволили отправляться в воздушные путешествия, а современные летательные аппараты используют ветер для увеличения подъемной силы и экономии топлива. Однако, ветры могут быть и небезопасными, так градиентные колебания ветра могут вызвать потерю контроля над самолетом, быстрые ветры, а также вызванные ими большие волны, на больших водоемах часто приводят к разрушению штучных построек, а в некоторых случаях ветры способны увеличивать масштабы пожара.

Ветры могут влиять и на формирование рельефа, вызывая эоловые отложения, которые формируют различные виды грунтов (например, лёсс) или эрозию. Они могут переносить пески и пыль из пустынь на большие расстояния. Ветры разносят семена растений и помогают передвижению летающих животных, которые приводят к расширению видов на новой территории. Связанные с ветром явления разнообразными способами влияют на живую природу.

Ветер возникает в результате неравномерного распределения атмосферного давления и направлен от зоны высокого давления к зоне низкого давления. Вследствие непрерывного изменения давления во времени и пространстве скорость и направление ветра постоянно меняются. С высотой скорость ветра меняется из-за убывания силы трения.

Для визуальной оценки скорости ветра служит шкала Бофорта. Метеорологическое направление ветра указывается азимутом точки, откуда дует ветер; тогда как аэронавигационное[1] направление ветра — куда дует, таким образом значения различаются на 180°. Многолетние наблюдения за направлением и силой ветра изображают в виде графика — розы ветров.

В ряде случаев важным является не само направление ветра, а положение объекта относительно него. Так, при охоте на животное с острым нюхом к нему подходят с подветренной стороны[2] — во избежание распространения запаха от охотника в сторону животного.

Вертикальное движение воздуха называется восходящим или нисходящим потоком.

Причины

Общие закономерности

Ветер вызван разницей в давлении между двумя разными воздушными областями. Если существует ненулевой барический градиент, то ветер движется с ускорением от зоны высокого давления в зону с низким давлением. На планете, которая вращается, к этому градиенту прибавляется сила Кориолиса. Таким образом, главными факторами, которые образуют циркуляцию атмосферы в глобальном масштабе, является разница в нагреве воздуха и солнечным ветром между экваториальными и полярными районами, которые вызывают разницу в температуре и, соответственно, плотности потоков воздуха, а в свою очередь и разницу в давлении (а также силы Кориолиса). В результате действия этих факторов, движение воздуха в средних широтах в приповерхностной области вплотную к ветру приводит к образованию геострофического ветра и его движению, направленного практически параллельно изобарам[3].

Важным фактором, который говорит о перемещениях воздуха, является его трение об поверхность, которая задерживает это движение и заставляет воздух двигаться в сторону зон с низким давлением[4]. Кроме того, локальные барьеры и локальные градиенты температуры поверхности способны создавать местные ветры. Разница между реальным и геострофическим ветром называется агеострофическим ветром. Он отвечает за создание хаотичных вихревых процессов, таких как циклоны и антициклоны[5]. В то время как направление приповерхностных в тропических и полярных районах определяется преимущественно эффектами глобальной циркуляции атмосферы, которые в умеренных широтах обычно слабые и циклоны вместе с антициклонами заменяют друг друга и изменяют свое направление каждые несколько дней.

Глобальные эффекты ветрообразования

Карта пассатов и западных ветров умеренного пояса Циркуляционные процессы Земли, которые приводят к ветрообразованию.

В большинстве районов Земли преобладают ветры, дующие в определенном направлении. Возле полюсов обычно доминируют восточные ветры, в умеренных широтах — западные, тогда как в тропиках снова доминируют восточные ветры. На границах между этими поясами — полярном фронте и субтропическом хребте — находятся зоны затишья, где преобладающие ветры практически отсутствуют. В этих зонах движение воздуха преимущественно вертикальное, из-за чего возникают зоны высокой влажности (вблизи полярного фронта) или пустынь (вблизи субтропического хребта)[6].

Тропические ветры

Пассатами называется приповерхностная часть ячейки Хадли — преобладающие приповерхностные ветры, дующие в тропических районах Земли в западном направлении, приближаясь к экватору[7], то есть северо-восточные ветры в Северном полушарии и юго-восточные — в Южном[8]. Постоянное движение пассатов приводит к перемешиванию воздушных масс Земли, что может проявляться в очень больших масштабах: например, пассаты, дующие над Атлантическим океаном, способны переносить пыль с африканских пустынь до Вест-Индии и некоторых районов Северной Америки[9].

Муссоны являются преобладающими сезонными ветрами, что ежегодно в течение нескольких месяцев дуют в тропических районах. Термин возник на территории Британской Индии и окрестных стран как название сезонных ветров, которые дуют с Индийского океана и Аравийского моря на северо-восток, принося в регион значительное количество осадков[10]. Их движение по направлению к полюсам вызвано образованием районов низкого давления в результате нагрева тропических районов в летние месяцы, то есть Азии, Африки и Северной Америки с мая по июль, и Австралии в декабре[11][12].

Пассаты и муссоны являются главными факторами, которые приводят к образованию тропических циклонов над океанами Земли[13].

Западные ветры умеренного пояса

В умеренных широтах, то есть между 35 и 65 градусами северной и южной широты, преобладают западные ветры[14][15], приповерхностная часть ячейки Феррела, это юго-западные ветры в Северном полушарии и северо-западные в Южном полушарии[8]. Это самые сильные ветры зимой, когда давление у полюсов ниже всего, и самые слабые летом[16].

Вместе с пассатами преобладающие западные ветры позволяют парусным судам пересекать океаны. Также, из-за усиления этих ветров у западных побережий океанов обоих полушарий, они приводят к образованию сильных океанских течений в этих районах[17][18][19], что переносят тёплые тропические воды по направлению к полюсам. Преобладающие западные ветры в целом сильнее в Южном полушарии, где меньше суши, которая задерживает ветер, и особенно сильны в полосе «ревущих сороковых» (между 40 и 50 градусами южной широты)[20].

Восточные ветры полярных районов

Восточные ветры полярных районов, приповерхностная часть полярных ячеек, это преимущественно сухие ветры, дующие от приполярных зон высокого давления к районам низкого давления вдоль полярного фронта. Эти ветры обычно слабее и менее регулярные, чем западные ветры умеренных широт[21]. Из-за малого количества солнечного тепла, воздух в полярных районах охлаждается и опускается вниз, образуя районы высокого давления и выталкивая приполярный воздух в направлении более низких широт[22]. Этот воздух в результате силы Кориолиса отклоняется на запад, образуя северо-восточные ветры в Северном полушарии и юго-восточные — в Южной.

Локальные эффекты ветрообразования

Важнейшие местные ветры на Земле

Локальные эффекты ветрообразования возникают в зависимости от наличия локальных географических объектов. Одним из таких эффектов является перепад температур между не очень отдаленными участками, который может быть вызван различными коэффициентами поглощения солнечного света или разной теплоёмкостью поверхности. Последний эффект сильнее всего проявляется между сушей и водной поверхностью и вызывает бриз. Другим важным локальным фактором является наличие гор, которые выступают как барьер на пути ветров.

Морской и континентальный бриз
A: морской бриз (возникает в дневное время), B: континентальный бриз (возникает ночью).

Важными эффектами образования преобладающих ветров в прибрежных районах является морской и континентальный бриз. Море (или другой большой водоем) нагревается медленнее суши из-за большей эффективной теплоемкости воды[23]. Теплый (и потому — легкий) воздух над сушей поднимается вверх, образуя зону низкого давления. В результате образуется перепад давления между сушей и морем, что обычно составляет около 0,002 атм. В результате этого перепада давления прохладный воздух над морем движется к суше, образуя прохладный морской бриз на побережье. При отсутствии сильных ветров, скорость морского бриза пропорциональна разности температур. При наличии ветра с суши скоростью более 4 м/с, морской бриз обычно не образуется.

Ночью, из-за меньшей теплоемкости, суша охлаждается быстрее, чем море, и морской бриз прекращается. Когда же температура суши опускается ниже температуры поверхности водоёма, то возникает обратный перепад давления, вызывая (в случае отсутствия сильного ветра с моря) континентальный бриз, дующий с суши на море[24].

Влияние гор

Горы имеют очень разнообразное влияние на ветер, они или вызывают ветрообразование, или же выступают как барьер для его прохождения. Над взгорьями воздух прогревается сильнее, чем воздух на такой же высоте над низменностями, что создает зоны низкого давления над горами[25][26] и приводит к ветрообразованию. Этот эффект часто приводит к образованию горно-долинных ветров — преобладающих ветров в районах с пересеченной местностью. Увеличение трения у поверхности долин ведет к отклонению ветра, что дует параллельно долине, от поверхности на высоту окружающих гор, что приводит к образованию высотного струйного течения. Высотное струйное течение может превышать окружающий ветер по скорости на величину до 45 %[27]. Обход гор может также изменять направление ветра[28].

Перепад высоты гор существенно влияет на движение ветра. Так, если в горном хребте, который преодолевает ветер, есть перевал, ветер проходит его с увеличением скорости в результате эффекта Бернулли. Даже небольшие перепады высоты вызывают колебания в скорости ветра. В результате значительного градиента скорости движения воздух становится турбулентным и остается таковым на определенном расстоянии даже на равнине за горой. Подобные эффекты важны, например, для самолётов, взлетающих или садящихся на горных аэродромах[28]. Быстрые холодные ветры, дующие сквозь горные проходы, получили разнообразные местные названия. В Центральной Америке это папагайо вблизи озера Никарагуа, панамский ветер на Панамском перешейке и теуано на перешейке Теуантепек. Подобные ветры в Европе известны как бора, трамонтана и мистраль.

Другим эффектом, связанным с прохождением ветра над горами, являются подветренные волны, стоячие волны движения воздуха, возникающие позади высокой горы и что часто приводят к образованию лентикулярных облаков. В результате этого и других эффектов прохождения ветра через препятствия, над пересеченной местностью возникают многочисленные вертикальные течения и вихри. Кроме того, на наветренных склонах гор выпадают обильные осадки, обусловленные адиабатным охлаждением воздуха, поднимающегося вверх, и конденсацией в нём влаги. С подветренной стороны, наоборот, воздух становится сухим, что вызывает образование дождливого сумрака. Вследствие этого, в районах, где преобладающие ветры преодолевают горы, с наветренной стороны доминирует влажный климат, а с подветренной — засушливый[29]. Ветры, дующие с гор в низшие районы, называются нисходящими ветрами. Эти ветры теплые и сухие. Они также имеют многочисленные местные названия. Так, нисходящие ветры, спускающихся с Альп в Европе, известные как фён, этот термин иногда распространяют и на другие районы. В Польше и Словакии нисходящие ветры известны как гальни (halny), в Аргентине — зонда, на острове Ява — коембанг (koembang), в Новой Зеландии — «норвест арк» (Nor’west arch)[30]. На Великих Равнинах в США они известны как чинук, а в Калифорнии — Санта-Ана и сандаунер. Скорость нисходящего ветра может превышать 45 м/с[31].

Кратковременные процессы ветрообразования

К формированию ветров приводят также и кратковременные процессы, которые, в отличие от преобладающих ветров, не являются регулярными, а происходят хаотически, часто в течение определенного сезона. Такими процессами является образование циклонов, антициклонов и подобных им явлений меньшего масштаба, в частности гроз.

Циклонами и антициклонами называют области низкого или, соответственно, высокого атмосферного давления, обычно такие, которые возникают на пространстве размером свыше нескольких километров. На Земле они образуются над большей частью поверхности и характеризуются типичной для них циркуляционной структурой. Из-за влияния силы Кориолиса, в Северном полушарии движение воздуха вокруг циклона вращается против часовой стрелки, а вокруг антициклона — по часовой стрелке. В Южном полушарии направление движения обратное. При наличии трения о поверхность, появляется компонента движения к центру или от центра, в результате воздух движется по спирали к области низкого или от области высокого давления.

Внетропический циклон
Норвежская модель и модель Шапиро-Кейзера формирования внетропического циклона

Циклоны, которые формируются за пределами тропического пояса, известны как внетропические. Из двух типов крупномасштабных циклонов, они больше по размеру (классифицируются как синоптические циклоны), наиболее распространены и встречаются на большей части земной поверхности. Именно этот класс циклонов в наибольшей степени отвечает за изменения погоды день за днём, а их предсказание является главной целью современных прогнозов погоды.

Согласно классической (или норвежской) модели Бергенской школы, внетропические циклоны формируются преимущественно вблизи полярного фронта в зонах особенно сильного высотного струйного течения и получают энергию за счет значительного температурного градиента в этом районе. В процессе формирования циклона стационарный атмосферный фронт разрывается на участки теплого и холодного фронтов, движущихся друг к другу с формированием фронта окклюзии и закручиванием циклона. Подобная картина возникает и по более поздней модели Шапиро-Кейзера, основанной на наблюдении океанских циклонов, за исключением длительного движения теплого фронта перпендикулярно к холодному без образования фронта окклюзии.

После формирования, циклон обычно существует несколько дней. За это время он успевает продвинуться на расстояние от нескольких сотен до нескольких тысяч километров, вызывая резкие смены ветров и осадков в некоторых районах своей структуры.

Хотя большие внетропические циклоны обычно ассоциированы с фронтами, меньшие по размеру циклоны могут образовываться в пределах сравнительно однородной воздушной массы. Типичным примером являются циклоны, которые формируются в потоках полярного воздуха в начале формирования фронтального циклона. Эти небольшие циклоны имеют название полярных и часто возникают над приполярными районами океанов. Другие небольшие циклоны возникают на подветренной стороне гор под действием западных ветров умеренных широт[32].

Тропические циклоны
Схема тропического циклона[33]

Циклоны, которые образуются в тропическом поясе, несколько меньше внетропических (они классифицируются как мезоциклоны) и имеют другой механизм происхождения. Эти циклоны питаются энергией, получаемой за счет подъема вверх теплого влажного воздуха и могут существовать исключительно над теплыми районами океанов, из-за которых имеют название циклонов с теплым ядром (в отличие от внетропических циклонов с холодным ядром). Тропические циклоны характеризуются очень сильным ветром и значительным количеством осадков. Они развиваются и набирают силу над поверхностью воды, но быстро теряют ее над сушей, из-за чего их разрушительный эффект обычно проявляется лишь на побережье (до 40 км вглубь суши).

