Вятърът е въздушен поток, който се движи по правило в хоризонтална посока от зона на високо атмосферно налягане до зона на ниско. Основните му свойства са посока, сила и продължителност.

Как се образува вятърът?

Основната причина за образуването на вятър е неравномерното разпределение на атмосферното налягане. Слънчевите лъчи, достигайки повърхността на Земята, загряват океана и сушата. Освен това температурата в различни части на нашата планета се повишава неравномерно.

Например зоната на екватора и съответните колани се нагряват най-много. Температурата на океанските води се повишава по-малко интензивно от температурата на сушата, но водните тела задържат топлина по-дълго.

Така въздушните маси също се нагряват неравномерно. Зоните с различно налягане се образуват, което води до циркулация на въздуха. И така, нагрятите потоци (възходящи) от зоната с ниско налягане се втурват нагоре. Междувременно охладеният въздух (спускане) се спуска и се втурва към зоната с ниско налягане.

Атмосферата на Земята не спира за секунда. Процесът на циркулация на въздуха има глобален характер. Когато се сблъскват масивни потоци от топъл и студен въздух, възникват ветрове с различна интензивност.

Класификация на скоростта на вятъра в точки по скалата на Бофорт

В света е обичайно да се разграничава вятърът по скорост и сила в точки от 0 до 12. За това се използва скалата на Бофорт, разработена от ирландския моряк, картограф и военен адмирал Франсис Бофорт.

Бофорт имаше много заслуги и таланти, но спечели световна слава именно благодарение на този мащаб. По време на службата си във флота Франсис провеждаше редовни наблюдения на вятъра. Той записа данните в дневник. В бъдеще наблюдението му помогнало да развие мащаба, който бил официално одобрен през 1838г.

Интересен факт: за да отдадем почит на отличителните услуги на Франсис Бофорт, той беше кръстен на морето, остров Антарктида и нос в северна Канада.

През 20-ти век скалата на Бофорт е финализирана: системата от 12 точки е разширена до 17, така че да се класифицират особено силни ветрове, като тайфуни. Но разширената версия се използва само в онези райони, където подобни тайфуни се срещат доста често (Китай, Тайван и т.н.).

Според скалата на Бофорт силата на вятъра се определя от 2 критерия:

• вълнението на открито море;
• ефектът на вятъра върху сухопътните обекти.

Съответно има 2 таблици: едната за сушата, другата за открития океан. Таблицата за земя показва силата на вятъра и скоростта в метри в секунда. Във втория вариант скоростта на вятъра е дадена във възли. И двете скали показват общи характеристики, които могат да определят силата на въздушния поток.

Посока на вятъра

Посоката на вятъра зависи главно от разликата в атмосферното налягане и въртенето на Земята. Забелязано е, че на полюсите на планетата преобладават източни ветрове. В умерената зона на двете полукълба ветровете духат на запад.

В тропическата зона има въздушни течения на изток. Има и големи зони, в които вятърът се движи вертикално, спазвайки правилото за ниско и високо атмосферно налягане. Това са субтропични и субполярни зони.

В климатологията и метеорологията съществува концепцията за розата на вятъра. Това е векторна диаграма, която показва режима на вятъра в дадена област въз основа на непрекъснато наблюдение.

Розата на вятъра е многоъгълник, чиито лъчи се разминават от центъра на диаграмата. По дължината на всеки лъч можете да прецените колко често вятърът духа в определена посока. Тази информация се взема предвид при изграждането на инфраструктурни съоръжения (пътища, ленти за кацане и др.) И в много други индустрии.

Интересен факт: истинска роза на вятъра задължително има различни лъчи. Ако всички лъчи в изображението са равномерно разпределени, това е само графично изображение на кардиналните точки.

Видове ветрове

Според основната класификация ветровете се делят на постоянни (или преобладаващи) и сезонни.

Наричат ​​се постоянни ветрове, които не променят посоката си. Те се образуват поради контакта на зони с високо и ниско налягане. Съответно сезонните ветрове променят посоката си в зависимост от настоящия сезон.

Отделна категория правят и местните ветрове. Това са въздушни маси, които циркулират само в определени райони на планетата. Освен това те определят климатичните условия на тази зона.

Постоянен

Сортове на преобладаващи ветрове:

• търговски ветрове;
• уестърн
• източния.

Търговски ветрове - ветрове, които духат от изток между тропиците и се втурват към екватора. Те са разделени от безветрена лента. Търговските ветрове насочват тропическите циклони в западна посока.

Умерените западни ветрове представляват въздушни течения, които преобладават на умерена ширина - между 35 и 65 градуса северна и южна ширина. Те се движат от запад на изток.

Източните ветрове на полярните райони са насочени от зоните с високо налягане към зоните с ниско налягане.

Сезонен

Сезонните ветрове са представени от една категория - мусони. Те духат в тропиците от няколко месеца. В същото време мусоните рязко променят посоката си два пъти годишно.

