Большинство детей в определенный период своего развития становятся «почемучками». Поток вопросов от них не прекращается даже во время еды, и мамы и папы, а также бабушки и дедушки иногда просто теряются и не знают, как ответить на то или иное «Почему?..».
Некоторые малыши придумывают разные вопросы просто на ходу, а на каждый ответ, который приготовили для них родители, у них уже есть около пяти новых вопросов на эту или другую тему. К слову, чаще всего все эти «Почему?..» дети задают мамам и папам в самый неподходящий для этого момент времени.
Объяснить ребенку сложный физический или биологический процесс так, чтобы он понял, бывает очень непросто. Например, вот как ответить крохе, или почему все время дует ветер? Если начать теряться, придумывая различные объяснения, ребенок очень быстро «засыплет» вас еще большим количеством вопросов. Далее мы предлагаем вам небольшой рассказ для детей, из которого они смогут легко понять, почему дует ветер.
Как объяснить ребенку, почему дует ветер?
Прежде, чем начать свое повествование, объясните ребенку, а еще лучше продемонстрируйте вот такой – если маминым феном нагреть воздушный шарик, то он еще больше надуется и начнет подниматься вверх. Если же после этого его засунуть в холодильник или вынести на улицу зимой, он вновь уменьшится в размерах и опустится вниз.
Почему так происходит? Да потому, что воздух, нагреваясь, становится легче, а когда он охлаждается – тяжелеет. Далее малышу будет проще объяснить, что ветер – это тот же воздух. А дует он потому, что воздух из теплых стран поднимается вверх, а холодный северный ветер сразу же летит занять его место. Ветер – это и есть постоянные, нескончаемые перемещения теплого и холодного воздуха.
Для более доступного понимания можно также провести аналогию с водой. Каждый ребенок хотя бы раз видел, как течет вода в реке. А ветер – это и есть точно такие же реки, только воздушные, которые постоянно текут вокруг всего Земного шара.
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.
Бывает, выглянешь за окно, а там деревья машут ветвями. На самом деле не деревья машут ветвями, а ветер дует с такой силой, что ветви с листьями гнутся в разные стороны. Ветер может быть лёгким и тёплым, а может быть сильным и холодным. А во многих сказках его даже называет могучим. Откуда же в нём столько силы? Почему дует ветер?
Наверняка вы не раз чувствовали, как дует ветер. Огромные потоки воздуха передвигаются с места на место вокруг нашей планеты. А что такое воздух? Это смесь газов, частички которых свободно летают в пространстве. В воздухе нет никаких стенок или границ. Однако где-то он теплее, где-то прохладнее, где-то частичек больше, где-то меньше - но он стремится стать везде одинаковым. И это движение воздуха, его стремление перемешаться - и есть ветер.
Подойди к двери (например, ведущей на застеклённый балкон) и попробуй определить, куда дует ветер вверху дверного проёма (выше) и около пола (ниже). Для этого можно поставить две свечи, внизу и вверху, и посмотреть, куда отклоняется их пламя. Или взять тонкую салфетку или ватку и поднести к дверям. Куда она отклонится? Вверху воздух выходит из комнаты наружу. Это тёплый воздух. Он легче и, поднимаясь, выходит на улицу. А холодный воздух тяжелее и занимает освободившееся от теплого воздуха место. Именно так получается и ветер в природе.
Солнечные лучи в течение дня пронизывают воздушную оболочку Земли. Часть из них достигает поверхности - они нагревают почву, камни и скалы, воду морей и океанов. А те отдают это тепло окружающему воздуху, и воздушная оболочка, окутывающая нашу планету - атмосфера - нагревается. Именно из-за солнца ветра на нашей планете не могут утихнуть.
Но в течение дня суша нагревается быстрее и сильнее, чем море. Воздух, находящийся над землёй, поднимается вверх, а холодный ветер с моря занимает его место. Ночью наоборот - земля остывает, вода же остается тёплой. Тёплый воздух, находящийся над водой, поднимается вверх, и бриз уже дует с берега, занимая его.
То же самое происходит и в огромных масштабах на поверхности всей планеты. На Земле самым тёплым местом является экватор. Поэтому в этой полосе тёплый воздух постоянно поднимается вверх. Он направляется в сторону полюсов, на Север и Юг. Затем, на определенных широтах, он опускается вниз и продолжает своё движение, но уже в двух направлениях - к полюсам и обратно к экватору.
Ещё одна сила, действующая на поток воздуха - это вращение Земли. Из-за него все ветры в Северном полушарии сдвигаются вправо, в Южном полушарии - влево.
Если бы солнце, земля и океаны оставили воздух в покое, то через некоторое время он всюду стал бы одинаковой температуры и влажности, а ветры затихли бы навсегда.
Знаете ли вы, что…
Самое ветреное место в мире - это порт Мартин. Находится он в Антарктиде. Здесь расположен так называемый полюс ветров. В течение года в Антарктиде бывает 340 бурных дней со средней скоростью ветра около 20 метров в секунду.
История человека тесно связана с ветром : именно он приводил в движение парусные корабли, лопасти мельниц, которые преобразовывали его энергию в механическую.
Самый быстрый ветер рождается внутри воронки торнадо. Его скорость достигает 480 километров в час .