Для образования тропического циклона необходим участок очень теплой водной поверхности, нагрев воздуха над которой приводит к снижению атмосферного давления минимум на 2,5 мм рт. ст. Влажный теплый воздух поднимается вверх, но из-за его адиабатического охлаждения значительное количество удерживаемой влаги конденсируется на больших высотах и выпадает в виде дождя. Более сухой и таким образом более плотный воздух, что только что освободился от влаги, опускается вниз, формируя зоны высшего давления вокруг ядра циклона. Этот процесс имеет положительную обратную связь, вследствие чего, пока циклон находится над довольно теплой водной поверхностью, что поддерживает конвекцию, он продолжает усиливаться. Хотя чаще всего тропические циклоны образуются в тропиках, иногда признаки тропического циклона приобретают циклоны другого типа на поздних этапах существования, как это случается с субтропическими циклонами.

Антициклоны

В отличие от циклонов, антициклоны обычно больше циклонов и характеризуются невысокой метеорологической активностью и слабыми ветрами. Чаще всего антициклоны формируются в зонах холодного воздуха сзади проходящего циклона. Такие антициклоны называют холодными, но с их ростом к циклону опускается воздух из высших слоев атмосферы (2-5 км), что приводит к увеличению температуры и образованию теплого антициклона. Антициклоны двигаются довольно медленно, часто собираются в полосе антициклонов вблизи субтропического хребта, хотя многие из них остаются в зоне западных ветров умеренных широт. Такие антициклоны обычно задерживают ветры и поэтому имеют название блокирующих антициклонов[32].

Измерения

Радарный профайлер ветра

Направление ветра в метеорологии определяется как направление, из которого дует ветер[34]. Самым простым прибором для установления направления ветра является флюгер[35]. Ветроуказатели, установленные в аэропортах, также способны примерно показывать скорость ветра, в зависимости от которой изменяется наклон прибора[36].

Типичными приборами, предназначенными непосредственно для измерения скорости ветра, служат разнообразные анемометры, использующие способные вращаться чаши или пропеллеры. Для измерения с большей точностью, в частности для научных исследований, используют измерения скорости звука или измерения скорости охлаждения нагретой проволоки или мембраны под действием ветра[37]. Другим распространенным типом является анемометров является трубка Пито, который измеряет разницу динамического давления между двумя концентрическими трубками под действием ветра и широко используется в авиационной технике[38].

Скорость ветра на метеорологических станциях большинстве стран мира обычно измеряют на высоте 10 м и усредняют за 10 минут. Исключение составляют США, где скорость усредняют за 1 минуту[39], и Индия, где её усредняют за 3 минуты[40]. Период усреднения имеет важное значение, поскольку, например, скорость постоянного ветра, измеренная за 1 минуту, обычно на 14 % выше значения, измеренного за 10 минут[41]. Короткие периоды быстрого ветра исследуют отдельно, а периоды, за которые скорость ветра превышает усредненную за 10 минут скорость как минимум на 10 узлов (82 м/с), называются порывами. Шквалом называется удвоение скорости ветра, сильнее определенного порога, который длится минуту или больше.

Для исследования скорости ветров во многих точках используют зонды, скорость которых определяют с помощью ГЛОНАСС или GPS, радионавигации или слежения за зондом с помощью радара[42] или теодолита[43]. Другими методами является использование таких методов как содары, доплеровские лидары и радары, способные измерять доплеровский сдвиг электромагнитного излучения, отраженного или рассеянного аэрозольными частицами или даже молекулами воздуха. В дополнение, радиометры и радары используют воздух для измерения неравенства водной поверхности, что хорошо отражает приповерхностную скорость ветра над океаном. С помощью съемки движения облаков с геостационарных спутников можно установить скорость ветра на больших высотах.

Скорость ветра

Средние скорости ветров и их изображения

Типичным способом представления данных по ветрам служат атласы и карты ветров. Эти атласы обычно составляются для климатологических исследований и могут содержать информацию как о средней скорости, так и об относительной частоте ветров каждой скорости в регионе. Обычно атлас содержит средние за час данные, измеренные на высоте 10 м и усредненные за десятки лет. Для отдельных потребностей используются и другие стандарты составления карт ветра. Так, для нужд ветроэнергетики измерения проводят на высоте более 10 м, обычно 30-100 м, и приводят данные в виде средней удельной мощности ветрового потока.

Максимальная скорость ветра

Наибольшая скорость порыва ветра на Земле (на стандартной высоте 10 м) была зарегистрирована автоматической метеорологической станцией на австралийском острове Барроу во время циклона Оливия 10 апреля 1996 года. Она составляла 113 м/с (408 км/ч)[44]. Второе по величине значение скорости порыва ветра составляет 103 м/с (371 км/ч). Оно было зарегистрировано 12 апреля 1934 года в обсерватории на горе Вашингтон в Нью-Гемпшире[45][46]. Над морем Содружества дуют самые быстрые постоянные ветры — 320 км/ч. Скорости могут быть большими во время таких явлений, как смерч, но их точное измерение очень тяжело и надежных данных для них не существует. Для классификации смерчей и торнадо по скорости ветра и разрушительной силе применяют Шкалу Фудзиты. Рекорд для скорости ветра на равнинной местности был зафиксирован 8 марта 1972 года на военно-воздушной базе США в Туле, Гренландия — 333 км/ч.

Градиент скорости ветра

Годографический график вектора скорости ветра на разных высотах, который применяется для определения градиента ветра.

Градиентом ветра называют разницу в скорости ветра на небольшом масштабе, чаще всего в направлении, перпендикулярном его движению[47]. Градиент ветра разделяют на вертикальную и горизонтальную компоненты, из которых горизонтальная имеет заметно отличные от нуля значения вдоль атмосферных фронтов и у побережья[48], а вертикальная — у поверхности[49], хотя зоны значительного градиента ветра разных направлений также случаются в высоких слоях атмосферы вдоль высотных токовых течений[50]. Градиент ветра является микрометеорологическим явлением, что имеет значение лишь на небольших расстояниях, однако он может быть связан с погодными явлениями мезо- и синоптической метеорологии, такими, как линия шквала или атмосферные фронты. Значительные градиенты ветра часто наблюдаются у обусловленных грозами микропорывов[51], в районах сильных локальных приповерхностных ветров — низкоуровневых струйных потоков, возле гор[52], зданий[53], ветровых турбин[54] и судов[55].

Градиент ветра имеет значительное влияние на посадку и взлёт летательных аппаратов: с одной стороны, он может помочь сократить расстояние разбега самолёта, а с другой — усложняет контроль над аппаратом[56]. Градиент ветра является причиной значительного количества аварий летательных аппаратов[51].

Градиент ветра также влияет на распространение звуковых волн в воздухе, что могут отражаться от атмосферных фронтов и достигать мест, которых иначе они бы не достигли, или наоборот[57]. Сильные градиенты ветра препятствуют развитию тропических циклонов[58], но увеличивают продолжительность отдельных гроз[59]. Особая форма градиента ветра — термальный ветер — приводит к образованию высотных струйных течений[60].

Классификация по силе ветров

Из-за того что влияние ветра на человека зависит от его скорости, эта характеристика была в основе первых классификаций ветра. Наиболее распространенной из таких классификаций является Шкала силы ветра Бофорта, что предоставляет собой эмпирическое описание силы ветра в зависимости от наблюдаемых условий моря. Сначала шкала была 13-уровневой, но начиная с 1940-х годов она была расширена до 18 уровней[61]. Для описания каждого уровня эта шкала в оригинальном виде использовала термины разговорного английского языка, такие как breeze, gale, storm, hurricane[62], что были заменены также разговорными терминами других языков, такими как «штиль», «шторм» и «ураган» на русском. Так, по шкале Бофорта, шторм соответствует скорости ветра (усредненной за 10 минут и округленной до целого числа узлов) от 41 до 63 узлов (20,8-32,7 м/с), при этом этот диапазон делится на три подкатегории с помощью прилагательных «сильный» и «жестокий».

Терминология тропических циклонов не имеет универсальной общепринятой шкалы и варьирует в зависимости от региона. Общей чертой является, однако, использование максимального постоянного ветра, то есть усредненной скорости ветра за определенный промежуток времени, для причисления ветра к определенной категории. Ниже приведен краткий отчет таких классификаций, используемых различными региональными специализированными метеорологическими центрами и другими центрами предупреждения о тропических циклонах:

Классификация ветров по силе
Общая Тропических циклонов
Шкала Бофорта[61] Скорость в узлах (средняя за 10 минут, округленная до целых) Общее название[63] Сев. Индийский океан
IMD
Ю-З Индийский океан
MF
Австралия
BOM
Ю-З Тихий океан
FMS
С-З Тихий океан
JMA
С-З Тихий океан
JTWC
С-В Тихий и Сев. Атлантический океаны
NHC и CPHC
0 <1 Штиль Депрессия Тропические волнения Тропическое понижение Тропическая депрессия Тропическая депрессия Тропическая депрессия Тропическая депрессия
1 1-3 Тихий
2 4-6 Легкий
3 7-10 Слабый
4 11-16 Умеренный
5 17-21 Свежий
6 22-27 Сильный
7 28-29 Крепкий Глубокая депрессия Тропическая депрессия
30-33
8 34-40 Очень крепкий Циклонный шторм Умеренный тропический шторм Тропический циклон (1) Тропический циклон (1) Тропический шторм Тропический шторм Тропический шторм
9 41-47 Шторм
10 48-55 Сильный шторм Жестокий тропический шторм Жестокий тропический шторм Тропический циклон (2) Тропический циклон (2) Жестокий тропический шторм
11 56-63 Жестокий шторм
12 64-72 Ураган Очень жестокий циклонный шторм Тропический циклон Жестокий тропический циклон (3) Жестокий тропический циклон (3) Тайфун Тайфун Ураган (1)
13 73-85 Ураган (2)
14 86-89 Жестокий тропический циклон (4) Жестокий тропический циклон (4) Сильный ураган (3)
15 90-99 Интенсивный тропический циклон
16 100-106 Сильный ураган (4)
17 107-114 Жестокий тропический циклон (5) Жестокий тропический циклон (5)
115-119 Очень интенсивный тропический циклон Супертайфун
>120 Суперциклонный шторм Сильный ураган (5)
Изображение ветров в станционной модели

Для указания ветров на погодных картах чаще всего используется станционная модель, в которой направление и скорость ветра обозначаются в виде стрелок. Скорость ветра в этой модели обозначается с помощью «флажков» на конце стрелки:

  • Каждые прямые пол-флажка обозначают 5 узлов (2,57 м/с).
  • Каждый полный прямой флажок соответствует 10 узлам (5,15 м/с).
  • Каждый треугольный флажок обозначает 50 узлов (25,7 м/с)[64].

Направление, из которого дует ветер, определяется направлением, которое указывает стрелка. Таким образом, северо-восточный ветер будет обозначаться линией, которая простирается из центрального круга в северо-восточном направлении, а флажки, указывающие скорость, будут находиться на северо-восточном конце линии[65]. После изображение ветра на карте часто проводится анализ изотах (изогипс, соединяющих точки равной скорости). Например, изотахи, построенные на высотах с давлением до 0,3 атм полезны для нахождения высотных струйных течений[66].

Значение в природе

Ветер активно влияет на климатообразование и вызывает ряд геологических процессов. Так, в районах с засушливым климатом ветер является главной причиной эрозии[67], он способен переносить большие количества пыли и песка и откладывать их в новых районах[68]. Преобладающие ветры, дующие над океанами, вызывают океанские течения, что существенно влияют на климат прилегающих районов. Также ветер является важным фактором переноски семян, спор, пыльцы, играя важную роль в распространении растений.

Эрозия

В ряде случаев ветер может быть причиной эрозии, что проявляется преимущественно в результате двух процессов.

Первый, известный как дефляция, является процессом выдува мелких частиц и переноса их в другие районы. Районы, где этот процесс интенсивен, называются зонами дефляции. Поверхность в таких районах, занимающих около половины площади всех пустынь Земли, так называемая «пустынная мостовая», состоит из твердых горных пород и скальных обломков, которые ветер не может перенести.

Второй процесс, известный как абразия, является процессом абразивного разрушения горных пород. Абразия происходит в первую очередь из-за сальтации породы твердыми частицами среднего размера и приводит к образованию таких структур, как ярданги и вентифакты.

Ветровая эрозия наиболее эффективно происходит в районах с незначительным растительным покровом или вообще без него, чаще всего такое отсутствие растительности обусловлено засушливым климатом этих районов. Кроме того, при отсутствии воды, что обычно является более эффективным фактором эрозии, ветровая эрозии становится более заметной.

Перенос пыли из пустынь

Среди лета, то есть в июле в Северном полушарии, полоса пассатов сдвигается заметно ближе к полюсам, охватывая районы субтропических пустынь, таких как Сахара. Вследствие этого, на южной границе субтропического хребта, где стоит сухая погода, происходит активный перенос пыли в западном направлении. Пыль из Сахары в течение этого сезона способна достигать юго-востока Северной Америки, что можно увидеть по изменению цвета неба на беловатый и красному солнцу утром. Это особенно ярко проявляется в Флориде, где оседает больше половины пыли, что достигает США[69]. Количество пыли, которое переносится ветром, сильно варьируется год от года, но в целом, начиная с 1970 года, оно увеличилось из-за увеличения частоты и продолжительности засух в Африке[70]. Большое количество частиц пыли в воздухе в целом отрицательно влияет на его качество[71] и связано с исчезновением коралловых рифов в Карибском море[72]. Подобные процессы переноса пыли происходят и с других пустынь и в других направлениях. Так, из-за действия западных ветров умеренного пояса в зимний период, пыль из пустыни Гоби, вместе с большим количеством загрязняющих веществ, может пересекать Тихий океан и достигать Северной Америки[68].

Многие из ветров, связанные с переносом пыли из пустынь, имеют местные названия. Так, калима являются северо-восточными ветрами, что несут пыль на Канарские острова[73]. Харматан переносит пыль в зимний период до Гвинейского залива[74]. Сирокко несет пыль из Северной Африки в Южную Европу в результате движения внетропических циклонов через Средиземное море[75]. Весенние штормы, что несут пыль через Египетский и Аравийский полуостров, известны как хамсин[76]. Шамаль, вызванный прохождением холодных фронтов, дует вблизи Персидского залива[77].

Откладывание материалов

Откладывание материалов ветром приводит к образованию песчаных щитов и формированию таких форм рельефа, как песчаные дюны. Дюны достаточно часто встречаются на побережье и в пределах песчаных щитов в пустынях[78], где они известны как барханы.

