Ветер — это движение воздуха в горизонтальном направлении из мест высокого давления к местам низкого давления.
Воздушная оболочка Земли, особенно её нижняя часть, очень редко бывает спокойной. Воздушные массы — вечные странники. Они находятся в постоянном движении, перемещаясь из одной области земного шара в другую. Эти перемещения воздуха над поверхностью земли и называются ветром.
Рис. 113. Дневной бриз
Образование ветров и их виды
Ветер дует всегда из мест с большим давлением воздуха в те места, где атмосферное давление меньше.
Бризы
Бризы (франц. «брисе» — лёгкий ветер) — это ветры, дующие днём с моря на сушу, ночью с суши на море. Поверхность земли нагревается неравномерно. В летний день, например, поверхность суши нагревается сильнее. От нагревания воздух расширяется и становится легче.
Часть нагретого воздуха поднимается вверх, а более холодный с моря начинает перемещаться в сторону суши. Такой ветер называют дневным бризом (рис. 113). Если в это время измерить атмосферное давление над сушей и над морем, то окажется, что над сушей оно будет меньше.
Если же измерить атмосферное давление вечером, то оно будет меньше над морем, так как вода в море ночью более тёплая, а от неё нагревается и воздух. Значит, ночной бриз будет дуть с суши на море (рис. 114).
Тропические ветры
- Пассаты.
- Муссоны — ветры, дующие зимой с суши на море, летом с моря на сушу.
Измерение ветра
Для того чтобы правильно предсказать погоду, очень важно знать направление и силу ветра. Северный ветер приносит похолодание, южный — потепление, ветер с моря несёт влагу, из засушливых областей дуют сухие ветры.
Ветряные двигатели
С давних времён человек начал использовать силу ветра. В древнем Египте уже были ветряные двигатели для размола зерна и для подъёма воды из Нила на поля. На парусных судах отважные мореплаватели совершали далёкие путешествия.
В засушливых областях ветряные двигатели приводят в движение насосы, которые подают воду на поля, а там, где местность заболочена, ветродвигатели помогают её осушать (рис. 116).
Широко используются ветродвигатели на станциях полярников, зимующих на островах Северного Ледовитого океана и в Антарктиде. Несмотря на суровые морозы, ветродвигатели работают там безотказно. Они всегда дают полярникам свет и тепло, питают током их радиоустановки.
Источник: wikiwhat.ru
Лекция 14. Ветер
Ветер – горизонтальное движение воздуха относительно земной поверхности.
В атмосфере наблюдаются движения различных масштабов – от десятков до сотен метров (местные ветры) до сотен и тысяч километров (циклоны, антициклоны, пассаты, муссоны). Воздушные течения направлены из областей высокого давления в сторону низкого давления. Отток воздуха идет до тех пор, пока не исчезнет разность давлений.
1.1. Скорость ветра
Ветер характеризуется вектором скорости. Скорость ветра можно измерять в различных единицах: в метрах в секунду (м/с), километрах в час (км/ч), узлах (морских милях в час), баллах. Различают сглаженную скорость ветра (за некоторый промежуток времени) и мгновенную.
У земли скорость средняя скорость ветра обычно составляет 5–10 м/с и редко превышает 12–15 м/с. В тропических ураганах она достигает до 60–65 м/с, в порывах – до 100 м/с; в смерчах и тромбах – 100 м/с и более. Максимальная измеренная скорость 87 м/с (Земля Адели, Антарктида).
Скорость ветра на большинстве метеостанций измеряют анемометры с вращающимися чашками, изобретенные в 1846 г. Кроме чашечных или крыльчатых анемометров оценить скорость ветра можно при помощи доски Вильда. Один из первых анемометров был изобретен в 1450 году итальянцем Леоном Альберти. Это был рычажный анемометр: ветер отталкивал шар или пластину в приборе, смещая их вдоль криволинейной шкалы с делениями. Чем сильнее ветер, тем сильнее смещался шар. Приборы для измерения скорости ветра устанавливаются на высоте 10–12 м.
