Что такое ветер и как он образуется. Что такое ветер? Какое явление вызывается постоянными ветрами
Подобно некоторым другим планетам Солнечной системы Земля окружена слоем газов. Этот слой называется атмосферой. Земная атмосфера состоит в основном из азота и кислорода.
Отдельные молекулы газов постоянно с высокой скоростью перемещаются в различных направлениях. Все вместе они прочно привязаны к Земле, силой ее гравитации.
Что такое ветер?
Ветер - это совместное перемещение в одном на правлении больших масс молекул атмосферных газов. Ручеек таких движущихся синхронно молекул может свистеть, обдувая высокое здание, и срывать с прохожих шляпы, но если молекул целая река, да еще шириной в несколько километров, то такой ветер может облететь вокруг всей планеты.
Материалы по теме:
Почему бывает радуга?
В закрытом помещении, где воздух едва движется, можно даже забыть о его существовании. Но если выставить руку за окно движущегося автомобиля, то становится ясно, что воздух существует, и хотя он невидим, но оказывает ощутимое давление. Действительно, мы постоянно испытываем на себе давление воздуха, который кажется эфемерным и невесомым. Но на самом деле вся атмосфера Земли весит ни много ни мало 5 квадриллионов тонн.
Ветры случаются от того, что атмосферное давление в разных участках атмосферы несколько различается. Почему разница в давлении вызывает ветер? Представьте себе плотину. Высота уровня воды с одной ее стороны 6 метров, с другой - 3. Если открыть шлюзы плотины, то вода быстро потечет в ту сторону, где уровень воды 3 метра, и будет течь, пока уровни воды не сравняются. Нечто подобное происходит и с воздухом.
Материалы по теме:
Почему днем ветер дует с моря на сушу, а ночью наоборот?
Давление в разных участках атмосферы различно, потому что эти участки имеют неодинаковую температуру. В теплом воздухе молекулы движутся быстрее и стремятся разлететься в разные стороны, поэтому теплый воздух более разрежен, вес его снижается, и уменьшается создаваемое им давление. В холодном воздухе молекулы собираются в более тесные скопления, вес такого воздуха больше, а значит, и давление выше, чем у теплого воздуха.
Неравномерное распределение давления у земной поверхности вызывает перемещение воздуха. Движение воздуха в горизонтальном направлении называется ветром. Ветер всегда дует из области повышенного давления в область пониженного давления. Как всякое движение, ветер имеет две характеристики: скорость и направление.
Скорость ветра – количество метров, проходимое воздухом в секунду (м/с). На метеорологических станциях ее определяют флюгером Вильда и анеморумбометром (греч. anemos – ветер), в полевых условиях – анемометрами различной конструкции. Иногда скорость ветра, т. е. его силу, оценивают визуально в баллах (по двенадцатибалльной шкале Бофорта), указывая название ветра.
На скорость ветра влияет разница в давлении, трение и плотность воздуха. Разность давления определяется горизонтальным барическим градиентом. Это изменение давления по нормали (т. е. перпендикулярно) к изобаре в сторону уменьшающегося давления на единицу расстояния – длину 1° меридиана или 100 км. Чем больше разница в давлении, т. е. горизонтальный барический градиент, тем сильнее ветер. Трение уменьшает скорость ветра, поэтому с увеличением высоты над земной поверхностью ветер сильнее. На высоте ветер усиливается и из-за меньшей там плотности воздуха. Это особенно ощущается в горах, на их вершинах или перевалах, где создаются условия аэродинамической трубы. Скорость ветра учитывается в повседневной жизни, особенно при строительстве высотных сооружений, например телебашен, труб и пр.
Направление ветра определяется по той стороне горизонта, откуда дует ветер. Оно обычно определяется по 16 румбам: северный, северо-севере-восточный, северо-восточный и т. д. Для более точного определения направления ветра указывают азимут – угол, отсчитываемый от точки севера до вектора скорости по часовой стрелке от 0° до 360°. Направление ветра зависит от направления горизонтального барического градиента, отклоняющего действия вращения Земли, и от трения. Ветер всегда направлен по нормали к изобаре в сторону убывающего давления. Но при движении воздуха сразу проявляется сила Кориолиса, в результате чего ветер отклоняется от первоначального направления: вправо – в северном полушарии, влево – в южном. Отклонение сильнее при больших скоростях и увеличивается от экватора к полюсам. При этом скорость ветра и отклонение его над водой больше, чем над сушей, где они снижены из-за неровностей земной поверхности. В среднем трение наполовину уменьшает отклонение ветра в приземном слое тропосферы (в слое трения). Связь между распределением атмосферного давления и направлением ветра в слое трения выражается барическим законом ветра (закон Бёйс-Баллота). Он таков: в северном полушарии, если встать спиной к ветру, низкое давление окажется слева и несколько впереди, а высокое – справа и несколько позади. В южном полушарии, наоборот, низкое давление – справа, несколько впереди, а высокое – слева, несколько позади.
На высоте более 1000–1200 м, выше слоя трения, в так называемой свободной атмосфере, отклонение становится столь значительным, что ветер практически дует вдоль изобар; его называют градиентным. Градиентный ветер, дующий вдоль прямолинейных изобар, называется геострофическим, а вдоль круговых изобар – геоциклострофическим: циклональным или антициклональным. Если движение воздуха происходит против часовой стрелки – в северном полушарии или по часовой стрелке – в южном полушарии, ветер называется циклональным. Если движение воздуха происходит по часовой стрелке – в северном полушарии или против часовой стрелки – в южном полушарии, ветер анти-циклональный.