Другим примером является откладывание лёсса, однородной обычно нестратифицированной пористой хрупкой осадочной породы желтоватого цвета[79], состоящей из перенесенных ветром частиц наименьшего размера, ила. Обычно лёсс откладывается на площади в сотни квадратных километров[80]. Тогда как в Европе и Америке толщина слоя лёсса обычно составляет 20-30 м, на Лёссовом плато в Китае она достигает до 335 м. Лёсс образует очень плодородные грунты, что при благоприятных климатических условиях способны давать крупнейшие урожаи в мире[81]. Однако, он очень нестабилен геологически и очень легко подвергается эрозии, из-за чего часто требует защитных укреплений[67].

Влияние на растения

Семена одуванчика

Ветер обеспечивает анемохорию — один из распространенных способов разнесения семян. Распространение семян ветром может иметь две формы: семена могут плавать в движущемся воздухе, или могут быть легко подняты с поверхности земли[82]. Классическим примером растения, которое распространяется с помощью ветра, является одуванчик (Taraxacum), что имеет пушистый паппус, прикрепленный к семени, с помощью которого семена долго плавают в воздухе и разносятся на большие расстояния. Другим широко известным примером является клён (Acer), что имеет «крылатые» семена, способные пролетать определенные расстояния до падения. Важным ограничением анемохории является необходимость в образовании большого количества семян для обеспечения высокой вероятности попадания на удобный для прорастания участок, вследствие чего существуют сильные эволюционные ограничения на развитие этого процесса. Например, астровые, к которым принадлежит одуванчик, на островах имеют меньшую способность к анемохории из-за большей массы семени и меньшего паппуса по сравнению со своими континентальными родственниками[83]. На анемохорию полагаются много видов трав и рудеральных растений. Другой механизм распределения семян ветром имеет перекати-поле, что разносит его вместе со всем растением. Связанным с анемохорией процессом является анемофилия, процесс разнесения ветром пыльцы. Таким образом опыляется большое количество видов растений, особенно в случае большой плотности растений одного вида в определенном районе[84].

Ветер также способен ограничивать рост деревьев. Из-за сильных ветров, на побережье и на отдельных холмах граница леса гораздо ниже, чем на безветренных высотах в глубине горных систем. Сильные ветры эффективно способствуют эрозии почвы[85] и повреждают побеги и молодые ветки, а более сильные ветры способны валить даже целые деревья. Этот процесс эффективнее происходит с наветренной стороны гор, и в основном поражает старые и большие по размеру деревья[86].

Ветер также может повреждать растения из-за абразии песком и другими твердыми частицами. Из-за одновременного повреждения большого числа клеток на поверхности, растение теряет много влаги, что особенно важно во время засушливого сезона. Растения, однако, способны частично приспосабливаться к абразии посредством увеличения роста корней и подавления роста верхних частей[87].

Распространение пожаров

Ветер является важным фактором, влияющим на распространение природных пожаров, влияя как на перенос горящего матерала, так и на уменьшение влажности воздуха. Оба эффекта, если они действуют в течение дня, увеличивают скорость тления до 5 раз[88]. Вследствие переноса горящего материала и горячего воздуха пожары быстро распространяются в направлении движения ветра[89].

Влияние на животных

Одним из эффектов ветра на животных является влияние на температурный режим, в частности увеличение уязвимости от холода. Коровы и овцы могут замерзнуть при условии комбинации ветра и низких температур, поскольку ветер скоростью более 10 м/с делает их мех неэффективным для защиты от холода[90]. Пингвины в целом хорошо приспособлены к низким температурам благодаря слоям жира и перьям, но при сильном ветре их плавники и ноги не выдерживают холода. Много видов пингвинов приспособились к таким условиям с помощью прижима друг к другу[91].

Летающие насекомые часто неспособны бороться с ветром и поэтому легко переносятся им из привычных мест обитания[92], а некоторые виды используют ветер для массовых миграций. Птицы способны бороться с ветром, но также используют его во время миграций для уменьшения затрат энергии[93]. Много больших птиц также используют встречный ветер для набора необходимой скорости относительно воздуха и взлета с поверхности земли или воды.

Много других животных способны тем или иным образом использовать ветер для своих нужд или приспосабливаться к нему. Например, пищухи запасают на зиму сухую траву, которую защищают от разнесения ветром камнями[94]. Тараканы способны чувствовать малейшие изменения ветра в результате приближения хищника, такого как жаба, и реагировать с целью избежать нападения. Их церки очень чувствительны к ветру, и помогают им остаться живыми в среднем в половине случаев[95]. Благородный олень, который имеет острое обоняние, может чувствовать хищников на наветренной стороне на расстоянии до 800 м[96]. Увеличение скорости ветра до значений более 4 м/с подает большой полярной чайке сигнал к увеличению активности в поисках пищи и попыткам захвата яиц кайр[97].

Влияние на человека

Транспорт

Расположение взлетно-посадочных полос аэропорта Эксетер, предназначенное для того, чтобы самолеты могли взлетать и садиться против ветра.

Одним из наиболее распространенных применений ветра было и остается использование его для движения парусных судов. В целом все типы парусных судов достаточно похожи, почти все они (за исключением роторных, использующих эффект Магнуса) имеют по меньшей мере одну мачту для содержания парусов, такелаж и киль[98]. Однако парусные суда не являются очень быстрыми, путешествия ими через океаны длятся несколько месяцев[99], а обычной проблемой является попадание в штиль на длительный период[100] или отклонение от курса из-за шторма или ветра неудобного направления[101]. Традиционно, из-за продолжительности путешествий и возможных задержек, важной проблемой было обеспечение корабля пищей и питьевой водой[102]. Одним из современных направлений развития движения судов с помощью ветра является использование больших воздушных змеев[103].

Хотя современные самолёты пользуются собственным источником энергии, сильные ветры влияют на скорость их движения[104]. В случае же легких и безмоторных летательных аппаратов, ветер играет главную роль в движении и маневрировании[105]. Направление ветра обычно является важным во время взлёта и посадки летательных аппаратов с неподвижными крыльями, из-за чего взлётно-посадочные полосы проектируются с учётом направления преобладающих ветров. Хотя взлёт по ветру иногда является допустимым, обычно этого не рекомендуется делать по соображениям эффективности и безопасности, а лучшим всегда считается взлёт и посадка против ветра. Попутный ветер увеличивает необходимые для взлета и торможения расстояния и уменьшает угол взлета и посадки, из-за чего длина взлетно-посадочных полос и препятствия за ними могут стать ограничивающими факторами[106]. В отличие от летательных аппаратов тяжелее воздуха, аэростаты имеют гораздо бо’льшие размеры, и потому гораздо больше зависят от движения ветра, имея в лучшем случае ограниченную способность двигаться относительно воздуха.

Источник энергии

Первыми начали применять ветер как источник энергии сингалы, которые жили возле города Анурадхапура и в некоторых других районах Шри-Ланки. Уже около 300 года до н. э. они использовали муссонные ветры для розжига печей[107]. Первое воспоминание о применении ветра для выполнения механической работы найдено в работе Герона, который в 1 веке н. э. сконструировал примитивную ветряную мельницу, что поставляла энергию для органа[108]. Первые настоящие ветряные мельницы появились около 7 века в регионе Систан на границе Ирана и Афганистана. Это были устройства с вертикальной осью[109], что имели 6-12 лопастей; использовались они для молотьбы зерна и накачивания воды[110]. Привычные теперь ветряные мельницы с горизонтальной осью начали использоваться для обмолота зерна в Северо-Восточной Европе с 1180-х гг.

Современная ветроэнергетика сосредотачивается прежде всего на получении электроэнергии, хотя незначительное количество ветряных мельниц, предназначенных непосредственно для выполнения механической работы, все еще существует. По состоянию на 2009 год, в ветроэнергетике было создано 340 ТВт/ч энергии, или около 2 % ее мирового потребления[111]. Благодаря существенным государственным субсидиям во многих странах, это число быстрыми темпами увеличивается. В нескольких странах ветроэнергетика уже сейчас составляет достаточно весомую долю всей электроэнергетики, в том числе 20 % в Дании и по 14 % — в Португалии и Испании[112]. Все коммерческие ветрогенераторы, применяемые сейчас, построены в виде наземных башен с горизонтальной осью генератора. Однако, поскольку скорость ветра заметно возрастает с высотой, существует тенденция увеличения высоты башен и разрабатываются методы получения энергии с помощью мобильных генераторов, установленных на больших воздушных змеях[113][114].

Отдых и спорт

Ветер играет важную роль во многих популярных видах спорта и развлечений, в частности таких, как дельтапланеризм, парапланеризм, полеты на воздушных шарах, запуск воздушных змеев, сноукайтинг, кайтсёрфинг, парусный спорт и виндсёрфинг. В планеризме, градиент ветра над поверхностью существенно влияет на взлет с земли и посадку планера. Если градиент очень большой, пилот должен постоянно регулировать угол атаки планера для избежания резких изменений в подъемной силе и потери стабильности аппарата[115][116]. С другой стороны, пилоты планеров часто используют градиент ветра на большой высоте для получения энергии для полета с помощью динамического парения[117].

Разрушительное действие

Сильные ветры способны вызвать значительные разрушения, объём которых зависит от скорости ветра. Отдельные порывы ветра могут повредить плохо сконструированные подвесные мосты, а в случае совпадения частоты порывов с собственной частотой колебаний моста, мост может быть легко разрушен, как это случилось с мостом Такома-Нарроуз в 1940 году[118]. Уже ветры скоростью 12 м/с могут привести к повреждению линий электропередач из-за падения на них сломанных ветвей деревьев[119]. Хотя ни одно дерево не можно быть настолько крепким, чтобы точно выдержать ветер ураганной силы, деревья с неглубоким корнями вырываются из земли намного легче, а ломкие деревья, такие как эвкалипт или гибискус, легче ломаются[120]. Ветры ураганной силы, то есть скоростью свыше 35 м/с, наносят значительные повреждения легким и иногда даже капитальным зданиям, разбивают окна и сдирают краску с машин[31]. Ветры скоростью свыше 70 м/с способны разрушать уже практически любые здания, а зданий, способных выдержать ветер скоростью свыше 90 м/с, почти не существует. Так, некоторые шкалы скорости ветра, в частности шкала Саффира-Симпсона, предназначены оценить возможные убытки от ураганов[121][122].

Значение в мифологии и культуре

Во многих культурах ветер персонифицировался в виде одного или многих богов, ему предоставлялись сверхъестественные свойства или приписывались причины несвязанных событий. Так, ацтекского бога ветра Эхекатля почитали как одного из богов-творцов[123]. Индуистский бог ветра Ваю играет важную роль в мифологии Упанишад, где является отцом Бхимы и духовным отцом Ханумана[124][125]. Главными богами ветра в древнегреческой мифологии были Борей, Нот, Эвр и Зефир, что отвечали, соответственно, северному, южному, восточному и западному ветрам[125], также с ветром ассоциировался Эол, который господствовал над ними. Греки также имели названия для ветров промежуточных направлений и сезонных ветров, которые, в частности, были изображены на Башне ветров в Афинах[125]. Японский бог ветра Фудзин является одним из самых старых богов традиции синто. По легенде, он уже существовал на момент создания мира и выпустил ветры из своей сумки для очищения мира от мглы[126]. В скандинавской мифологии богом ветра был Ньорд[125], а наряду с ним существовали четыре гнома: Нордри, Судри, Аустри и Вестри, что отвечали отдельным ветрам[127]. В славянской мифологии богом ветра, неба и воздуха был Стрибог, дед и повелитель восьми ветров, что отвечали восьми главным направлениям[125].

Во многих культурах ветер также считался одним из нескольких стихий, в этом значении его часто отождествляли с воздухом. Он присутствует в фольклоре многих народов, в литературе и других формах искусства. Он играет разные роли, часто символизируя волю, необузданность или изменения. Ветер также иногда считался и причиной болезней.

Значение в истории

В Японии, камикадзе — «божественный ветер» — считался подарком богов. Именно так были названы два тайфуна, что уберегли Японию от монгольского нашествия 1274 и 1281 гг[128]. Два других известных шторма носят общее название «Протестантский ветер». Один из них задержал и значительно повредил корабли испанской «Непобедимой армады» во время нападения на Англию в 1588 году, что привело к поражению армады и установление английского господства на море[129]. Другой не дал английским кораблям возможности выйти из гаваней в 1688 году, чем помог Вильгельму Оранскому высадиться в Англии и завоевать её[130]. Во время Египетской кампании Наполеона, французские солдаты значительно пострадали от пылевых бурь, которые приносил пустынный ветер хамсин: если местные жители успевали спрятаться, непривычные к этим ветрам французы задыхались в пыли[131]. Хамсин несколько раз останавливал битвы и в течение Второй мировой войны, когда видимость снижалась практически до нуля, а электрические разряды делали непригодными к использованию компасы[132].

За пределами Земли

Солнечный ветер

Солнечный ветер является движением не воздуха, а очень разреженной плазмы, выбрасываемой из атмосферы Солнца (или другой звезды) со средней скоростью около 400 км/с (от 300 до 800 км/с на разных участках). Он состоит преимущественно из отдельных электронов и протонов со средними энергиями около 1 кэВ. Этим частицам удается преодолеть гравитационное поле Солнца благодаря высокой температуре короны[133] и других, не до конца понятных процессов, придающих им дополнительную энергию. Солнечный ветер образует гелиосферу, огромный участок межзвездного пространства вокруг Солнечной системы[134]. Только те планеты, что имеют значительное магнитное поле, в частности Земля, способны предотвращать проникновение солнечного ветра в верхние слои атмосферы или даже поверхность[135]. В случае особо сильных вспышек, солнечный ветер способен преодолевать магнитное поле Земли и проникать в верхние слои его атмосферы, вызывая магнитные бури[136] и полярное сияние[137]. Именно благодаря солнечному ветру хвосты комет всегда направлены от Солнца[138].

Планетарный ветер

Движение газов в верхних слоях атмосферы планеты позволяет атомам легких химических элементов, прежде всего водорода, достигать экзосферы, зоны, в которой теплового движения достаточно для достижения второй космической скорости и оставления планеты без взаимодействия с другими частицами газа. Этот тип потери планетами атмосферы известен как планетарный ветер, по аналогии с солнечным ветром[139]. За геологическое время этот процесс может вызвать преобразование богатых водой планет, таких как Земля, в бедные водой, такие как Венера, или даже привести к потере всей атмосферы или её части[140]. Планеты с горячими нижними слоями атмосферы имеют более влажные верхние слои и быстрее теряют водород[135].

