Как появляется ветер и от чего зависит его скорость, если вы забыли со школы

Вопросы о том, как устроена жизнь на Земле, начинают волновать нас с детства. Родителям не всегда бывает просто объяснить то, что считается очевидным. Большой интерес, например, вызывает такое атмосферное явление, как ветер. Что это такое, откуда берется ветер, что обуславливает его направление? Мы попытаемся ответить на эти вопросы, не вдаваясь в сложную профессиональную терминологию, так, чтобы это было понятно любому человеку в сознательном возрасте.

Происхождение ветра

Ветер является природным явлением. Изменения, которые происходят в окружающей среде, побуждают атмосферные массы двигаться, и так люди идентифицируют ветер.Он вызван перепадами давления и его неравномерным распределением в атмосфере Земли. На нестабильность давления влияют такие природные факторы, как океан, Солнце и суша.

Циркуляционные процессы Земли, которые приводят к ветрообразованию.  Воздушные массы начинают свое движение от высокого давления к низкому и если бы не этот факт, то воздух имел бы одну температуру, влажность и полный штиль.

Почему движутся воздушные массы?

В течение дня поверхность Земли нагревается. Учитывая разную структуру и особенности верхнего слоя планеты, прогревается она неравномерно:

• темные объекты больше, чем светлые;
• вода меньше, чем суша.

Таким образом, поглощенное за день тепло возвращается в атмосферу с разной интенсивностью. К примеру, вода прогревается медленнее суши, и днем тепло с земли поднимается, а холодный воздух с моря перемещается на его место. Ночью происходит наоборот: воздушные массы с остывшей суши передвигаются к более теплой воде. Так происходит потому, что теплый воздух легче и стремится вверх, а холодный — тяжелый и стелется у поверхности Земли. Когда теплый воздух встречается “по дороге” с холодным, образуется перепад температур и возникает ветер. Чем больше разница в температуре, тем он сильнее и порывистее.

Важно! Самым теплым местом на Земле является экватор. Именно там все время образуется самый теплый и прогретый воздух, который уходит в верхние слои атмосферы и оттуда рассредотачивается по полюсам. На определенных широтах он опускается и начинает свое движение, становясь ветром, который может двигаться дальше к полюсам либо возвращаться к экватору.

Также на движении воздушных масс сказывается вращение планеты вокруг своей оси. Так, на Северной части Земли ветра двигаются в правом направлении. На Южном полушарии ветра предпочитают дуть в левую сторону
Рис. 2. Ветроуказатель — простейшее устройство для определения скорости и направления ветра, использующееся на аэродромах

Виды ветров

Ветер — одно из самых непостоянных явлений в природе. Предугадать силу, направление и характер весьма сложно простому обывателю.Однако специалисты выделили определенную закономерность и классифицировали движения воздушных масс на:

• Постоянные
• Западные
• Переменные
• Местной циркуляции

Постоянные

Разновидности преимущественных ветров:

• пассаты;
• западные;
• восточные.
  Постоянные ветры

Пассаты – ветры, дующие с востока между тропиками и устремляющиеся к экватору. Они разделены безветренной полосой. Именно пассаты направляют тропические циклоны в западном направлении.

Западные ветры умеренного пояса представляют потоки воздуха, которые преобладают на умеренной широте – в зоне между 35 и 65 градусами северной и южной широты. Движутся они с запада на восток.

Восточные ветры полярных районов направляются из зон высокого давления в зоны низкого давления.

Сезонные

Сезонные ветры представлены одной категорией – муссонами. Они дуют в области тропиков на протяжении нескольких месяцев. При этом дважды в год муссоны резко меняют свое направление.

В летний период воздушные потоки движутся с океана на сушу, а зимой, наоборот – с материковой части в сторону океана. Муссоны приносят с собой большое количество осадков в теплое время года. Формирование ветров происходит на востоке и юго-востоке Азии.

Местные

Наибольшим разнообразием отличаются местные ветры. Среди них можно выделить следующие виды:

1. Бриз – теплый поток воздуха на стыке морских водоемов и береговой линии. Меняет направление два раза в сутки. Днем бриз дует с моря на сушу, ночью – с побережья в сторону моря.
2. Самум – сухой ветер пустынного типа, который переносит огромные песчаные массы. Встречается в африканских пустынях и на Аравийском полуострове.
3. Сирокко – воздушные потоки над Северной Африкой и Средиземноморьем, которые имеют юго-западное и южное направление.
4. Бора – ветры, формируемые на территориях, где горы граничат с морями. Температура потоков зависит от времени года. Направление – с гор к морю.
5. Фён – ветер, дующий порывами с гор в направлении долин. Отличается сухостью и возникает из-за перепада высоты на небольшой территории. Распространен в горных районах Северной Америки, Евразии.
6. Суховей – возникает в умеренном поясе над степями и пустынями. Воздух сухой и горячий.
7. Нордер – ветер, наблюдаемый в Мексиканском заливе и дующий с севера.
8. Зюйд – название обозначает южный ветер, встречающийся на северном полюсе.
9. Зефир – воздушный поток в восточной части Средиземноморья, возникающий в теплое время года.