1.2. Направление ветра
Направление ветра в метеорологии – направление, откуда он дует. Его можно указать, назвав точку горизонта, откуда дует ветер (т.е. румб) либо угол, который образует горизонтальный вектор скорости ветра с меридианом (т.е. азимут).
Направление ветра в высоких слоях атмосферы указывается в градусах, а в приземных – в румбах горизонта (рисунок 54). При наблюдениях направление ветра определяют по 16 румбам, но при обработке обычно результаты наблюдений сводят к 8 румбам.
Рисунок 54 – Румбы горизонта
Основные румбы (8): север, северо-восток, восток, юго-восток, юг, юго-запад, запад, северо-запад. Промежуточные румбы (8): северо-северо-восток, восток-северо-восток, восток-юго-восток, юго-юго-восток, юго-юго-запад, запад-юго-запад, северо-северо-запад.
Международные названия румбов: север – N – норд; восток – Е – ост; юг – S – зюйд; запад – W – вест.
В некоторых местах ветры носят собственные имена по стороне, откуда они дуют. Пример: русский ветер – ветер из центральных областей Европейской России, на севере Европейской России – это южный ветер, в Сибири – западный, в Румынии – северо-восточный. В Прикаспии северный ветер называют Иван, а южный – Магомет.
Направление ветра определяется при помощи флюгера 1 (от голл.vleugel – крыло) – одного из старейших метеоприборов. Флюгер состоит из флюгарки и креста румбов. На метеостанциях часто устанавливают флюгер Вильда 2 . Состоит он из металлического флажка, вращающегося вокруг вертикальной оси над крестом румбов, и доски Вильда. В анемографах применяется колесо Салейрона – 2 мельнички, закрепленные на подвижной оси, и стрелка, указывающая направление ветра.
Так же как и для скорости, различают мгновенное и сглаженное направление ветра. Мгновенные направления ветра значительно колеблются около некоторого среднего (сглаженного) направления, которое определяется при наблюдениях по флюгеру. Однако и сглаженное направление ветра в каждом месте Земли непрерывно меняется, в различных местах в одно и то же время оно также различно. В одних местах ветры различных направлений имеют за длительное время почти равную повторяемость, в других – хорошо выраженное преобладание одних направлений ветра над другими в течение всего сезона или года. Это зависит от условий общей циркуляции атмосферы и отчасти от местных топографических условий.
При климатологической обработке наблюдений за ветром можно для каждого данного пункта построить диаграмму, представляющую собой распределение повторяемости направлений ветра по основным румбам, в виде так называемой розы ветров (рисунок 55).
Рисунок 55 – Повторяемость направления ветра в г. Бресте, % (роза ветров)
От начала полярных координат откладываются направления по румбам горизонта(8 или 16) отрезками, длины которых пропорциональны повторяемости ветров данного направления. Концы отрезков можно соединить ломаной линией. Повторяемость штилей указывается числом в центре диаграммы (в начале координат).
Если от центра диаграммы отложить отрезки, пропорциональные средней скорости ветра, то получим розу средних скоростей ветра. При построении розы ветров можно учесть одновременно 2 параметра (перемножив повторяемость направлений ветра и среднюю скорость ветра по каждому направлению). Такая диаграмма будет отражать количество воздуха, переносимого ветрами разного направления.
Для представления на климатических картах направление ветра обобщают разными способами:
- можно нанести на карту в разных местах розы ветров;
- можно определить равнодействующую всех скоростей ветра (рассматриваемых как векторы) в данном месте за тот или иной календарный месяц в течение многолетнего периода и затем взять направление этой равнодействующей в качестве среднего направления ветра;
- наносят преобладающее направление ветра. Для этого определяется квадрат с наибольшей повторяемостью, средняя линия квадрата и есть преобладающее направление.