Ветер на других планетах

Сильные постоянные ветры в верхних слоях атмосферы Венеры со скоростью около 83 м/с облетают всю планету за 4-5 земных дней[141]. Когда Солнце нагревает полярные районы Марса, замерзший углекислый газ сублимируется, и образуются ветры, дующие от полюсов со скоростью до 111 м/с. Они переносят значительное количество пыли и водяного пара[142]. На Марсе существуют и другие сильные ветры, в частности пылевые смерчи[143][144]. На Юпитере скорость ветра в высотных струйных течениях часто достигает 100 м/с[145] и 170 м/с в Большом красном пятне и других вихрях[146]. Одни из самых быстрых в солнечной системе ветров дуют на Сатурне, наибольшая скорость восточного ветра, зарегистрированная аппаратом Кассини-Гюйгенс, достигает 375 м/с[147]. Скорости ветров на Уране, около 50 градусов с. ш., достигают 240 м/с[148][149][150]. Преобладающие ветры в верхних слоях атмосферы Нептуна достигают 400 м/с вдоль экватора и 250 м/с у полюсов[151], высотное атмосферное течение на 70 градусах ю. ш. движется со скоростью 300 м/с[152].

См. также

Сильный ветер с юга на реке Вуокса

Примечания

  1. Авиационная метеорология: метеорологические элементы и явления погоды, определяющие условия полёта
  2. Подветренная сторона — сторона, противоположная той, на которую дует ветер
  3. Geostrophic wind  (англ.). Glossary of Meteorology. American Meteorological Society (2009). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 5 ноября 2010.
  4. Origin of Wind  (англ.). National Weather Service (5 January 2010). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 5 ноября 2010.
  5. Ageostrophic wind  (англ.). American Meteorological Society (2009). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 5 ноября 2010.
  6. Michael A. Mares Encyclopedia of Deserts. — University of Oklahoma Press, 1999. — P. 121. — ISBN 9780806131467
  7. Glossary of Meteorology trade winds. American Meteorological Society (2000). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 8 сентября 2008.
  8. 1 2 Ralph Stockman Tarr and Frank Morton McMurry Advanced geography. — W.W. Shannon, State Printing, 1909. — P. 246.
  9. Science Daily African Dust Called A Major Factor Affecting Southeast U.S. Air Quality. Science Daily (14 июля 1999). Проверено 10 июня 2007.
  10. Glossary of Meteorology Monsoon. American Meteorological Society (2009). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 14 марта 2008.
  11. Chapter-II Monsoon-2004: Onset, Advancement and Circulation Features. National Centre for Medium Range Forecasting (23 октября 2004). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 3 мая 2008.
  12. Monsoon. Australian Broadcasting Corporation (2000). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 3 мая 2008.
  13. Joint Typhoon Warning Center 3.3 JTWC Forecasting Philosophies. United States Navy (2006). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 11 февраля 2007.
  14. Glossary of Meteorology Westerlies. American Meteorological Society (2009). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 15 апреля 2009.
  15. Sue Ferguson Climatology of the Interior Columbia River Basin. Interior Columbia Basin Ecosystem Management Project (7 сентября 2001). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 12 сентября 2009.
  16. Halldór Björnsson Global circulation. Veðurstofu Íslands (2005). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 15 июня 2008.
  17. National Environmental Satellite, Data, and Information Service Investigating the Gulf Stream. North Carolina State University (2009). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 6 мая 2009.
  18. The North Atlantic Drift Current. The National Oceanographic Partnership Program (2003). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 10 сентября 2008.
  19. Polar Lows. — Cambridge University Press, 2003. — P. 68.
  20. Stuart Walker The sailor’s wind. — W. W. Norton & Company, 1998. — P. 91. — ISBN 0393045552, 9780393045550
  21. Glossary of Meteorology Polar easterlies. American Meteorological Society (2009). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 15 апреля 2009.
  22. Michael E. Ritter The Physical Environment: Global scale circulation. University of Wisconsin–Stevens Point (2008). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 15 апреля 2009.
  23. Dr. Steve Ackerman Sea and Land Breezes. University of Wisconsin (1995). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 24 октября 2006.
  24. JetStream: An Online School For Weather The Sea Breeze. National Weather Service (2008). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 24 октября 2006.
  25. National Weather Service Forecast Office in Tucson, Arizona What is a monsoon?. National Weather Service Western Region Headquarters (2008). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 8 марта 2009.
  26. Douglas G. Hahn and Syukuro Manabe (1975). «…32.1515H The Role of Mountains in the South Asian Monsoon Circulation». Journal of Atmospheric Sciences 32 (8): 1515–1541. DOI:10.1175/1520-0469(1975)032<1515:TROMIT>2.0.CO;2.
  27. J. D. Doyle (1997). «The influence of mesoscale orography on a coastal jet and rainband». Monthly Weather Review 125 (7): 1465–1488. DOI:10.1175/1520-0493(1997)125<1465:TIOMOO>2.0.CO;2.
  28. 1 2 National Center for Atmospheric Research T-REX: Catching the Sierra’s waves and rotors. University Corporation for Atmospheric Research (2006). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 21 октября 2006.
  29. Dr. Michael Pidwirny CHAPTER 8: Introduction to the Hydrosphere (e). Cloud Formation Processes. Physical Geography (2008). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 1 января 2009.
  30. Michael Dunn New Zealand Painting. — Auckland University Press, 2003. — P. 93. — ISBN 9781869402976
  31. 1 2 Rene Munoz Boulder’s downslope winds. University Corporation for Atmospheric Research (10 апреля 2000). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 16 июня 2009.
  32. 1 2 Статья «Climate», Encyclopædia Britannica
  33. Anthropogenic Effects on Tropical Cyclone Activity.. Massachusetts Institute of Technology (8 февраля 2006). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 7 мая 2009.
  34. JetStream How to read weather maps. National Weather Service (2008). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 16 мая 2009.
  35. Glossary of Meteorology Wind vane. American Meteorological Society (2009). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 17 марта 2009.
  36. Glossary of Meteorology Wind sock. American Meteorological Society (2009). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 17 марта 2009.
  37. Glossary of Meteorology Anemometer. American Meteorological Society (2009). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 17 марта 2009.
  38. Glossary of Meteorology Pitot tube. American Meteorological Society (2009). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 17 марта 2009.
  39. Tropical Cyclone Weather Services Program Tropical cyclone definitions (PDF). National Weather Service (1 июня 2006). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 30 ноября 2006.
  40. Hydrology and Water Resources of India. — Springer, 2007. — P. 187. — ISBN 9781402051791
  41. Jan-Hwa Chu Section 2. Intensity Observation and Forecast Errors. United States Navy (1999). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 4 июля 2008.
  42. Glossary of Meteorology Rawinsonde. American Meteorological Society (2009). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 17 марта 2009.
  43. Glossary of Meteorology Pibal. American Meteorological Society (2009). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 17 марта 2009.
  44.  (англ.)World record wind gust. World Meteorological Association. Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 26 января 2010.
  45.  (англ.)The story of the world record wind. Mount Washington Observatory. Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 26 января 2010.
  46. Кравчук П. А. Рекорды природы. — Л.: Эрудит, 1993. — 216 с. — 60 000 экз. — ISBN 5-7707-2044-1, с. 117
  47. D. C. Beaudette FAA Advisory Circular Pilot Wind Shear Guide via the Internet Wayback Machine. Federal Aviation Administration (1988). Архивировано из первоисточника 14 октября 2006. Проверено 18 марта 2009.
  48. David M. Roth Unified Surface Analysis Manual. Hydrometeorological Prediction Center (2006). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 22 октября 2006.
  49. Glossary of Meteorology E. American Meteorological Society (2007). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 3 июня 2007.
  50. Jet Streams in the UK. BBC (2009).(недоступная ссылка — история) Проверено 20 июня 2009.
  51. 1 2 Cheryl W. Cleghorn Making the Skies Safer From Windshear. NASA Langley Air Force Base (2004). Архивировано из первоисточника 23 августа 2006. Проверено 22 октября 2006.
  52. National Center for Atmospheric Research T-REX: Catching the Sierra’s waves and rotors. University Corporation for Atmospheric Research Quarterly (Spring 2006). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 21 июня 2009.
  53. Hans M. Soekkha Aviation Safety. — VSP, 1997. — P. 229. — ISBN 9789067642583
  54. Robert Harrison Large Wind Turbines. — Chichester: John Wiley & Sons, 2001. — P. 30. — ISBN 0471494569
  55. Ross Garrett The Symmetry of Sailing. — Dobbs Ferry: Sheridan House, 1996. — P. 97–99. — ISBN 1574090003
  56. Gail S. Langevin Wind Shear. National Aeronautic and Space Administration (2009). Архивировано из первоисточника 9 октября 2007. Проверено 9 октября 2007.
  57. Rene N. Foss (June 1978). «Ground Plane Wind Shear Interaction on Acoustic Transmission» (Washington State Department of Transportation). Проверено 2007-05-30.
  58. University of Illinois Hurricanes (1999). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 21 октября 2006.
  59. University of Illinois Vertical Wind Shear (1999). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 21 октября 2006.
  60. Integrated Publishing Unit 6—Lesson 1: Low-Level Wind Shear (2007). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 21 июня 2009.
  61. 1 2 Walter J. Saucier Principles of Meteorological Analysis. — Courier Dover Publications, 2003. — ISBN 9780486495415
  62. Glossary of Meteorology G. American Meteorological Society (2009). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 18 марта 2009.
  63. Шаблон:УРЕ
  64. Decoding the station model. Hydrometeorological Prediction Center. National Centers for Environmental Prediction (2009). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 16 мая 2007.
  65. How to read weather maps. JetStream. National Weather Service (2008). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 27 июня 2009.
  66. Terry T. Lankford Aviation Weather Handbook. — McGraw-Hill Professional, 2000. — ISBN 9780071361033
  67. 1 2 Vern Hofman and Dave Franzen Emergency Tillage to Control Wind Erosion. North Dakota State University Extension Service (1997). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 21 марта 2009.
  68. 1 2 James K. B. Bishop, Russ E. Davis, and Jeffrey T. Sherman Robotic Observations of Dust Storm Enhancement of Carbon Biomass in the North Pacific. Science 298 817–821 (2002). Архивировано из первоисточника 20 июля 2007. Проверено 20 июня 2009.
  69. Science Daily Microbes And The Dust They Ride In On Pose Potential Health Risks (15 июня 2001). Проверено 10 июня 2007.
  70. Usinfo.state.gov Study Says African Dust Affects Climate in U.S., Caribbean (2003). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 10 июня 2007.
  71. Science Daily African Dust Called A Major Factor Affecting Southeast U.S. Air Quality (14 июля 1999). Проверено 10 июня 2007.
  72. U. S. Geological Survey Coral Mortality and African Dust (2006). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 10 июня 2007.
  73. Weather Online Calima (2009). Проверено 17 июня 2009.
  74. Breuningmadsen, H; Henrik Breuning-Madsena and Theodore W. Awadzi (2005-06-13). «Harmattan dust deposition and particle size in Ghana». Catena 63 (1): 23–38. DOI:10.1016/j.catena.2005.04.001. Проверено 2009-06-17.
  75. Weather Online Sirocco (Scirocco) (2009). Проверено 17 июня 2009.
  76. Bill Giles (O.B.E) The Khamsin. BBC (2009).(недоступная ссылка — история) Проверено 17 июня 2009.
  77. Thomas J. Perrone Table of Contents: Wind Climatology of the Winter Shamal. United States Navy (August 1979). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 17 июня 2009.
  78. United States Geological Survey Dunes – Getting Started (2004). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 21 марта 2009.
  79. F. von Richthofen On the mode of origin of the loess. — 1882. — P. 293–305.
  80. Glossary of Geology. — Springer-Verlag, New York, 2005. — P. 779. — ISBN 3-540-27951-2
  81. Introduction to Geography, Seventh Edition. — McGraw Hill, 2000. — P. 99. — ISBN 0-697-38506-X
  82. Plant Ecology, 2nd ed. — Sinauer Associates, Inc., Massachusetts, 2006.
  83. Short-term evolution of reduced dispersal in island plant populations. — 1996. — P. 53–61.
  84. A. J. Richards Plant Breeding Systems. — Taylor & Francis, 1997. — P. 88. — ISBN 9780412574504
  85. Leif Kullman Wind-Conditioned 20th Century Decline of Birch Treeline Vegetation in the Swedish Scandes. — P. 286–294.
  86. Stand-replacing windthrow in the boreal forests of eastern Quebec. — P. 481–487.
  87. ARS Studies Effect of Wind Sandblasting on Cotton Plants. USDA Agricultural Research Service (January 26, 2010). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012.
  88. Mathematical model of a smoldering log. — 2004. — P. 227–238228.
  89. National Wildfire Coordinating Group NWCG Communicator’s Guide for Wildland Fire Management: Fire Education, Prevention, and Mitigation Practices, Wildland Fire Overview. — P. 5.
  90. D. R. Ames and L. W. lnsley Wind Chill Effect for Cattle and Sheep. — 1975. — P. 161–165.
  91. Australian Antarctic Division Adapting to the Cold. Australian Government Department of the Environment, Water, Heritage, and the Arts Australian Antarctic Division (8 декабря 2008). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 20 июня 2009.
  92. Diana Yates Birds migrate together at night in dispersed flocks, new study indicates. University of Illinois at Urbana – Champaign (2008). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 26 апреля 2009.
  93. Gary Ritchison BIO 554/754 Ornithology Lecture Notes 2 – Bird Flight I. Eastern Kentucky University (4 января 2009). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 19 июня 2009.
  94. Jennifer Owen Feeding strategy. — University of Chicago Press, 1982. — P. 34–35. — ISBN 9780226641867
  95. Robert C. Eaton Neural mechanisms of startle behavior. — Springer, 1984. — P. 98–99. — ISBN 9780306415562
  96. Bob Robb, Gerald Bethge, Gerry Bethge The Ultimate Guide to Elk Hunting. — Globe Pequot, 2000. — P. 161. — ISBN 9781585741809
  97. Wind and prey nest sites as foraging constraints on an avian predator, the glaucous gull. — 1998. — P. 2403–2414.
  98. Britain’s Sea Story, B.C. 55-A.D. 1805. — Hodder and Stoughton, 1906. — P. 30.
  99. Brandon Griggs and Jeff King. Boat made of plastic bottles to make ocean voyage, CNN (9 марта 2009). Проверено 19 марта 2009.
  100. Jerry Cardwell Sailing Big on a Small Sailboat. — Sheridan House, Inc, 1997. — P. 118. — ISBN 9781574090079
  101. Brian Lavery and Patrick O’Brian Nelson’s navy. — Naval Institute Press, 1989. — P. 191. — ISBN 9781591146117
  102. Carla Rahn Phillips The Worlds of Christopher Columbus. — Cambridge University Press, 1993. — P. 67. — ISBN 9780521446525
  103. SkySails GmbH — Home
  104. Tom Benson Relative Velocities: Aircraft Reference. NASA Glenn Research Center (2008). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 19 марта 2009.
  105. Library of Congress The Dream of Flight (6 января 2006). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 20 июня 2009.
  106. Flight Paths. Bristol International Airport (2004). Архивировано из первоисточника 8 мая 2007. Проверено 19 марта 2009.
  107. G. Juleff An ancient wind powered iron smelting technology in Sri Lanka. — P. 60–63.
  108. A.G. Drachmann Heron’s Windmill. — 1961. — P. 145–151.
  109. Ahmad Y Hassan and Donald Routledge Hill Islamic Technology: An illustrated history. — Cambridge University Press, 1986. — P. 54. — ISBN 0-521-42239-6
  110. Donald Routledge Hill Mechanical Engineering in the Medieval Near East. — P. 64–69.
  111. World Wind Energy Report 2009 (PDF). Report. World Wind Energy Association (February 2010). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 13 марта 2010.
  112. Flowers, Larry (10 June 2010). «Wind Energy Update» (PDF). Wind Engineering: 191–200.
  113. High altitude wind power
  114. Dietrich Lohrmann Von der östlichen zur westlichen Windmühle. — 1995. — P. 1–30.
  115. Glider Flying Handbook. — U.S. Government Printing Office, Washington D.C.: U.S. Federal Aviation Administration, 2003. — P. 7–16. — ISBN FAA-8083-13_GFH
  116. Derek Piggott Gliding: a Handbook on Soaring Flight. — Knauff & Grove, 1997. — P. 85–86, 130–132. — ISBN 9780960567645
  117. Norman Mertke Dynamic Soaring. Tuff Planes. Архивировано из первоисточника 22 июня 2012.
  118. T. P. Grazulis The tornado. — University of Oklahoma Press, 2001. — P. 126–127. — ISBN 9780806132587
  119. Lightning: Principles, Instruments and Applications. — Springer, 2009. — P. 202–203. — ISBN 9781402090783
  120. Derek Burch How to Minimize Wind Damage in the South Florida Garden. University of Florida (26 апреля 2006). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 13 мая 2009.
  121. National Hurricane Center Saffir-Simpson Hurricane Scale Information. National Oceanic and Atmospheric Administration (22 июня 2006). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 25 февраля 2007.
  122. Storm Prediction Center Enhanced F Scale for Tornado Damage (1 февраля 2007). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 13 мая 2009.
  123. Miller M and Taube K The Gods and Symbols of Ancient Mexico and the Maya: An Illustrated Dictionary of Mesoamerican Religion. — London: Thames & Hudson, 1993. — ISBN 0-500-05068-6
  124. Laura Gibbs, Ph.D Vayu. Encyclopedia for Epics of Ancient India (16 октября 2007). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 9 апреля 2009.
  125. 1 2 3 4 5 Michael Jordan Encyclopedia of Gods: Over 2, 500 Deities of the World. — New York: Facts on File, 1993. — P. 5, 45, 80, 187–188, 243, 280, 295. — ISBN 0-8160-2909-1
  126. John Boardman The Diffusion of Classical Art in Antiquity. — Princeton University Press, 1994. — ISBN 0-691-03680-2
  127. Andy Orchard Dictionary of Norse Myth and Legend. — Cassell, 1997. — ISBN 9780304363858
  128. History Detectives Feature – Kamikaze Attacks. PBS (2008).(недоступная ссылка — история) Проверено 21 марта 2009.
  129. Colin Martin, Geoffrey Parker The Spanish Armada. — Manchester University Press, 1999. — P. 144–181. — ISBN 9781901341140
  130. S. Lindgrén and J. Neumann Great Historical Events That Were Significantly Affected by the Weather: 7, “Protestant Wind”—“Popish Wind”: The Revolusion of 1688 in England. — 1985. — P. 634–644.
  131. Nina Burleigh Mirage. — Harper, 2007. — P. 135. — ISBN 9780060597672
  132. Jan DeBlieu Wind. — Houghton Mifflin Harcourt, 1998. — P. 57. — ISBN 9780395780336
  133. Dr. David H. Hathaway The Solar Wind. National Aeronautic and Space Administration Marshall Space Flight Center (2007). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 19 марта 2009.
  134. A Glowing Discovery at the Forefront of Our Plunge Through Space, SPACE.com (15 марта 2000). Проверено 24 мая 2006.
  135. 1 2 Rudolf Dvořák Extrasolar Planets. — Wiley-VCH, 2007. — P. 139–140. — ISBN 9783527406715
  136. Earth in Space Geomagnetic Storms Can Threaten Electric Power Grid. — P. 9–11.
  137. T. Neil Davis Cause of the Aurora. Alaska Science Forum (22 марта 1976). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 19 марта 2009.
  138. Donald K. Yeomans World Book at NASA: Comets. National Aeronautics and Space Administration (2005). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 20 июня 2009.
  139. Ruth Murray-Clay Atmospheric Escape Hot Jupiters & Interactions Between Planetary and Stellar Winds. Boston University (2008).(недоступная ссылка — история) Проверено 5 мая 2009.
  140. E. Chassefiere Hydrodynamic escape of hydrogen from a hot water-rich atmosphere: The case of Venus. — 1996. — P. 26039–26056.
  141. (1990) «Cloud-tracked winds from Pioneer Venus OCPP images» (PDF). Journal of the Atmospheric Sciences 47 (17): 2053–2084. DOI:10.1175/1520-0469(1990)047<2053:CTWFVO>2.0.CO;2.
  142. NASA. Mars Rovers Spot Water-Clue Mineral, Frost, Clouds (13 декабря 2004). Проверено 17 марта 2006.
  143. NASA — NASA Mars Rover Churns Up Questions With Sulfur-Rich Soil
  144. David, Leonard Spirit Gets A Dust Devil Once-Over. Space.com (12 March 2005). Архивировано из первоисточника 11 апреля 2012. Проверено 1 декабря 2006.
  145. Dynamics of Jupiter’s Atmosphere. — Lunar & Planetary Institute.
  146. Buckley, M. Storm Winds Blow in Jupiter’s Little Red Spot. Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (May 20, 2008). Архивировано из первоисточника 26 марта 2012. Проверено 16 октября 2008.
  147. C.C. Porco et al. (2005). «Cassini Imaging Science: Initial Results on Saturn’s Atmosphere». Science 307 (5713): 1243–1247. DOI:10.1126/science.1107691. PMID 15731441.
  148. L. A. Sromovsky; P. M. Fry (2005). «Dynamics of cloud features on Uranus». Icarus 179: 459–483. DOI:10.1016/j.icarus.2005.07.022. Проверено 2009-06-17.
  149. H. B. Hammel; I. de Pater, S. Gibbard, et al. (2005). «Uranus in 2003: Zonal winds, banded structure, and discrete features» (PDF). Icarus 175: 534–545. DOI:10.1016/j.icarus.2004.11.012. Проверено 2009-06-17.
  150. H. B. Hammel, K. Rages, G. W. Lockwood, et al. (2001). «New Measurements of the Winds of Uranus». Icarus 153: 229–235. DOI:10.1006/icar.2001.6689. Проверено 2009-06-17.
  151. Linda T. Elkins-Tanton Uranus, Neptune, Pluto, and the Outer Solar System. — New York: Chelsea House, 2006. — P. 79–83. — ISBN 0-8160-5197-6
  152. Jonathan I. Lunine The Atmospheres of Uranus and Neptune. — Lunar and Planetary Observatory, University of Arizona, 1993.