Также бывают необычные виды ветров, такие как торнадо (ураган, встречающийся в Северной Америке), хабуб (африканские песчаные бури), близзард (канадский буран наподобие сибирской пурги), хамсин (горячий штормовой ветер в Саудовской Аравии, длящийся около 50 дней) и другие.

Западные

Средние широты планеты полны воздушными массами такого характера. Они берут свое начало в тропиках и движутся к 60-градусной широте.Из-за вращения планеты, западные ветра тяготеют к восточной стороне света и устремляют свой поток в эту сторону с запада.

Переменные ветра

Самый известный представитель этих ветров — муссон. Он два раза в год меняет направление движения: с моря на сушу, и наоборот. Происходит это потому, что в межсезонье над разным типом поверхности возникает давление неоднородного типа.Летом суша прогревается больше и теплый воздух, устремляясь в верхние слои атмосферы, образует зону пониженного давления. Океан, прогреваясь медленнее, способствует образованию области высокого давления. Так ветер начинает свой путь с воды на материк. Он приносит теплую и влажную погоду с дождями и грозами
Зимой над материком образуется зона высокого давления, так как она остывает намного быстрее океана, и муссон уносит в море сухой и прохладный воздух с материка.Наблюдать действие истинного муссона можно на территориях дальнего востока России.

Важно! Переменные и постоянные воздушные течения являются частью общей системы циркуляции воздуха.

Чем характеризуется ветер

Скорость

Каждый замечал, что ветер дует с различной скоростью. Иногда его нет вовсе, а иногда он настолько сильный, что даже “с ног сбивает”. Скорость ветра может сказать о многом, а в географии для изучения этого параметра используется специальная шкала Бофорта. Она состоит из 12 баллов, где 0 — штиль (ветра нет), а 12 — ураган.

Таблица: шкала Бофорта (сила ветра)

Скорость ветра всегда измеряется в метрах в секунду. Если говорить о земной поверхности, то чаще всего ветер здесь дует со скоростью до 8 м/с. Для измерения скорости ветра используется анемометр. Этот прибор устанавливается на высоте 2 метра на открытой местности.

Скорость ветра напрямую зависит от разницы атмосферного давления: чем больше разница, тем ветер дует сильнее. Для понимания того, как в географии это условие отрабатывает на практике, рассмотрим ситуацию когда у нас нет данных о скорости, но есть данные об уровне атмосферного давления в разных регионах:

1. НП “1” 770 мм рт ст -> НП ”2” 750 ммрт ст
2. НП “1” 770 мм рт ст -> НП ”2” 740 ммрт ст

Из условия выше мы можем посчитать разницу, которая для условия №1 составляет 20 пунктов, а для условия №2 — 30 пунктов. Поэтому только на основе этих данных можно утверждать, что при вторых данных скорость ветра будет выше.

Направление ветра

В географии для определения направления ветра используется прибор флюгер. Главная особенность этого прибора заключается в том, что он устанавливается на открытой местности, и может свободно вращаться на своей оси. В результате, по позиции, которую занимают флюгер можно определить господствующее направление ветра. Обычно флюгер устанавливаются на высоте от 10 до 13 м, и очень важно, чтобы место установки было на открытом пространстве.

Если говорить о направлении, то оно определяется по стороне откуда берет начало ветер. Например, если воздушные массы перемещаются с юга на север, можно говорить о южном ветре.  Само по себе направление ветра может дать непосредственное знание о погоде, которая может с этим ветром прийти, а также позволяет метеорологом создавать карту розы ветров, чтобы понимать, какое направление движения ветра и воздушных масс является наиболее вероятным в конкретное время года в конкретном регионе. Роза ветров обычно строятся за месяц или больший период времени, а карта выглядит примерно следующим образом.

В одном из следующих материалов мы поговорим о том, что собой представляет роза ветров более подробно, а сейчас можно сказать только то, что этот график показывает доминирование определенного направления ветра. В данном случае мы видим доминирование северного ветра надо южном.

Как образуется ветер

Ветер формируется вследствие разницы в давлении воздуха. Однако главной причиной образования этого природного явления считается Солнце.

Земля отличается неоднородной поверхностью – она обладает разной формой и структурой. К тому же вследствие вращения планеты все регионы получают разное количество солнечного освещения. Это провоцирует возникновение разницы температур.