През лятото въздухът тече от океана към сушата, а през зимата, обратно - от континенталната част към океана. Мусоните носят със себе си голямо количество валежи в топлия сезон. Образуването на ветрове се случва в източната и югоизточната част на Азия.

Местен

Местните ветрове са най-разнообразни. Сред тях могат да бъдат разграничени следните видове:

1. Бризът е топъл въздушен поток на съединението на морските водни тела и бреговата ивица. Променя посоката два пъти на ден. През деня духа полъх от морето към сушата, през нощта - от брега към морето.
2. Samum е сух вятър от пустинен тип, който носи огромни пясъчни маси. Среща се в африканските пустини и на Арабския полуостров.
3. Сироко - въздушен поток над Северна Африка и Средиземноморието, които имат посока югозапад и юг.
4. Бора - ветрове, образувани в райони, където планините граничат с моретата. Температурата на потоците зависи от сезона. Посоката е от планините към морето.
5. Fönn - пориви на вятъра от планините към долините. Характеризира се със сухота и възниква поради разликата във височината на малка площ. Разпространен в планинските райони на Северна Америка, Евразия.
6. Сух вятър - възниква в умерената зона над степите и пустините. Въздухът е сух и горещ.
7. Norder е вятър, наблюдаван в Мексиканския залив и духащ от север.
8. Zuyd - името се отнася до южния вятър, срещащ северния полюс.
9. Зефири - въздушен поток в източната част на Средиземноморието, който се среща в топлия сезон.

Има и необичайни видове ветрове, като торнадо (ураган, открит в Северна Америка), хабу (африкански пясъчни бури), виелица (канадска снежна буря като сибирска снежна буря), хамсин (гореща вила в Саудитска Арабия с продължителност около 50 дни) и други ,

Как се измерва скоростта на вятъра?

За измерване на скоростта на вятъра бяха измислени специални инструменти, наречени анемометри. Те са механични, ултразвукови и термични. Механичните са разделени на чаша и лопатка.

Анемометър с чаша се счита за най-често срещания. Такова устройство се състои от полусферични купи и ротор. В този случай купичките са монтирани на ротора и когато духа вятър, те започват да се въртят.

Основата на този метод на измерване е разликата в налягането, която вятърът създава върху изпъкналата и вдлъбната страна на купичките. Скоростта на ротора съответства на скоростта на вятъра.

Какво определя скоростта и силата на вятъра?

Скоростта на вятъра зависи от това колко голяма е разликата в атмосферното налягане между териториите. По този начин, колкото по-бързо се движи вятърът, толкова по-голям е показателят за неговата сила, с който потокът действа върху околните предмети.

Например можем да вземем три територии: на единия барометър той показва 765 мм живачен стълб, на другия - 760, на третия - 750. Вятърът, който духа от първата територия, ще бъде по-силен и по-бърз през третата, отколкото във втората поради по-голямата разлика в налягането ,

Какви ветрове причиняват образуването на различни течения?

Морските течения са мощни потоци вода, които се движат постоянно или възникват периодично в моретата и океаните. Течения възникват по различни причини, една от които е вятърът.

Причинени от вятъра, теченията са разделени на два вида:

1. Дрифт - формират се само под въздействието на вятъра.
2. Вятър (комбиниран) - възникват не само поради силата на вятъра, но във връзка с различна плътност на водата, наклона на морското равнище.

Посоката на потока зависи от това в каква посока се движи въздушният поток. Вятърните течения винаги са само повърхностни. Най-мощните сред тях са Западните ветрове, чиято дължина е около 30 000 км, както и теченията на Южния Пасат.

Интересен факт: Ходът на западните ветрове или циркулярната точка на Антарктида е единственият воден поток, който преминава през всички меридиани.

Така морските течения причиняват мусони, търговски ветрове и западни ветрове.

Защо зимното налягане е по-високо над сушата, отколкото над океана, и обратно, през лятото?

През зимата континенталът се охлажда по-бързо от океанските води. Така въздухът се охлажда над континенталната част, а нивото на налягането се увеличава. Над водния стълб въздухът е по-топъл, а налягането е по-ниско.

През лятото се наблюдава обратната ситуация. Повърхността на земята се загрява по-бързо, така че над нея се образува зона с ниско налягане. Над студения океан - високо налягане.

Това определя и посоката на мусоните в различните периоди на годината. Лятният мусон духа към континента, а зимният мусон - към океана.

Човешкото използване на вятъра

Вятърът е елементарен източник на енергия, който освен това е екологичен. А опазването на екологията е една от основните актуални задачи на човечеството. Интересното е, че вятърната енергия отдавна служи на хората.

Преди това това бяха най-простите устройства като мелници. Интегрираните вятърни централи се изграждат, с помощта на които вятърната енергия се преобразува в електричество.

Вятърната енергия може да бъде преобразувана в следните видове енергия:

• кинетична - за движение на ветроходни кораби (в миналото), полети на балони;
• механични - за инсталации, изпомпващи вода и смилащи зърно (остарели методи);
• електрически - за производство на електричество.