Ссылки

Почему воздух движется и как возникает ветер. Почему ветры дуют? Почему возникает ветер? Значение ветра в природе

Вопрос о том, почему мы ощущаем ветер, и почему он вообще имеет место в атмосфере нашей планеты относится к разряду детских, но дать исчерпывающий ответ может не каждый взрослый. Для многих это природное явления сопряжено с загадкой, хотя с точки зрения физики все объясняется довольно просто.

Как объяснить ребенку, почему дует ветер?

Итак, давление земной атмосферы неоднородно, где-то больше, а в других местах – меньше. Так вот, ветер являет собой передвижения воздушных масс из области высокого давления в область низкого, так и само давление становится более одинаковым. Соответственно, сила ветра зависит от разницы давления. Если на определенном, довольно объемном участке территории давление одинаковое, погода стоит безветренная.

Если рассматривать ветер более глобально, то над сушей воздух прогревается намного сильнее, чем над морем. Таким образом, он поднимается вверх, в то время, как более прохладный над поверхностью моря воздух передвигается и занимает его место. В такой способ происходит остывание земли за ночь. Это происходит в масштабах региона, континента и земли в целом.

Самым теплым местом нашей планеты является экватор. Соответственно, воздух в данном районе более прогретый. К тому же, при вращении земли воздушные массы перемещаются вместе с источниками тепла и холода.

Если бы земля не вращалась, то Северные ветра и Южные ветра существовали бы не зависимо друг от друга. Иными словами, не пересекались бы. Но так все Северные ветра сдвигаются вправо, а Южные, соответственно, влево, они частично смешиваются. Если можно так выразиться, то ветры никуда не деваются и ниоткуда не берутся они есть всегда, в качестве регулятора температуры и атмосферного давления.

Объясняя подобное ребенку, можно предложить пример на его дыхании. Так, когда мы вдыхаем, внутри легких создается высокое давление, они раздуваются от воздуха, плюс он нагревается от тепла нашего тела. Затем выдыхаем, создавая тот же ветер – маленькое движение маленького объема воздуха. Когда зимой мы выдыхаем переработанный воздух, он в виде пара поднимается вверх, ведь он теплый. Это легко увидеть.

Также сила ветра зависит от рельефа местности. Все замечали, что в полях на открытом пространстве, ветер быстрее. Ему ничто не мешает и ничего не задерживает. В городе, где масса высотных зданий, либо в лесах, где деревья, воздушные массы двигаются медленнее, по пути подстраиваясь под температуру окружающей среды.

А знаете ли вы?

  • Жираф считается самым высоким животным в мире, его рост достигает 5,5 метров. В основном за счет длинной шеи. Не смотря на то, что в […]
  • Многие согласятся с тем, что женщины в положении становятся особенно суеверными, они больше других подвержены всяческим поверьям и […]
  • Редко можно встретить человека, который бы не находил розовый куст красивым. Но, при этом, общеизвестно. Что такие растения довольно нежны […]
  • Кто с уверенностью скажет, что не знает о том, что мужчины смотрят порнофильмы, самым наглым образом соврет. Конечно же, смотрят, просто […]
  • Нет, наверное, в просторах всемирной паутины такого сайта автомобильной тематики или такого автофорума, на котором бы не задавали вопрос о […]
  • Воробей является довольно распространенной в мире птицей небольшого размера и пестрого окраса. Но ее особенность заключается в том, что […]
  • Смех и слезы, а точнее, плач, являют собой две прямо противоположные эмоции. О них известно то, что обе они являются врожденными, а не […]

Земля, как и многие другие небесные тела, окружена атмосферой – оболочкой из газов, которая удерживается вокруг планеты благодаря гравитации, или силе притяжения.

Отдельные молекулы газов, составляющих атмосферу, перемещаются в разных направлениях с различной скоростью. Земная атмосфера весит пять квадриллионов тонн, и давление воздуха в разных ее участках различно. Именно из-за разницы в атмосферном давлении и возникает такое природное явление, как ветер.

Температура воздуха и атмосферное давление

Отдельные участки воздуха в атмосфере имеют разную температуру. В теплых потоках молекулы движутся с высокой скоростью и быстрее разлетаются в разные стороны. именно по этой причине более разрежен, его вес снижается, а создаваемое им атмосферное давление уменьшается.

В участках атмосферы с более холодным воздухом происходит обратное явление: молекулы образуют скопления с высокой плотностью, вес таких участков увеличивается, соответственно, повышается и атмосферное давление.

Воздух всегда перемещается из области повышенного давления в область пониженного. Чтобы понять этот механизм, достаточно представить себе, как работает плотина: если открыть шлюзы между участками с высотой в 7 и 5 метров, то вода потечет туда, где ее уровень изначально был ниже, то есть на участок с меньшей высотой. И это движение продолжится, пока уровень на обоих участках не сравняется.

Аналогичным образом происходит и движение атмосферных масс, что, в свою очередь, и образует такое явление, как ветер.

Бризы, муссоны, пассаты

Представьте себе ясный погожий день у морского побережья. Солнце воздействует и на воду, и на берег, но быстрому нагреву воды мешает ее подвижность: верхние слои, более теплые, постоянно смешиваются с более прохладными нижними слоями. Это мешает воде нагреваться так же быстро, как нагревается берег.

Воздух над берегом оказывается более теплым, чем над морем. И этот теплый воздух довольно быстро расширяется, расстояние между молекулами внутри этой области увеличивается, а давление снижается. В итоге воздух с более высоким давлением (то есть воздух с моря) двигается туда, где давление ниже, то есть в сторону суши, и приносит на побережье прохладу.

Ночью же все происходит наоборот: вода остывает медленнее, чем суша, и ветер начинает дуть с земли на море, воздух над которым теплее, чем над берегом. Этот ветер называют бризом – дневным и ночным. Кстати, направление ветра в горах тоже меняется вместе со временем суток: днем ветер дует из долины в сторону гор, а ночью – с гор в долину.

Бриз меняет направление дважды в сутки. Есть ветры, которые меняют направление дважды в году – летом и зимой; эти ветры называют муссонами. Принцип смены направления аналогичен принципу, согласно которому образуется бриз: над прогретой летом сушей давление воздуха низкое, и прохладный воздух перемещается со стороны океана.


