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 […]
Что такое ветер? Это сложное атмосферное явление, происходящее при наличии определенных условий. Почему это явление атмосферное? Потому что область возникновения этого явления - самый нижний атмосферный слой – тропосфера (8-12 км высоты над земной поверхностью).
Понятие ветра и его особенности
Ветер - это движение воздуха, причем не просто движение, а его перемещение в горизонтальном направлении над земной поверхностью. Когда давление в разных очках земного шара различно, воздушные массы стремятся распределиться над земной поверхностью более равномерно и заполнить место там, где атмосфера не так плотна.
Само атмосферное давление представляет собой давление воздуха на земную поверхность путем притяжения воздушных масс к Земле. В данном случае действует гравитационная сила, которая и удерживает воздух около поверхности Земли, и позволяет людям и предметам плотно соприкасаться с землей, а не улетать в космос.
На основании вышесказанного, можно сделать вывод: ветер движется не только горизонтально над поверхностью Земли, но еще и из области высокого атмосферного давления в область низкого.
Воздух нагревается крайне неравномерно, - отчасти этим и вызвано постоянное наличие ветров на планете.
Сильнее всего воздушные массы прогреваются на Экваторе - центральной широте Земли. Оттуда ветра распределяются уже по всей земной поверхности.
Сила и скорость ветра
Ветер нельзя увидеть, но его можно почувствовать, например его силу или скорость, с которой ветер сдувает с головы шапку или треплет листочки на деревьях. Не зря же иногда используется словесное выражение "ветер сбил с ног", означающее, что ветер был очень сильный.
Скорость ветра выражается в показателях «метр в секунду», «километр в час», а также его скорость может быть выражена по бальной шкале.
Существует так называемая шкала Бофорта - шкала с двенадцатью измерениями, разработанная Всемирной метеорологической организацией для измерения скорости ветра по создаваемому им волнению в открытых водных пространствах (чаще всего на море) и силе воздействия на наземные предметы.
При показателе шкалы Бофорта «0» скорость ветра достигает около 0-0,2 м/с и характеризуется безветрием. Листья деревьев не шевелятся.
При показателе шкалы Бофорта «4» ветер считается умеренным со скоростью 5,5-7,5 м/с. На земле сила такого ветра видна следующим образом: сильный воздушный поток поднимает пыль и мусор и катит их по дороге, а также приводит в движение ветви деревьев.
Шторм со скоростью ветра по шкале Бофорта наступает при цифре «9»: на земле начинают вырываться с корнем деревья и разрушаться покрытия крыш домов.
Разновидности ветра
Существуют несколько видов ветров как течений воздушных масс над гигантскими площадями: муссоны, пассаты, фён, бриз, бора.
Муссон – это ветер с четко установленными периодами активности. Воздушные массы под этим названием дуют с суши на море зимой, а летом – с моря на сушу. Ветер богат влагой. Его локализацию составляет в основном Азия.
Пассат – тип ветра, дующий между тропиками. Время его наблюдения – круглый год. По 12-балльной шкале этот ветер дует с силой 3-4 балла.
Бриз – теплый ветер с меньшей локализацией, чем, например муссон или пассат. Бриз в основном дует в ночное время суток с берега на море, днем с моря на берег. Направление может меняться несколько раз за сутки.
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.
Россия - страна большая, и в ней есть, где разгуляться ветрам. Местные ветра есть в каждом регионе нашей страны. Мы вспомнили основные.
Баргузин
Могучий восточный байкальский ветер, скоростью 20м/с и продолжительностью всего несколько часов. Особой мощи он достигает осенью. Дует главным образом в центральной части озера из Баргузинской долины поперёк и вдоль Байкала. Возникает засчёт стока холодного воздуха из Даурских степей. Дует ровно, с постепенно нарастающей мощью, обычно предваряет устойчивую солнечную погоду.
Славное море - священный Байкал,
Славный корабль - омулёвая бочка.
Эй, баргузин, пошевеливай вал,
Молодцу плыть недалёчко.
Бора
Бора (итал. bora от греч. boreas- северный ветер) продолжается от нескольких суток до недели. Это ветер Новороссийской и Геленджикской бухт (дует более 40 дней в году), Новой Земли, берегов Байкала, чукотского города Певек ("южак"), ветер западного склона Урала. Это сильный порывистый холодный ветер, дующий на побережье морей или крупных озер с горных хребтов, разделяющих сильно охлажденную и более теплую приморскую поверхность у их подножий. Он образуется, если невысокие горные хребты отделяют холодный воздух над сушей от тёплого воздуха над водой. Чем теплее вода и больше контраст температур – тем мощнее бора. Шквалистый ветер приносит сильное похолодание, поднимает высокие волны, а брызги воды намерзают на корпуса кораблей. Иногда с наветренной стороны на судне нарастает слой льда толщиной до 4 метров, под тяжестью которого корабль может перевернуться и затонуть. Перед появлением боры у вершин гор можно наблюдать густые облака, которые жители Новороссийска называют «борода».
Южак
Происхождение названия "Южак" не вызывает сомнений: южак - это общее название южных ветров в России. Однако южак распространен не только в южных регионах страны, но и в северных. Так, южак является одним из самых опасных ветров на Чукотке. Он опасен своей внезапностью и силой. В течение часа ветер может дуть со скоростью 40 м/с, а порывы могут достигать 60 - 80 м/с. Южак уносит почти весь снег, оголяет берега, разрушает постройки. Он опасен для судов, стоящих на рейде. Южаком также называют юго-западный и западный ветер в бухте Тикси. Он также отличается силой и представляет угрозу для судоходства.