Источник: studfile.net
Интереcно о науке
Ветер – это движение воздушных масс над поверхностью Земли. Движение воздуха от Земли называется восходящим потоком, а движение вниз – нисходящим. Ветер – это один из важнейших элементов природы. Его название зависит от стороны света источника, то есть от куда он дует. Например, ветер дующий с юга на север называется южным, а с северо-запада на юго-восток – северо-западный ветер.
Направление, откуда дует ветер носит название наветренной, а куда – подветренной. Направление ветра играет важную роль в различных профессиях моряков, летчиков, военных, промышленных альпинистов и мн. др. Для определения направления используется флюгер.
Скорость ветра может варьироваться в широких пределах. Вблизи поверхности Земли скорость ветра измеряется анемометром, а для измерения на высоте применяют специальные воздушные шары – зонды. По их отклонение от прямолинейного вертикального движения можно определить скорость и направление ветра в различных слоях атмосферы.
Для классификации силы ветра долгое время использовалась шкала Ботфорта, которая классифицировала ветер в зависимости от скорости на 12 баллов. Однако в 1949 году всемирная метеорологическая организация приняла узел в час как универсальную международную единицу измерения скорости ветра. Однако в различных странах могут использоваться свои национальные единицы измерения мили в час, футы в секунду или метры в секунду как в большинстве европейских стран.
Главной причиной возникновения ветра является, как это ни странно Солнце. Из-за неравномерного поступления солнечных лучей на поверхность Земли разные участки нагреваются по-разному. Холодный и горячий воздух имеют разный объем, что приводит к разнице атмосферного давления. Ветер стремится уравнять разность давления и перемещает воздух из более прогретой области в более холодную.
Если бы Земля не вращалась, то все ветра дули бы строго прямолинейно, если не учитывать рельеф местности. Однако из-за вращения Земли возникает центробежная сила, которая «закручивает» воздушные потоки. Поэтому предсказать заранее направление и силу ветра достаточно сложно.
Ветра дуют практически в любом уголке нашей планеты и их нужно рассматривать как единое целое, так как движение одних воздушных масс, безусловно, повлияет и на соседние районы. Причем в большей части ветра не хаотичны, а имеют некоторую периодичность и повторяются в течение года. Некоторые ветра дуют постоянно, а некоторые лишь несколько дней в году. Выявление закономерностей в движении воздушных масс позволило создать карты ветров для различного времени года.
При стечении крайне неблагоприятных условий ветер может перерасти в ураган. Скорость ветра в этом случае может превышать 100 км/час. Ревущие массы воздуха срывают крыши с домов, переворачивают автомобили, вырывают с корнем деревья, создают штормовые волны в море. Ураган может выбить людей из привычного уклада жизни на долгие месяцы или даже годы.
Однако, ветер может и приносить пользу нам. Уже давно во многих странах активно используются ветряные электростанции, которые способны вырабатывать электроэнергию из поступающего движения воздушных масс. Это недорогой, неисчерпаемый и экологически чистый источник электроэнергии. В некоторых европейских странах уже построены целые фермы ветрогенераторов, которые способны снабдить электричеством тысячи жилых домов. Главное условие, необходимое для эффективной работы ветряных электростанций – это равномерный ветряной поток без длительных перерывов.
Источник: coolsci.ru
Муссоны и пассаты — определение, характеристики и направление ветров
Муссоны и пассаты – это ветры, которые вписываются в воздушную циркуляцию планеты. На поверхности Земли воздушные массы все время находятся в движении. Передвижение больших объемов воздуха вдоль земной поверхности называют ветром. Он всегда передвигается из места с высоким давлением в сторону низкого. Перепады в давлении образуются в результате неодинакового нагрева подстилающей поверхности.
Муссоны
Ветры, которые два раза в течение года меняют направление, называются муссонами. Они формируются на границе больших массивов суши и водного пространства.