Ветер – сложное воздушное течение, скорость его постоянно колеблется, направление частиц воздуха непрерывно меняется, поэтому он дует порывисто. Турбулентность ветрового потока можно наблюдать во время падения снежинок при ветре, когда они совершают беспорядочные движения. Турбулентность ветра обусловлена неравномерным нагревом и неровностями земной поверхности, т. е. она термического и динамического происхождения. Турбулентность ветра зависит также от соотношения температуры приходящего воздуха и подстилающей поверхности. Когда холодная воздушная масса приходит на теплую поверхность (например, на Восточно-Европейскую равнину летом с Арктики или Атлантики), она снизу подогревается, развивается конвекция и турбулентность усиливается. Когда относительно теплый воздух приходит на холодную поверхность (зимой с Атлантики), то он от снега охлаждается, стратификация воздуха становится устойчивой, а турбулентность – незначительной.
Чтобы охарактеризовать ветровой режим местности, т. е. скорость или направление ветров, надо взять их осредненные значения за длительное время и построить диаграмму – розу ветров. С помощью розы ветров обычно определяют преобладающее направление ветров за год. Для этого от начала координат откладывают 8 или 16 отрезков по сторонам горизонта, длины которых пропорциональны повторяемости ветров соответствующего направления (%). Концы отрезков соединяют ломаной линией. Повторяемость штилей указывают числом в центре диаграммы (рис. 55).
На Земле одновременно дуют ветры разной протяженности, разной силы и разных направлений. Значительная их часть обусловливается динамикой воздушных масс в постоянных и сезонных центрах действия атмосферы, а также в циклонах и антициклонах умеренных широт на границах воздушных масс с различными свойствами. В то же время существуют и локальные ветры, возникающие только в определенных районах и вызванные спецификой местных орогидрографических условий. Таким образом, все ветры Земли можно в первом приближении разделить на ветры планетарного масштаба – общую циркуляцию атмосферы, ветры атмосферных вихрей во фронтальных зонах и местные ветры.
Рис. 55. Диаграмма «роза ветров»
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
Мусс оны – устойчивые 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.
1.Федеральный институт педагогических измерений ().
2. Русское географическое общество ().
3.Geografia.ru ().
7. Мир путешествий и приключений ().
Что такое ветер?
Природа наполнена множеством различных явлений, интересных, красивых и даже пугающих. Данную статью мы посвятим такому явлению, как ветер. Ветер нельзя увидеть, но последствия данного природного явления могут быть более чем очевидны.
Для начала расскажем о том, что такое ветер. Ветром называется горизонтальное движение воздушных масс над поверхностью суши или воды.
Почему дует ветер?
Движение воздушных масс обусловлено разницей температур и атмосферного давления в различных областях местности. Так, например, теплые и соответственно более легкие воздушные массы поднимаются, образуя область низкого давления, в которую стремится воздух из области, где давление выше. Ветер всегда движется в направлении от области с высоким давлением в область с низким атмосферным давлением.
Виды ветров
Земные ветра классифицируют по различным признакам, в зависимости от силы (скорости), продолжительности и направления.
- Сила ветра определяется по шкале Бофорта, которая делит ветра на 18 разновидностей - от штиля до шторма и урагана. Скорость ветра измеряется в узлах или метрах в секунду и является средней величиной (усредняют в большинстве стран скорость, измеренную в течение 10 минут). Измеряют скорость ветра с помощью ветромера (анемометра) или зондов.
- Кратковременные ветры, длящиеся несколько секунд, называют порывами. Ветер средней продолжительностью называют шквалом. Название же продолжительных ветров зависит от их силы.
- В метеорологии направлением ветра принято считать направление, откуда дует ветер. Например: западные, юго-восточные ветра и т.д. Для определения направления ветра используется прибор - флюгер.
Помимо основных признаков ветра так же делятся на:
- Глобальные. Выделяют два вида ветра, которые обеспечивают общую циркуляцию атмосферы Земли: пассаты и муссоны. При этом причиной возникновения муссонов является сезонное изменение температуры, зимой они дуют с суши, летом с океана, и являются продолжительными ветрами. Пассаты - постоянно дующие между тропиками ветра, одной из причин их возникновения является суточное вращение Земли и возникающая вследствие этого сила Кориолиса.
- Местные (преобладающие) - дуют в определенных видах местности. Например, бора является местным долинно-горным ветром и свойственен для горных ландшафтов.
Роль ветра в природе и цивилизации
Значение ветров в жизни природы и планеты в целом трудно переоценить: они участвуют в формировании рельефа и климата планеты; образуют песчаные дюны, перенося песок пустынь; помогают расширению ареалов произрастания растений, перенося их семена, и так далее.
В настоящее время ветра приводят к усугублению влияния человека на природу. Так, благодаря ветрам лесные пожары распространяются с огромной скоростью, что усложняет их локализацию и тушение.
Человек издавна пользуется силой ветров:
- В путешествиях и открытиях (мореходство, воздушные шары);
- В качестве источника экологически чистой энергии;
- Для развлечений (парапланинг, виндсерфинг, кайтсерфинг, воздушные змеи и т.д.)
Помимо положительного влияния на жизнь и развитие человеческого общества, ветра не раз приводили к трагедиям. Так, сильные ветра могут разрушить как отдельно стоящие ветхие постройки, так и целые поселения. Для определения возможного ущерба от ветра существует специальная шкала ураганов Саффира-Симпсона.
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.