Зимой муссон дует с быстро остывающего берега в строну еще сохраняющей тепло воды. Смена муссонов влечет за собой и перемену погоды: вместо сухой и малооблачной она становится дождливой. Муссоны характерны для восточной части материковой суши – там, где берег соприкасается с широкой полосой океана.

Помимо переменных, Земля имеет и постоянные ветры – пассаты и западные ветры. На протяжении всего года возле поверхности Земли дуют ветры, направленные от 30-х широт с высоким давлением в сторону экватора, где давление ниже. Но, поскольку планета вращается вокруг своей оси, эти ветры словно закручиваются по спирали: в Северном полушарии – на юго-запад с северо-востока, в Южном – с юго-востока на северо-запад.

Западные ветры образуются из-за перемещения воздушных масс от 30-х широт к полюсам. Именно пассаты приносят сухой воздух в Сахару, а западные ветры – влажную и дождливую погоду со стороны Атлантики в Европу.

Скорость, сила и направление ветра

Ученые характеризуют ветры по их скорости и силе. Скорость измеряют в баллах или метрах в секунду (один балл – около двух метров в секунду). Сила ветра зависит от разницы в атмосферном давлении между разными областями: чем эта разница больше, тем мощнее ветер.

Для оценки силы ветра еще в XIX веке была разработана шкала Бофорта, с 1874 года принятая для использования в Международной синоптической практике. На протяжении десятилетий в шкалу вносили изменения и дополнения, и сегодня ветры оценивают по 12-балльной системе.

Например, отсутствие ветра, или штиль, соответствует 0 баллов. Слабый ветер оценивают в 3 балла, свежий – в 5, сильный – в 6 баллов. Ветер силой в 9 баллов – это уже шторм, а в 12 – ураган. Шкалой Бофорта сегодня активно пользуются, прежде всего, в морской навигации.

Любой ветер также характеризуют с точки зрения его направления. Определяется направление, в зависимости от стороны горизонта, с которой дует ветер: если с севера – то ветер северный, если с юга – то южный. Направление ветра зависит не только от разницы в атмосферном давлении, но и от вращения Земли вокруг своей оси.


Ветер – это крупные воздушные потоки, вместе с которыми перемещаются огромные массы молекул газов атмосферы. Эти потоки могут охватывать тысячи километров и облетать всю землю, а могут иметь местные, «локальные» масштабы, как описанные выше ветры у моря и у подножия гор.

Воздух только кажется нам невесомым; чтобы понять, что атмосфера действительно имеет плотность, достаточно выставить руку за окно движущегося автомобиля – вы сразу почувствуете, как вашу руку обтекает поток воздуха.

Движущийся в определенном направлении. На других планетах он представляет собой массу свойственных их поверхности газов. На Земле ветер движется преимущественно горизонтально. Классификация, как правило, осуществляется в соответствии со скоростью, масштабом, типами сил, их вызывающими, местам распространения. Под влиянием потоков находятся различные природные явления и погода. Ветер способствует переносу пыли, семян растений, способствует перемещению летающих животных. Но как появляется направленный воздушный поток? Откуда дует ветер? От чего зависит его продолжительность и сила? И вообще, почему ветры дуют? Об этом и многом другом — далее в статье.

Классификация

В первую очередь ветры характеризуют по силе, направлению и продолжительности. Порывами считаются сильные и кратковременные перемещения (до нескольких секунд) воздушных потоков. Если дует сильный ветер средней продолжительности (примерно минуту), то его называют шквалом. Более продолжительные воздушные потоки называют в соответствии с их силой. Так, к примеру, легкий ветер, дующий на побережье, — это бриз. Есть еще тайфун, Продолжительность ветров может быть также различной. Некоторые длятся несколько минут, например. Бриз, зависящий от перепада температур на поверхности рельефа в течение суток, может продолжаться до нескольких часов. Местная и общая циркуляция атмосферы складываются из пассатов и муссонов. Оба этих типа относятся к категории «глобальных» ветров. Муссоны вызваны сезонными изменениями в температуре и имеют продолжительность до нескольких месяцев. Пассаты — это постоянно перемещающиеся. Они обусловлены разницами температур на различных широтах.

Как объяснить ребенку, почему дует ветер?

Для детей в раннем возрасте это явление представляет отдельный интерес. Ребенок не понимает, где образуется поток воздуха, из-за чего в одном месте он есть, а в другом — нет. Достаточно просто объяснить малышу, что зимой, например, дует холодный ветер из-за низкой температуры. Как же происходит этот процесс? Известно, что воздушный поток представляет собой массу молекул газов атмосферы, совместно перемещающихся в одном направлении. Небольшой по объему воздушный поток, обдувая может свистеть, срывать шапки с прохожих. Но если масса газовых молекул обладает большим объемом и шириной в несколько километров, то она может покрыть достаточно большое расстояние. В закрытых помещениях воздух практически не перемещается. И о его существовании можно даже и забыть. Но если выставить, например, руку из окна движущегося автомобиля, то можно кожей ощутить воздушный поток, его силу и давление. Откуда дует ветер? Движение потока осуществляется вследствие разницы давления в разных участках атмосферы. Рассмотрим этот процесс более подробно.

Разница атмосферного давления

Так почему дует ветер? Для детей лучше привести в пример плотину. С одной стороны высота столба воды, к примеру, три, а с другой — шесть метров. При открытии шлюзов вода перетечет в тот участок, где ее меньше. Примерно то же самое происходит и с воздушными потоками. В разных частях атмосферы давление различно. Это обусловлено разницей в температуре. В теплом воздухе движение молекул осуществляется быстрее. Частицы стремятся разлететься друг от друга в разные стороны. В связи с этим теплый воздух больше разряжен и весит меньше. В результате давление, которое в нем создается, снижается. Если же температура понижена, то молекулы образуют более тесные скопления. Воздух, соответственно, весит больше. Давление при этом повышается. Аналогично воде, воздух обладает свойством перетекать из одной зоны в другую. Так, поток переходит из участка с повышенным давлением в область с пониженным. Вот почему ветры дуют.

Движение потоков около водоемов

Почему ветер дует с моря? Рассмотрим пример. В солнечный день лучи прогревают и берег, и водоем. Но вода нагревается намного медленнее. Это связано с тем, что поверхностные теплые слои незамедлительно начинают смешиваться с более глубокими, и потому холодными слоями. А вот берег нагревается намного быстрее. И воздух над ним более разряжен, а давление, соответственно, ниже. Атмосферные потоки устремляются от водоема к берегу — в более свободную область. Там они, нагреваясь, поднимаются вверх, снова освобождая место. Вместо них появляется снова прохладный поток. Вот так происходит циркуляция воздуха. На пляже отдыхающие могут периодически чувствовать легкий прохладный ветерок.

Значение ветров

Выяснив, почему ветры дуют, следует сказать о том, какое воздействие они оказывают на жизнь на Земле. Ветер имеет большое значение для человеческой цивилизации. Вихревые потоки вдохновляли людей на создание мифологических произведений, расширяли торговый и культурный диапазон, воздействовали на исторические явления. Ветры также выступали в качестве поставщиков энергии для разных механизмов и агрегатов. За счет движения потоков воздуха получили возможность преодолевать значительные расстояния по океанам и морям, а воздушные шары — по небу. Для современных летательных аппаратов ветры имеют большое практическое значение — они позволяют экономить топливо и увеличивать Но следует сказать, что воздушные потоки могут приносить и вред человеку. Так, например, из-за градиентных колебаний ветра может быть потерян контроль над управлением самолета. В небольших водоемах быстрые воздушные потоки и вызванные ими волны могут разрушить постройки. Во многих случаях ветры способствуют увеличению масштаба пожара. В целом, явления, связанные с образованием воздушных потоков, различными способами воздействуют на живую природу.

Глобальные эффекты

Во многих районах планеты преобладают воздушные массы, обладающие определенным направлением движения. В районе полюсов, как правило, преобладают восточные, а в умеренных широтах — западные ветры. При этом в тропиках воздушные потоки принимают снова восточное направление. На границах между данными зонами — субтропическом хребте и полярном фронте — расположены так называемые области затишья. Преобладающие ветры в этих зонах практически отсутствуют. Здесь движение воздуха осуществляется главным образом вертикально. Это объясняет появление зон высокой влажности (близ полярного фронта) и пустынь (около субтропического хребта).

Тропики

В этой части планеты в западном направлении дуют пассаты, приближаясь к экватору. За счет постоянного перемещения этих воздушных потоков происходит перемешивание атмосферных масс на Земле. Это может проявляться в значительных масштабах. Так, к примеру, пассаты, перемещающиеся над Атлантическим океаном, переносят пыль с африканских пустынных территорий в Вест-Индию и некоторые районы Северной Америки.

Локальные эффекты формирования воздушных масс

Выясняя, почему ветры дуют, следует сказать и о влиянии наличия тех или иных географических объектов. Одним из локальных эффектов формирования воздушных масс считается температурный перепад между не слишком удаленными участками. Он может быть спровоцирован разными коэффициентами поглощения света либо различной теплоемкостью поверхности. Сильнее всего последний эффект проявляется между и сушей. В результате возникает бриз. Еще одним локальным фактором, представляющим важность, является присутствие горных систем.

Влияние гор

Эти системы могут представлять собой некий барьер на пути движения воздушных потоков. Кроме этого, горы во многих случаях сами вызывают ветрообразование. Воздух над взгорьями прогревается сильнее, чем атмосферные массы над низменностями на той же высоте. Это способствует формированию зон пониженного давления над горными хребтами и ветрообразованию. Данный эффект часто провоцирует появление горно-долинных атмосферных движущихся масс. Такие ветры преобладают в областях с пересеченной местностью.

Повышение трения у долинной поверхности приводит к отклонению параллельно направленного воздушного потока на высоту расположенных рядом гор. Это способствует формированию струйного высотного течения. Скорость этого потока может превышать силу окружающего ветра до 45%. Как было выше сказано, горы могут выступать в качестве препятствия. При обходе цепи поток меняет свое направление и силу. Перепады в горных хребтах оказывают существенное влияние на движение ветра. Например, если в горной цепи, которую преодолевает атмосферная масса, есть перевал, то поток проходит его с заметным увеличением скорости. В этом случае работает эффект Бернулли. Необходимо отметить, что даже незначительные перепады высот вызывают колебания Из-за существенного градиента скорости воздуха поток становится турбулентным и продолжает таким оставаться даже за горой на равнине на определенном расстоянии. Такие эффекты представляют в некоторых случаях особое значение. Например, они важны для самолетов, осуществляющих взлет и посадку на горных аэродромах.

Более трёхсот лет назад Галлей, известный главным образом благодаря открытой им комете, предложил объяснять возникновение ветра действием архимедовой силы при перепаде температуры: тёплый и лёгкий воздух поднимается, тяжёлый и холодный — опускается.

Международная группа исследователей, в которую вошли сотрудники Петербургского института ядерной физики, предложила принципиально новый физический механизм образования ветра в земной атмосфере.

Потоки газов возникают при перепадах (градиентах) давления. Давление воздуха уменьшается с высотой, образуя вертикальный градиент давления, однако он не создаёт ветра. Работу, производимую при движении воздуха этим градиентом давления, в точности компенсирует противоположная по знаку работа силы тяжести, и воздух находится в равновесном состоянии.

Влажный воздух, поднимаясь, охлаждается, и водяной пар конденсируется. Поэтому давление водяного пара с высотой падает быстрее, чем этого требует условие равновесия. При этом работа, совершаемая градиентом давления над влажным воздухом при его подъёме, в несколько раз превышает работу силы тяжести, действующей на водяной пар. Именно эта разница и создаёт ветер в земной атмосфере. Неравновесное вертикальное распределение водяного пара можно сравнить со сжатой пружиной, которая распрямляется при подъёме влажного воздуха, приводя его в движение. Поэтому конденсационная мощность, связанная с вертикальным подъёмом воздуха, в соответствии с законом сохранения энергии переводится в мощность горизонтальных ветров.

Мощность атмосферной циркуляции определяется локальной скоростью конденсации и, следовательно, осадками. Количественная оценка мощности глобальной циркуляции воздуха, полученная на основе новой теории, прекрасно совпала с накопленными данными наблюдений (о мощности ветровой циркуляции можно независимо судить по наблюдаемым горизонтальным градиентам давления и скоростям ветра).

В области конденсации возникает зона пониженного давления, затягивающая воздух из прилегающих областей. На суше такие устойчивые зоны пониженного давления создаются обширными лесами: влага сохраняется в лесной почве, испаряется с поверхности почвы и листьев и конденсируется над пологом леса. При этом возникает ветер, приносящий влагу с океана.

Важнейшее следствие нового механизма формирования ветра — переосмысление роли лесов в переносе влаги с океана на сушу. Этот перенос компенсирует речной сток воды обратно в океан. Уничтожение лесов приводит к обезвоживанию и опустыниванию суши и представляет собой гораздо большую угрозу для климата, чем предполагает современная климатология (об этом см. также «Наука и жизнь» № ).

Новая теория вызвала бурную дискуссию в научном сообществе. Статья, отправленная в журнал «Atmospheric Chemistry and Physics» («Атмосферная химия и физика»), находилась на рецензировании более двух с половиной лет. В итоге редакционная коллегия журнала приняла к печати статью, снабдив её комментарием редактора. В нём подчёркивается, что публикацию «совершенно нового взгляда на движущую силу атмосферной динамики» следует рассматривать как «призыв к дальнейшему развитию» представленных авторами положений.

Ветер — это воздух, находящийся в движении относительно земной поверхности; а движется он вследствие колебаний атмосферного давления. В противном случае ветра не было бы. Разница в давлении существует над регионами, где солнце неравномерно нагревает земную поверхность.

Над теплой поверхностью воздух также нагревается и увеличивается в объеме, соответственно давление его возрастает по сравнению с более прохладными областями.

Воздух можно представить в виде слоев между поверхностями с постоянным давлением (справа), причем самый плотный слой находится внизу. Когда воздух неизменен, его слои — ровные и плоские, как на этапе 1. Но если одна из областей (этап 2, желтый цвет) поглощает определенное количество тепла, то воздух расширяется, давление его увеличивается, и слои воздушного давления также расширяются и приобретают изгиб.

Затем воздух начинает перемещаться из области высокого давления в область низкого давления, отчего высоко над землей возникает ветер (этап 3). Чем больше амплитуда колебаний температур — и, соответственно, давления — между двумя областями, тем сильнее дующий между ними ветер.