По потенциал вятърната енергия е на шесто място в списъка на възможните източници след слънчева радиация, въглища, уран, нефт и природен газ. Така че възможното количество електроенергия, което може да бъде получено от вятърни централи, е около 25-700 TW годишно.

Интересен факт: Според изчисленията на Глобалния съвет за вятърна енергия, активното развитие на вятърната енергия ще намали количеството въглероден диоксид, излъчван в атмосферата, с 1,5 милиарда тона годишно.

Водещи страни в областта на вятърната енергия (2015 г.):

1. Китай - 115 000 MW.
2. САЩ - 65 000 MW.
3. Германия - 39 000 MW.
4. Испания - 22 000 MW.
5. Индия - 22 000 MW.
6. Великобритания - 12 000 MW.
7. Канада - 10 000 MW.
8. Франция - 9 000 MW.
9. Италия - 8 000 MW.
10. Бразилия - 6000 MW.

В Русия вятърната енергия е слабо развита и има няколко причини за това. Първо, средната скорост на вятъра на цялата територия е около 5 m / s (годишни изчисления). Това е недостатъчен показател за стандартните инсталации, така че се добавя цената на допълнителното оборудване.

Второ, за предпочитане е да се избират стабилни източници на енергия, които са независими от различни фактори (в частност природни). Вятърната енергия у нас е свързана с много други недостатъци, особено когато става въпрос за малки обеми. Например високата цена на оборудването, проблемната работа, поддръжката на системите и т.н.

Стойност в природата

Вятърът е най-важният природен фактор, който влияе на компонентите на природата: климатични условия, геоложки процеси, растения, животни и др.

Основните ефекти на ветровете:

1. Появата на силни океански течения, които определят климата на околните райони.
2. Ерозия на почвата поради издухване на малки частици.
3. Образуването на нови форми на земята. Например пренасянето и полагането на пясък от вятъра води до появата на пясъчни дюни.
4. Транспорт на пустини и замърсяване на въздуха. Например, търговските ветрове в Северното полукълбо духат през лятото. В същото време те постепенно се приближават до районите на субтропичните пустини. В резултат прахът от Сахара през целия сезон достига до югоизточната част на Северна Америка.
5. Разпространението на пожари. Вятърът е един от основните фактори, които влияят върху бързото разпространение на пожари, особено горски пожари.
6. Ефект върху растенията. Въздушните потоци разпространяват семената на някои растения, ограничават растежа на дърветата и също могат да причинят механични повреди от транспортирани твърди частици.
7. Ефект върху животни. Вятърът усилва студа в комбинация с ниски температури - това е основният аспект на неговото въздействие върху света на животните. Например, пингвините, птиците, насекомите са принудени да се адаптират към влиянието на вятъра. Движението на въздушните маси е от полза за някои видове - елените разпознават хищници отдалеч поради острото им обоняние.

Интересен факт: най-известните растения, които се разпространяват благодарение на вятъра, са глухарчетата, кленът, коренището. Опрашването на много растения възниква поради прехвърлянето на цветен прашец.

Защо вятърът духа от морето на сушата през деня и обратно през нощта?

Основният фактор е температурата и съответното атмосферно налягане, какъвто е случаят със зимните / летните мусони. Но вятърът, който се образува на границата на сушата и морския резервоар, има свое име - ветрец.

През деня сушата се затопля по-бързо от водата, така че вятърът духа в зоната с ниско налягане. През нощта земната повърхност се охлажда по-бързо и водата остава топла, така че бризът променя посоката и духа към морето.

Отвъд Земята

Извън нашата планета се различават няколко вида ветрове:

• слънчева;
• планетарна;
• извънземно.

Слънчевият вятър не е движението на въздушните течения, а плазмата, която слънчевата атмосфера излъчва. Това явление се случва със скорост около 400 км / с. Хелиосферата е голяма част от междузвездното пространство, която заобикаля слънчевата система и се образува от слънчевия вятър.

Интересен факт: Магнитното поле на Земята предотвратява навлизането на вятъра в атмосферата. Но понякога проблясъците върху Слънцето са толкова силни, че въпреки това слънчевият вятър пробива тази защита и причинява полярност, магнитни бури.

Планетен вятър е движението на газове в горната атмосфера на планетата. Поради това планетата губи способността да взаимодейства с други газови частици. Ако подобни процеси продължат в продължение на много години, планетата може да загуби своята атмосфера, водоснабдяване и т.н.

На други планети също има различни ветрове. На Венера те духат със скорост 83 м / с и могат да летят около планетата след няколко земни дни. На Юпитер вятърът достига 100 m / s или повече. Най-силните потоци на Сатурн са около 375 м / сек.

Интересен факт: известно е, че на Марс има няколко вида ветрове. Например прахови торнадо и ветрове, които духат от полюсите със скорост около 110 м / сек.