Бриз
Бриз (франц. brise - легкий ветер) - местный ветер небольшой скорости, меняющий направление дважды в сутки. Возникает на берегах морей, озер, иногда больших рек. Днем суша нагревается быстрее, чем вода, и над ней устанавливается более низкое атмосферное давление. Поэтому дневной бриз дует с акватории на нагретое побережье. Ночной - с охлажденного побережья на прогретую воду. Бризы хорошо выражены летом во время устойчивой антициклональной погоды, когда разница в температуре суши и воды наиболее значительная. Бризы дуют в нескольких сотнях метров на суше, а на морях - в пределах нескольких десятков километров. В эпоху парусного судоходства бризами пользовались для начала плавания.
Сарма
Самый мощный ветер и Байкала, и России. Этот шквалистый ветер образуется при переваливании холодного арктического воздуха через прибрежные горные хребты. Он назван по имени реки Сармы, через долину которой холодный ветер из прорывается к Байкалу. Появляется так: холодный арктический воздух с Приленского плато, переходя через Приморский хребет, попадает в суживающуюся к берегу Байкала долину Сармы, которая представляет собой природную аэродинамическую трубу, при выходе из которой ветер превращается в ураган. Жителям поселка Сарма приходится привязывать крыши домов к земле. Этот ветер наиболее част и свиреп осенью и зимой: в ноябре – 10 дней, в декабре – 13.
Перед появлением сармы появляются слоисто-кучевые облака грибовидной формы, с резко очерченными границами, собирающиеся над вершинами Приморского хребта вблизи Сарминского ущелья. Обычно от начала концентрации таких облаков до первого порыва сармы проходит 2-3 часа. Последним признаком является открытие «ворот» - появление просвета между вершинами гор и нижней кромкой туч.
Суховей
Степной ветер с высокой температурой и низкой влажностью воздуха в степях, полупустынях и пустынях. Образуется по краям антициклонов и продолжается несколько суток, усиливая испарение, иссушая почву и растения. Суховеи характерны для степных районов России и Прикаспийского района. Может пройти – и засушить весь урожай.
Горно-долинные ветры
Практически сухопутный бриз. Точно так же меняет направления 2 раза. Воздух по-разному нагревается над гребнями горных хребтов, склонами и дном долины. Днём ветер дует вверх по долине и склонам, а ночью, наоборот, - с гор в долину и вниз в сторону равнины. Скорость горно-долинных ветров невысока - около 10 м/с.
Ветер . Такое привычное и обыденное явление. Каждый человек ощущает эту стихию до сотни раз за день. Но каждый ли понимает и может объяснить суть этого явления?
Согласно общепринятым определениям, ветер - это движение воздушных масс в горизонтальном направлении. Тут все просто и понятно. Более интересный вопрос: почему эти самые воздушные массы двигаются и что заставляет их это делать, проще говоря,
В глобальном масштабе на образование ветра влияют 3 тесно связанных фактора:
- Разница в температуре между разными частями атмосферы и суши.
- Разница в давлении между разными точками атмосферы.
- Сила Кориолиоса - сила порождаемая вращением Земли вокруг своей оси.
Второй фактор (разница в давлении) является прямым последствием первого фактора - давление в разных точках атмосферы неодинаково, т.к. эти точки имеют разную температуру.
В теплых участках атмосферы воздух имеет меньший вес, поскольку его молекулы с ростом температуры дальше и дальше отталкиваются друг от друга - соответственно давление здесь низкое. В холодных местах происходят обратные процессы - молекулы воздуха стремятся максимально сблизиться друг с другом из-за чего воздух становится тяжелее и давление оказываемое им на атмосферу растет.
Так и возникает ветер - воздушные массы из зоны высокого давления движутся в зону низкого давления, как бы заполняя пустоты в атмосфере. Чтобы понять как и почему это происходит представьте себе такую картину: некоторый водоем поровну разделен плотиной, причем уровень воды с одной стороны составляет 40 метров, а с другой - 60 м. Если открыть шлюзы плотины, вода моментально выйдет из той части, где уровень воды выше (т.е. оттуда где выше давление) в другую, и будет поступать пока уровень воды в обеих частях не сравняется.
формирование урагана
Как уже говорилось, все 3 фактора влияют на образование ветра только в масштабе всей планеты. Так сила Кориолиоса причастна к формированию глобальных планетарных ветров - муссонов и пассатов, которые дуют на протяжении до 6 месяцев. А вот для локальных (местных) ветров достаточно присутствия лишь одного образующего фактора - разницы температур (в последствии - разницы давлений).
Ветры играют исключительную роль как для всей планеты, так и для человеческой цивилизации. Именно ветер когда-то разнес семена первых растений по всему свету. Ветры формировали рельефы, из одних земель они делали пустыни, а из других - плодородные "оазисы". Именно благодаря ветру человек смог быстро преодолевать большие расстояния по морю, что способствовало развитию торговли и наук, а также зарождению международных отношений. А уже завтра огромная и безграничная сила ветра может стать для человека основным источником энергии.