Неравномерное нагревание. Солнце нагревает точку В, отчего температура воздуха над ней повышается (справа). Воздух увеличивается в объеме и поднимается, а давление его возрастает.

Конвекция вызывает ветры

Давление воздуха увеличивается с возрастанием температуры. Поэтому, если масса теплого воздуха граничит с массой более холодного, то давление в этих двух массивах будет разным. Эта разница обуславливает конвекционные потоки (этапы 1-4), которые порождают ветер между двумя зонами.

Равновесие. Температура в точках А и В (слева) одинаковая, как и давление над ними. Следовательно, между этими точками нет ветра.

Созидающая сила. Разница в давлении воздуха над точками А и В порождает градиентную силу, которая перемещает воздух из областей высокого давления в области низкого давления. Она же несет часть воздуха, находящегося над точкой В, к точке А, вызывая верхнеатмосферный ветер (красная стрелка) в этом же направлении.

Поверхностные ветры. Воздух, оказавшийся в точке А, заставляет давление расти, в то время как в точке В оно падает. Это порождает поверхностный ветер, стремящийся в направлении, противоположном верхнеатмосферному ветру. Нисходящий поток в А и восходящий поток в В завершают цикл.

Составляя метеорологические карты, ученые опираются на воображаемые атмосферные поверхности, которые называются поверхностями постоянного давления (изогнутые плоскости, сверху). В каждой точке этой поверхности давление неизменно. Когда воображаемая плоскость, параллельная Земле (красный контур), пересекается с поверхностью постоянного давления, метеорологи проводят линию — изобару — отделяющую области с разным давлением воздуха. Воздушная масса между изобарами (темно-синий сегмент) направляется градиентной силой (зеленая стрелка) в область более низкого давления.

Круговые изобары

В областях с разным давлением направление ветра определяется также и центробежной силой. В верхнем слое атмосферы градиентная сила давления, сила вращения и центробежная сила находятся в равновесии, если ветры дуют по часовой стрелке вокруг зоны высокого давления (крайнее слева, вверху) и против часовой стрелки вокруг зоны низкого давления (слева, вверху). Над поверхностью сила трения поворачивает ветер наружу-вверх (крайнее слева, внизу) и внутрь-вниз (слева, внизу).

11 фактов о ветре

1

Откуда берется ветер? Он возникает из-за неравномерного распределения атмосферного давления и всегда направлен от зоны высокого давления к зоне низкого давления.

2

Скорость ветра у поверхности земли измеряют с помощью флюгера, а на высотах — специальным резиновым шаром, наполненным водородом.

3

Преобладающие ветра и основные океанские течения тесно связаны между собой. Атмосфера приводит в движение океанские течения, а океан, в свою очередь, влияет на состояние воздуха над его поверхностью и на режим ветра. При этом скорость движения воды во много раз ниже скорости воздуха.

4

12-балльную шкалу Бофорта, по которой принято оценивать скорость ветра, английский адмирал Фрэнсис Бофорт разработал в 1806 году. Правда, в эпоху парусных кораблей скорость ветра еще не измеряли (эта возможность была добавлена в шкалу Бофорта в 1926 году), а лишь визуально оценивали воздействие ветра на суше или на море. Согласно шкале Бофорта, различают штиль (0 баллов), тихий ветер (1), легкий (2), слабый (3), умеренный (4), свежий (5), сильный (6), крепкий (7), очень крепкий (8), шторм (9), сильный шторм (10), жестокий шторм (11), ураган (12).

5

Роза ветров в метеорологии и картографии – это совершенно разные вещи. Собственно,
к ветру имеет отношение только «метеорологическая» роза ветров: так называют диаграмму, отображающую многолетние изменения направления и силы ветра в конкретной местности. А в картографии это картографическое обозначение основных географических азимутов сторон горизонта в виде звезды с количеством лучей, кратным четырем.

6

Ветер бывает не только горизонтальным, но и вертикальным (упорядоченное движение слоев или объемов воздуха по вертикали). Правда, сила вертикального ветра в сотни раз меньше горизонтального.

7

Во многих местах постоянным ветрам дают имена. Так, на Байкале известно более 30 ветров, каждый со своим характером. Самые известные ― Баргузин, Сарма, Култук.

8

40–50 м/с — скорость, при которой ветер сбивает с ног человека. С такой же скоростью падают парашютисты до раскрытия парашюта.

9

Рекорд скорости ветра на Земле на стандартной высоте 10 метров зарегистрирован 10 апреля 1996 года на австралийском острове Барроу во время циклона «Оливия». Порыв ветра тогда составил 113 м/с (408 км/ч). Самые сильные ветра (до 450 км/ч) дуют на высоте от 8 до 50 км над Землей.

10

Сильные ветры наблюдаются и на других гигантских планетах Солнечной системы. Самая высокая скорость отмечена в атмосфере Нептуна: 670 м/с (2400 км/ч).

11

1500 гигаватт — мощность типичного урагана. Для сравнения: объем всей производимой в мире электроэнергии оценивается в 2700 гигаватт, то есть мощность одного урагана составляет более половины мощности всех работающих в мире электростанций.

Что вызывает ветер? — ДТН

Пожалуй, одним из самых заметных аспектов погоды является ветер. Это может быть приятный ветерок или опасный шторм, и изменения могут происходить быстро. Итак, что вызывает ветер?

Ветер возникает из-за разницы атмосферного давления. Он возникает в попытке атмосферы выровнять давление в регионе. Атмосфера всегда пытается прийти к равновесию. Прочность связана с изменением давления на единицу расстояния. Чем сильнее меняется давление на фиксированном расстоянии, тем сильнее ветер.Увеличение скорости часто наблюдается вблизи холодного фронта, где на относительно коротких расстояниях могут возникать большие перепады давления. Ветер всегда дует из областей с более высоким давлением в области с более низким давлением. Глядя на карту поверхности, вы можете получить относительное представление о ветре, глядя на линии постоянного давления, также называемые изобарами. Чем ближе изобары друг к другу, тем сильнее ветер.

Карта поверхности

Зеленый овал на изображении выше показывает изобары, близко расположенные друг к другу, что указывает на сильный ветер.В синем овале изобары дальше друг от друга, что указывает на более слабый ветер. В Северном полушарии ветры дуют против часовой стрелки вокруг области низкого давления (обозначенной красной буквой L) и по часовой стрелке вокруг области высокого давления (обозначенной синей буквой H). Светло-голубые штрихи показывают приземные ветры. Посох указывает направление, откуда дует ветер, а зазубрины указывают скорость ветра: длинная зазубрина соответствует 10 узлам, а короткая — 5 узлам. Скорости, представленные флажками, складываются; например, две длинные бородки и короткая бородка будут означать скорость ветра 25 узлов.

Различия в поверхности земли, такие как суша и вода, также могут усиливать ветер. Ветры часто могут усиливаться у побережья из-за разницы в скорости нагрева суши и моря. В течение дня земля нагревается быстрее, чем вода, что приводит к более высокому давлению над водой, чем над сушей. Поскольку над сушей давление выше, ветер дует внутрь суши в сторону более низкого давления; это называется морской бриз. Ночью земля остывает быстрее, чем вода. В результате давление над сушей становится выше, и ветры дуют с берега, известные как наземный бриз.

Схема морского бриза

Ветер может повлиять на выработку электроэнергии. Ветряные турбины рассматривались как источник электроэнергии после энергетического кризиса 1970-х годов. Турбине, считающейся чистым и эффективным методом выработки электроэнергии, требуется скорость ветра от 5 до 45 узлов (от 6 до 52 миль в час). Если ветер слишком слабый, лопасти не будут вращаться, и электричество не будет вырабатываться. Если они слишком высоки, турбина может быть повреждена. Сегодня ветряные электростанции расположены во многих районах страны, где ветры относительно стабильны.

Ветряная турбина

Понимание того, что вызывает ветер, может помочь вам спланировать мероприятия на свежем воздухе, а также понять новые технологии, которые зависят от ветра. Знание того, как география может влиять на ветры, также может быть полезно для понимания того, как может вести себя ветер, а также для выявления потенциальных опасностей.

Что вызывает ветер? — Вселенная сегодня

Лишь в недавнее время было понятно, что вызывает ветер. Ветер возникает из-за того, что воздух течет от высокого давления к низкому давлению.Вращение Земли не позволяет этому потоку быть прямым, но отклоняет его из стороны в сторону (вправо в северном полушарии и влево в южном), поэтому ветер обтекает области высокого и низкого давления. Это перемещение важно для очень больших и долгоживущих систем давления. Для небольших, недолговечных систем (истечение грозы) ветер будет течь прямо от высокого давления к низкому давлению.

Чем ближе друг к другу находятся области высокого и низкого давления, тем сильнее градиент давления, поэтому ветры сильнее.На картах погоды проводят линии постоянного давления (изобары). Эти изобары обычно маркируются значением давления в миллибарах (мб). Чем ближе эти линии друг к другу, тем сильнее ветер. Кривизна изобар также важна для скорости ветра. При одном и том же градиенте давления (расстоянии между изобарами), если изобары изогнуты антициклонически (вокруг высокого давления), ветер будет сильнее. Если изобары изогнуты циклонически (вокруг низкого давления), ветер будет слабее.

Трение о землю замедляет ветер. Днем конвективное перемешивание минимизирует этот эффект, а ночью (когда конвективное перемешивание прекратилось) приземный ветер может значительно замедлиться или даже полностью прекратиться.

Удалить всю рекламу во Вселенной сегодня

Присоединяйтесь к нашему Patreon всего за 3 доллара!

Получите опыт без рекламы на всю жизнь

Ветер — это один из способов, которым атмосфера перемещает избыточное тепло. Прямо или косвенно ветер формируется для того, чтобы помочь переносить избыточное тепло одним из двух способов: от поверхности Земли или из теплых регионов (тропиков) в более прохладные регионы.Это делают внетропические циклоны, муссоны, пассаты и ураганы. Теперь у вас есть ответ на то, что вызывает ветер и его основную функцию на нашей планете.

Мы написали много статей о ветре для Universe Today. Вот статья об энергии ветра, а вот статья о том, как работает энергия ветра.

Если вам нужна дополнительная информация о ветре, посетите домашнюю страницу Visible Earth. А вот ссылка на Земную обсерваторию НАСА.

Мы также записали серию Astronomy Cast о планете Земля.Послушайте, Эпизод 51: Земля.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Блог AcuRite — Что вызывает ветер?

Легкое шелест листьев, свежий бриз на берегу, порывы арктического холода — все это примеры ветра, представляющего собой просто движение воздуха от высокого к низкому давлению. Давайте рассмотрим, что вызывает ветер на Земле, и какие виды ветра вы можете встретить.

Что вызывает ветер?

Погодой на Земле управляет солнце.Солнечный свет не одинаково падает на каждую поверхность, и это вызывает энергетический дисбаланс между сухим и влажным, тропическим и арктическим, морем и сушей, бетоном и травой и многим другим. Ветер — это попытка природы уравнять погодные системы Земли. Уберите солнце, и через несколько недель наш мир станет просто большим ледяным шаром при слабом ветре.

В дополнение к солнцу, вот несколько факторов высокого уровня, которые влияют на формирование ветра:

Температура

Представьте себе солнечный июльский день в пустыне.Земля раскалена, и босиком по ней не пройти! Воздух над этим песчаным котлом сильно раскален, поэтому он становится легче и поднимается вверх. Затем более холодный воздух, окружающий песчаную область, заменит горячий восходящий воздух, и процесс повторится. Это простая циркуляция ветра, вызванная изменением температуры. Морской бриз вдоль побережья охватывает гораздо большую площадь, но формируется аналогичным образом. Во время морского бриза воздух поднимается над более горячей береговой линией, а его место занимает более прохладный морской воздух.

Системы давления

В нашем примере с пустыней горячий воздух поднимался вверх, а вместо него поступал холодный воздух. Когда воздух поднимается, давление под ним падает — если это происходит на достаточно большой площади, то может сформироваться ячейка низкого давления. Тот же процесс в обратном порядке создает высокое давление. Например, каждую зиму над полярными районами создается высокое давление, потому что там намного меньше солнечного света, и воздух отдает свое тепло космосу. Этот процесс называется глобальной циркуляцией, которая вызывает ветер из-за создания систем высокого и низкого давления.

Заснеженная земля сделает воздух еще холоднее. Холодный воздух тяжелее теплого, так что вуаля: давление у поверхности выше. Если вы находитесь в такой погоде, ваш домашний барометр покажет повышение давления. Зоны высокого давления в значительной степени ответственны за перемещение холодных фронтов вокруг Земли, чему способствует струйное течение. Области низкого давления, такие как ураганы, могут иметь интенсивные градиенты или перепады между ними. Чем больше разница давлений между зонами, тем быстрее будет дуть ветер, чтобы выровнять градиент давления и сбалансировать силы.

Высота

Обычно воздух ночью охлаждается, а днем ​​нагревается, и этот цикл охлаждения и нагревания может вызвать сумасшедшие ветры в горных районах. Перемешанная местность, такая как каньон, может сосредоточить сильный ветер в одной области, в то время как на расстоянии 300 футов ветерок очень мягкий. Ветер обычно дует вверх по горе днем, когда теплый воздух поднимается вверх и вниз по горе ночью, когда прохладный воздух опускается.

Реактивный поток: река ветра

Реактивный поток перемещает большие системы высокого и низкого давления вокруг Земли по постоянно меняющейся схеме.Он движим разницей температур, как и все другие ветры, и иногда его называют «рекой» ветра.