Происхождение муссонов
В летнее время земная поверхность прогревается быстрее водной акватории. В результате воздушная масса над сушей нагревается быстрее. Над территорией суши формируется низкое давление.
Над водной акваторией воздух более прохладный, формируется высокое давление. Поток холодного воздуха направляется с океана на сушу. Так образуется летний муссон. Зимой суша быстрее отдает тепло. Водные массы охлаждаются медленно. Значит над акваторией океана воздух тёплый, создается низкое давление.
Над поверхностью суши температура воздуха низкая, создается высокое давление. Воздушный поток с материков направляется в сторону водного пространства.
География муссонов
Такие сезонные перемещения господствуют на восточных побережьях материков. Устойчивые воздушные потоки преобладают на востоке, юго-востоке и юге Евразии, в восточной части Африки, Австралии. В меньшей степени они выражены на других территориях: Средиземноморье, акватории Карибского моря.
Там, где формируются сезонные перемещения воздушных масс, говорят о муссонном типе климата. Зимний муссон не содержит водяных паров, устанавливается сухая погода. Температура зависит от места образования ветра. В пределах умеренного климатического пояса бывают отрицательные температуры, в других поясах они выше. Летний муссон приносит на сушу много осадков.
В районах господства муссонов действуют и другие ветры, особенно в переходные сезоны. Говоря о сезонных перемещениях воздушных масс, имеют в виду преобладающие по времени воздушные течения. В южной части Евразии муссонная деятельность выражена настолько ярко, что под действием этих ветров меняют направление даже течения.
Пассаты
Пассаты – это постоянные ветры, дующие от тропиков в сторону экватора. Пассаты отклоняются вправо в северном полушарии, образуются северо-восточные ветры.
В южной части земного шара отклоняются влево, имеют юго-восточное направление. Это явление носит название силы Кориолиса. Происходит отклонение направления ветра благодаря осевому вращению Земли.
Образование пассатов
Причиной образования пассатов является распределение поясов атмосферного давления. На экватор круглый год поступает большое количество тепла. Воздух прогревается, распространяется область устойчивого низкого давления.
Тёплый воздух поднимается вверх. На большой высоте он охлаждается, растекается в стороны от экватора. Дойдя до тропических широт, он становится настолько тяжёлым, что устремляется вниз, к земной поверхности. В тропиках у поверхности земли создается высокое давление. Поэтому воздух от тропиков передвигается в сторону экватора.
География пассатов
На части земного шара между северным и южным тропиками господствуют пассаты. Эти перемещения вписываются в циркуляцию воздушных масс планеты.
Наиболее устойчивые пассатные движения образуются над океанами, так как здесь они не встречают преград. Значит активность их выше в южном полушарии. Над сушей ветры встречаются с местными воздушными перемещениями, встречают препятствия в виде различных форм рельефа. В результате они на определенных территориях могут менять направление.
Так, в северной части Индийского океана, благодаря конфигурации материка Евразия, они преобразуются в муссоны. Пассаты влияют на формирование системы течений в океане. Вдоль экватора проходят мощные северные и южные пассатные перемещения водных масс. Ветры оказывают влияние на формирование климата территорий. Если они приходят с океана, приносят осадки.
Проходя над массивами суши, пассаты несут сухую жаркую погоду. Эти ветры имеют особенность смещаться к северу, когда в северном полушарии лето. Зимой они смещаются к югу. Таким образом, пассаты действуют не только между 30 широтами, захватывают в отдельные сезоны и более высокие широты. Благодаря этому говорят о «ревущих» 40 широтах.
Заключение
Распространение воздушных течений можно увидеть на климатической карте мира. Сезонные ветры на ней показаны стрелками разного цвета. Муссоны и пассаты наряду с западным переносом имеют большое значение. Они перераспределяют влагу на земном шаре, формируют климат, влияют на формирование течений. В далёком прошлом воздушные потоки использовались мореплавателями для передвижения судов.
Источник: nauka.club