При нагревании определенной части планеты температура воздуха тоже увеличивается. Как и любой другой газ он расширяется. По мере увеличения площади нагретый воздух становится легче. Потому он поднимается в атмосферу. При этом давление снижается. Высвободившееся место занимает холодный воздух из окружающей среды. С этим и связано происхождение ветра.

Более того, подъем горячего воздуха в атмосферу провоцирует его остывание. При сближении молекул воздуха газ сжимается и оседает. Как следствие, происходит вытеснение горячего потока внизу. Такой цикл называют конвекционным потоком. Он может повторяться до бесконечности, приводя к появлению ветра.

Схема образования явления

Опасность ветра

Урон от этого природного явления напрямую зависит от его скорости и интенсивности. Эти параметры определяют по шкале Бофорта. Так, очень крепкий ветер способен ломать ветки деревьев. Людям сложно перемещаться против такого потока.

Шторм провоцирует незначительные повреждения и разрушает крыши. Сильный шторм вызывает серьезные разрушения зданий и вырывает деревья с корнями. Жестокий шторм провоцирует крупные разрушения, которые поражают значительное пространство.

Ураган приводит к серьезному повреждению зданий, вырывает с корнями деревья, уничтожает растительность. Однако это природное явление встречается очень редко.

Последствия урагана

Использование

Сила ветра часто применяется для создания ветроэнергетических установок. Они приводят к преобразованию кинетической энергии ветрового потока в электрическую. Такие сооружения включают ветродвигатель и генератор. Также в них присутствуют автоматические устройства, которые помогают управлять работой указанных элементов.

Ветряная электростанция

Ветроэнергетические установки применяются в качестве источника энергии сравнительно небольшой мощности. При этом их рекомендуется строить в местах с хорошим ветровым режимом. Показатели скорости ветра должны составлять 5 м/с в год. Иногда такие установки объединяют в крупные ветроэнергетические станции.

Также ветер играет ключевую роль в разных видах спорта и досуга. К ним относят полеты на воздушных шарах, дельтапланеризм, парапланеризм. Помимо этого, потоки воздуха важны для занятий парусным спортом и виндсерфингом.

Ветер – распространенное природное явление, которое различается по направлению, скорости, длительности. От этих параметров могут зависеть разрушения, связанные с влиянием воздушного потока.

Почему дует ветер – познавательное видео

Интересные факты о ветре

Разновидностей воздушных потоков большое количество. В зависимости от того, как дует ветер, в природе встречаются необычные воздушные явления:

• Хабуб — возникает в Северной Африке и Саудовской Аравии в виде песчаной бури.
• Торнадо — вид урагана, который часто встретите на североамериканских землях. Это незабываемое явление, представляющее воронку от неба до земли. Отличается большой скоростью воздуха, сопровождается разрушениями.
• Солано — встречается в Испании и над Гибралтарским проливом. Это сухой и пыльный поток воздуха.
• Близзард — буран, который формируется в Канаде.
• Калима — буря, которая несет пыль и направлена на Канарские острова.
• Байамос — шквальный поток воздуха, сопровождающийся грозами и ливнями. Встречается на Малайском архипелаге.
• Джут — холодный ветер, возникающий в Сибири.

С таким атмосферным явлением, как ветер, связано множество интересных фактов. Вот некоторые из них:

1. Средняя скорость ветра в мире — 15 км/час. Самый быстрый порыв зафиксировали 3 мая 1999 года в Оклахоме. В тот день образовалось несколько торнадо. Метеорологическая станция отметила максимальную скорость 512 км/час.
2. Бухта Commonwealth — самое ветреное место на планете. Это отражено в Книге рекордов Гиннеса. Располагается в Антарктиде. Здесь регулярно дует ветер со скоростью 240 км/час. Первую стационарную базу близ этого места организовал Дуглас Моусон в 1912 году.
3. В Солнечной системе есть куда более ветреные места. Достаточно отправиться на Нептун. Газовый гигант славится бурями и грозами, которые всегда устремлены на запад, то есть в противоположную вращению Нептуна сторону. Максимальная установленная скорость ветра на планете — 2200 км/час.
4. В космосе встречается солнечный ветер — поток плазмы, выброшенный Солнцем. Его скорость достигает 600 км/сек. Солнечный ветер — причина геомагнитных бурь.
5. Ежегодно 15 июня отмечается День ветра. Впервые его отпраздновали в Европе в 2007 году. Спустя несколько лет праздник приобрел мировое значение.
6. В Берлине есть Музей ветра. В нем наглядно рассказывают о формировании атмосферного явления, а также о механизмах получения энергии из него. Это очень познавательное место, где позволено лично провести разные эксперименты.

Ветер — важное явление в природе, которое формирует климат и рельеф, помогает в морских путешествиях, некоторых видах спорта, используется как источник энергии. Человек не смог обуздать его, но научился использовать в корыстных целях.