  • Река струйного течения находится на высоте от 20 000 до 50 000 футов над уровнем земли.
  • Перегибы в струе можно сравнить с извилистым течением реки, и воздух будет двигаться быстрее посередине реки, чем по краям.
  • Обычно существует полярное струйное течение и субтропическое струйное течение, которые меняют положение в зависимости от времени года.Например, полярный струйный поток зимой смещается южнее, а летом движется на север.
  • Помните, что перепады температур влияют на струйную струю: чем больше температурный контраст, тем сильнее он будет. Это означает, что полярный струйный поток обычно сильнее субтропического.
  • Реактивный поток помогает формировать и перемещать большие ячейки давления вокруг Земли и увеличивает вероятность суровой погоды весной.
Особые виды ветров
  • Микровзрыв : Микровзрыв — это внезапный нисходящий поток охлажденного дождем воздуха, скорость которого может достигать 110 миль в час и причинять значительный ущерб.Микровзрыв обычно охватывает площадь около 2 миль в поперечнике и длину от 5 до 10 миль.
  • Торнадо : Торнадо — это сильно вращающийся столб воздуха, возникающий в результате грозы и контакта с землей. Большинство твистеров имеют ширину менее четверти мили, но самые экстремальные могут достигать ширины 2 миль. Скорость ветра в торнадо варьируется от менее 86 миль в час в самых слабых версиях до более 200 миль в час в самых сильных. На торнадо влияет реактивный поток, а также температура и давление.
  • Ураган : Ураган преобразует тепловую энергию океана в энергию ветра. Ураганы обычно имеют ширину в несколько сотен миль, при этом большая часть разрушительных ветров существует в пределах 50 миль от центра. Учитывая их размер, ураганы наносят гораздо больший ущерб, чем торнадо. Скорость ураганного ветра может варьироваться от 74 миль в час на низком уровне до более 155 миль в час на верхнем уровне.
  • Derecho : Derechos — это сильные ураганы, которые образуются из нисходящих и микропорывов во время грозы.По мере развития шторма скорость ветра может превышать 100 миль в час и распространяться не менее чем на 250 миль, нанося ущерб деревьям, домам и транспортным средствам.

Все дело в Солнце

Любой ветер начинается с некоторого влияния солнечного нагрева или его отсутствия. Все остальное — изменения давления, морские бризы, торнадо и тому подобное — связано с этой отправной точкой. Может быть интересно отслеживать изменения ветра, температуры и давления в вашем доме с помощью простой в использовании метеостанции и смотреть, как они связаны друг с другом.Например, откройте дверцу морозильной камеры и обратите внимание, как опускается холодный воздух. Выпустите воздух из велосипедной шины и обратите внимание, насколько он холоднее окружающего воздуха. Это оба примера изменений температуры и давления, которые всегда связаны друг с другом. Попробуйте!

Стив ЛаНор — сертифицированный метеоролог с более чем 30-летним опытом прогнозирования и технического обслуживания. Он предоставлял метеорологические консультации для всего, от страховых аджастеров до судебных дел, и является автором и телеведущим, получившим девять наград.ЛаНор является автором двух книг, доступных на Amazon. Он живет на севере Техаса недалеко от красивого озера Тексома.

Что вызывает ветер?

Живя на равнинах, мы, жители Небраски и Айовы, знакомы с ветром. У нас с ним тоже сильные отношения любви/ненависти. Зимой мы говорим: «Было бы не так плохо, если бы не этот ветер», когда на улице 20°, а ветром ниже нуля. Летом мы говорим: «Если бы только был легкий ветерок», когда на улице 95°, но на самом деле это больше похоже на 105°.Мы имели дело со спокойным ветром и порывами ветра со скоростью 80 миль в час (исключая здесь торнадо), но, черт возьми, что вызывает весь этот ветер?!

Что ж, как и большинство явлений погоды, это всего лишь несколько составляющих. Однако простой ответ заключается в том, что ветер возникает из-за разницы атмосферного давления. Некоторые элементы, влияющие на изменения давления, — это колебания температуры в разных областях (из-за нагрева от Солнца) и вращение Земли. На самом деле, возможно, вы слышали об этой ротации. В Северном полушарии сила Кориолиса заставляет наш ветер изгибаться вправо (в Южном полушарии он изгибается влево).[*Примечание: сила Кориолиса не заставляет туалетную воду в Южном полушарии вращаться противоположно туалетной воде в Северном полушарии при смыве, несмотря на то, что вы, возможно, слышали. Сила Кориолиса действует в масштабе БОЛЬШОЙ , а смыв в туалетах — в мелком масштабе.]

В любом случае, назад к ветру! (О чем мы говорили все это время, но по пути немного отвлеклись. Такое бывает, когда у блогера «пятница».) Так как же мы можем «увидеть» эти различия в атмосферном давлении, когда мы даже ветра не видим? К счастью, у науки есть много классных способов измерения этих невидимых сил, одним из таких инструментов является барометр, который измеряет изменения давления.Когда у нас есть измерения давления, его можно нанести на карту. Затем проводят линии между точками равного давления и эти линии называют изобарами. В этом примере изобары — это белые линии на карте ниже.


Когда изобары расположены близко друг к другу, градиент между более высоким и более низким давлением больше, что означает, что ветер будет сильнее. Мы знаем это, потому что Земля хочет достичь равновесия, поэтому воздух перемещается из областей с более высоким давлением в области с более низким давлением, пытаясь уравновесить все это.Таким образом, создавая ВЕТЕР! Бум, наука.

Четыре силы, влияющие на скорость и направление ветра

Обновлено 22 ноября 2019 г.

Автор: Дэвид Барбер

Ветер определяется как движение воздуха в любом направлении. Скорость ветра варьируется от спокойной до очень высокой скорости ураганов. Ветер возникает, когда воздух перемещается из областей с высоким давлением в области с низким давлением воздуха. Сезонные изменения температуры и вращение Земли также влияют на скорость и направление ветра.

Температура

Температура воздуха меняется днем ​​и ночью и от сезона к сезону из-за изменений в нагреве атмосферы Земли. Из-за согревающего эффекта солнца днем ​​больше ветров. Воздушные массы также различаются по температуре. Теплый фронт предшествует теплой воздушной массе. Теплый воздух менее плотный, чем холодный, поэтому теплый воздух поднимается вверх и над холодным воздухом, вызывая ветры. Конверсальт, холодный фронт, передний край холодной воздушной массы, также создает ветер.

Атмосферное давление

Атмосферное давление — это вес столба воздуха, достигающего верхних слоев атмосферы от земли.Давление воздуха уменьшается с увеличением высоты и колеблется на поверхности Земли из-за различий в высоте суши. У поверхности Земли ветер дует горизонтально из областей высокого давления в области низкого давления. Скорость определяется скоростью изменения давления воздуха или градиентом между двумя областями давления. Чем больше разница давлений, тем быстрее дует ветер.

Центростремительное ускорение

Центростремительная сила увеличивает скорость воздуха и влияет на направление ветра, обтекающего центр циркуляции.Это ускорение создает силу, направленную под прямым углом к ​​потоку ветра и направленную внутрь к центру вращения, например, в системах низкого и высокого давления. Ветры в системе низкого давления, называемой циклонами, дуют против часовой стрелки и внутрь в северном полушарии. Ветры в системах высокого давления, известных как антициклоны, дуют по часовой стрелке и наружу в северном полушарии.

Вращение Земли

Вращение Земли вокруг своей оси заставляет ветры менять направление, создавая так называемые господствующие ветры.Этот сдвиг ветра, известный как эффект Кориолиса, заставляет ветры в северном полушарии смещаться вправо, а ветры в южном полушарии — влево. Пассаты, также называемые восточными ветрами, дуют вблизи экватора между 30 градусами северной широты и 30 градусами южной широты. К северу от экватора эти пассаты дуют с северо-востока. И наоборот, они дуют с юго-востока к югу от экватора. Западные ветры средних широт дуют с юго-запада в Северном полушарии и с северо-запада в Южном полушарии.В Арктике и Антарктике преобладают полярные ветры, от 60 градусов широты до полюсов. Эти ветры дуют с северо-востока в Арктике и с юго-востока в Антарктике.

Как образуются ветры? | Наука

Обновлено 22 ноября 2019 г.

Автор Andy Kirmayer

Почти каждый ветер на Земле можно проследить до Солнца. Поскольку Солнце неравномерно нагревает поверхность Земли, воздух поднимается и опускается, что приводит к повышенному и пониженному атмосферному давлению.Когда воздух поднимается, давление снижается, и окружающий воздух перемещается, чтобы заменить его, вызывая ветер. Чем сильнее меняется давление на заданном расстоянии, тем обычно сильнее будет ветер. Это называется силой градиента давления. Если существует большая разница в давлении между двумя точками, которые находятся далеко друг от друга, скорость ветра будет ниже, чем если бы эти точки были расположены ближе друг к другу.

Большая часть ветра движется горизонтально, то есть по земле. Обычно не так много ветра, движущегося вверх и вниз, за ​​исключением грозовых нисходящих потоков.Обычно вертикальный ветер менее одной мили в час. Это все из-за гравитации, которая является движущей силой в управлении вертикальным движением воздуха. Однако более значительной силой, влияющей на характер ветра, является сила Кориолиса. Из-за вращения Земли объекты, в том числе самолеты, птицы и ракеты, отклоняются от прямой линии. Ветер не является исключением и отклоняется вправо в Северном полушарии и влево в Южном полушарии. Величина отклонения наименьшая у экватора и наибольшая у полюсов.

Другие силы также влияют на поведение ветра. Общеизвестно, что трение оказывает сильное влияние на ветры у земли. Трение всегда действует против скорости ветра и потока воздуха в целом. Это также уменьшает влияние силы Кориолиса, и атмосфера приспосабливается к этому, поворачивая ветер в сторону низкого давления. Сила Кориолиса и трение в сочетании и уравновешиваются силой горизонтального градиента давления, вызывают баланс в атмосфере, который объясняет спиралевидное движение, а не прямое движение внутрь или наружу вокруг систем низкого и высокого давления.

Ветры, направленные в сторону низкого давления, и тот факт, что воздух поднимается вверх в области низкого давления, приводят к штормовой погоде, когда вода достигает точки конденсации в атмосфере. Облака и осадки являются результатом. Кроме того, поскольку изменения температуры напрямую влияют на давление, большое изменение температуры также может вызвать ветер. Струйные течения — это области с более сильным ветром в атмосфере. Они путешествуют по целым континентам, питаясь разницей между теплыми и холодными воздушными массами. Эти атмосферные ветры также являются движущей силой штормов, движущихся с запада на восток.

почему дует ветер?

Тропические восточные ветры (пассаты)

Пояса тропических восточных ветров вблизи экваториальной области также называют пассатами. Пассаты постоянно дуют к экватору с северо-востока в северном полушарии или с юго-востока в южном полушарии (см. рис. 8-30 и 8-31).

Какие бывают 3 типа ветра?

С этими ячейками связаны три пояса преобладающих ветров: пассаты, преобладающие западные и полярные восточные (рис.

Что такое источник ветра?

Ветер — это чистый, бесплатный и легкодоступный возобновляемый источник энергии . Каждый день по всему миру ветряные турбины улавливают энергию ветра и преобразуют ее в электричество. … Ветряные турбины позволяют нам использовать силу ветра и превращать ее в энергию.

Какие бывают 4 типа ветра?

Четыре основные ветровые системы: полярные и тропические восточные ветры, преобладающие западные ветры и внутритропическая зона конвергенции .Это также ветровые пояса. Также есть три других типа ветрозащитных лент. Их называют пассатами, депрессиями и конскими широтами.

Какое время суток самое ветреное?

Эти порывистые приземные ветры обычно начинаются в поздние утренние часы, достигают пика во второй половине дня и заканчиваются ранним вечером. Ветер в низинах ночью и в предрассветные часы становится гораздо более равномерным.

Почему днем ​​усиливается ветер?

Тенденция к более ветреному дню во многом обусловлена ​​ солнечным светом и солнечным нагревом .Солнце неравномерно нагревает поверхность Земли, которая, в свою очередь, неравномерно нагревает воздух непосредственно над ней. … С наступлением темноты исчезает солнечный нагрев, стихают ветры.

Почему ночью океан более спокойный?

В течение дня солнце нагревает поверхность Земли, которая, в свою очередь, нагревает атмосферу над ней. Но на закате поверхность земли и слои атмосферы непосредственно над ней остывают быстрее, чем более высокие слои атмосферы.

Почему у поляков падает воздух?

На полюсах опускается холодный плотный воздух . Воздух с верхних слоев атмосферы поступает поверх него, увеличивая вес и создавая область высокого давления на полюсах. Воздух, который поднимается на экваторе, не течет прямо к полюсам. … Понижающийся воздух достигает поверхности и течет на север и юг.

Низкое давление вызывает сильный ветер?

Чем сильнее перепад давления или градиент давления между системой высокого давления и системой низкого давления, тем сильнее ветер.Таким образом, более сильные области низкого давления связаны с более сильными ветрами .

Что вызывает движение воздуха?

Движение воздуха через атмосферу Земли или любой другой планеты называется ветром, а основной причиной земных ветров является неравномерный нагрев солнцем . Этот неравномерный нагрев вызывает изменения атмосферного давления, и ветры дуют из районов с высоким давлением в регионы с низким давлением.

Откуда берется ветер простой?

Энергия, приводящая в движение ветер , исходит от солнца , которое неравномерно нагревает Землю, создавая теплые и прохладные пятна.Двумя простыми примерами этого являются морские бризы и бризы с суши. Морские бризы возникают, когда внутренние районы нагреваются солнечными днями. Это нагревает воздух, заставляя его подниматься.

Что влияет на ветер?

Основным фактором, определяющим направление ветра, является атмосферное давление . Ветер перемещается из областей высокого давления в области низкого давления. Кроме того, тепло и давление заставляют ветер менять направление. … Дополнительными факторами, влияющими на направление ветра, являются эффект Кориолиса и топография.

Как называется, когда вращение Земли влияет на направление земных ветров?

Токи Учебник

Поскольку Земля вращается вокруг своей оси, циркулирующий воздух отклоняется вправо в северном полушарии и влево в южном полушарии. Это отклонение называется эффектом Кориолиса .

Какой ветер дует прохладным воздухом в дневное время?

ЗЕМЕЛЬНЫЙ БРИЗ

1 ) Днем земля прогревается быстрее и теплый воздух поднимается вверх.Прохладный воздух над водой дует на землю.

quizlet Почему дует ветер?

Ветер дует из-за разницы атмосферного давления в разных местах . Ветер дует из областей высокого давления в области низкого давления. Если область высокого давления находится очень близко к области низкого давления или если разница давлений очень велика, ветер может дуть очень быстро.

Куда дуют западные ветры?

Ветры также описываются направлением, в котором они дуют.Восточные ветры дуют с востока, а западные ветры дуют с запада .

Почему дует ветер?

Похожие запросы

что вызывает ветер мозгов
что такое ветер
дует ветер
что вызывает ветер погода
какие утверждения описывают аспекты того, что заставляет ветер дуть
что заставляет ветер дуть мозгов
что такое ветер в науке
что вызывает ветер видео

Смотрите больше статей в категории: Часто задаваемые вопросы .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.