Более трёхсот лет назад Галлей, известный главным образом благодаря открытой им комете, предложил объяснять возникновение ветра действием архимедовой силы при перепаде температуры: тёплый и лёгкий воздух поднимается, тяжёлый и холодный - опускается.
Международная группа исследователей, в которую вошли сотрудники Петербургского института ядерной физики, предложила принципиально новый физический механизм образования ветра в земной атмосфере.
Потоки газов возникают при перепадах (градиентах) давления. Давление воздуха уменьшается с высотой, образуя вертикальный градиент давления, однако он не создаёт ветра. Работу, производимую при движении воздуха этим градиентом давления, в точности компенсирует противоположная по знаку работа силы тяжести, и воздух находится в равновесном состоянии.
Влажный воздух, поднимаясь, охлаждается, и водяной пар конденсируется. Поэтому давление водяного пара с высотой падает быстрее, чем этого требует условие равновесия. При этом работа, совершаемая градиентом давления над влажным воздухом при его подъёме, в несколько раз превышает работу силы тяжести, действующей на водяной пар. Именно эта разница и создаёт ветер в земной атмосфере. Неравновесное вертикальное распределение водяного пара можно сравнить со сжатой пружиной, которая распрямляется при подъёме влажного воздуха, приводя его в движение. Поэтому конденсационная мощность, связанная с вертикальным подъёмом воздуха, в соответствии с законом сохранения энергии переводится в мощность горизонтальных ветров.
Мощность атмосферной циркуляции определяется локальной скоростью конденсации и, следовательно, осадками. Количественная оценка мощности глобальной циркуляции воздуха, полученная на основе новой теории, прекрасно совпала с накопленными данными наблюдений (о мощности ветровой циркуляции можно независимо судить по наблюдаемым горизонтальным градиентам давления и скоростям ветра).
В области конденсации возникает зона пониженного давления, затягивающая воздух из прилегающих областей. На суше такие устойчивые зоны пониженного давления создаются обширными лесами: влага сохраняется в лесной почве, испаряется с поверхности почвы и листьев и конденсируется над пологом леса. При этом возникает ветер, приносящий влагу с океана.
Важнейшее следствие нового механизма формирования ветра - переосмысление роли лесов в переносе влаги с океана на сушу. Этот перенос компенсирует речной сток воды обратно в океан. Уничтожение лесов приводит к обезвоживанию и опустыниванию суши и представляет собой гораздо большую угрозу для климата, чем предполагает современная климатология (об этом см. также «Наука и жизнь» № ).
Новая теория вызвала бурную дискуссию в научном сообществе. Статья, отправленная в журнал «Atmospheric Chemistry and Physics» («Атмосферная химия и физика»), находилась на рецензировании более двух с половиной лет. В итоге редакционная коллегия журнала приняла к печати статью, снабдив её комментарием редактора. В нём подчёркивается, что публикацию «совершенно нового взгляда на движущую силу атмосферной динамики» следует рассматривать как «призыв к дальнейшему развитию» представленных авторами положений.
руководитель: Бабушкина Вера Владимировна
Автор: старшая группа Бабушкин Максим
МБДОУ детский сад № 10 «Золотой ключик»г. Кстово
Научно-исследовательская работа «Почему дует ветер?»
- Введение
- Общие сведения
- Использование ветра человеком
- Эксперимент
- Список литературы
1.Введение.
Во время прогулки на улице у меня возник вопрос «Почему дует ветер?». Мама мне объяснила, что ветер – это воздух, который приходит в движение. Теплый воздух поднимается наверх, потому, что он легче холодного, а холодный опускается вниз. Это перемещение воздуха образует ветер. Солнце греет землю и от земли нагревается воздух, но на земле естьрастения, дома, вода – они нагреваются неодинаково, а значит воздух над ними разной температуры. Над полями, морями, лесами, жаркими пустынями всё время движется воздух. Вокруг всей земли воздухкружится, то сильнее, то слабее дует ветер. Мне стало интересно: «Почему дует ветер?». Поэтому я решил ответить на этот вопрос.
Проблема: почему дует ветер.
Объект исследования: ветер.
Цель: узнатьпочему дует ветер.
Задачи:
- подобрать и изучить литературу, в которой рассказывается о ветре, какого вида ветры бывают
- определить почему дует ветер
- путём эксперимента выяснить, как появляется ветер, что может усилить и ослабить ветер
Актуальность:
Значение ветра в нашей жизни трудно недооценить. При отсутствии перемещения воздушных масс, испаряющаяся с водных поверхностей под действием солнца вода, так бы и висела над водоемами в виде туч и облаков. Соответственно, ветер выполняет самую важную роль в круговороте воды в природе, тем самым поддерживая жизнь на земле.Также ветер издревле использовался человеком для улучшения жизни.
Гипотеза: ветер – это воздух, который приходит в движение.
Методы исследования:
- чтение литературы по данной теме
- проведение опытов
- наблюдение
- анализ полученных результатов
За время исследования вот, что я узнал:
2.Общие сведения.
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 хорошую погоду . Он подчиняется только своим желаниям, непредсказуем и может оказаться как другом, так и врагом. Но что такое ветер на самом деле, как он возникает?
Что такое ветер?
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.
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.
На формирование ветров большое влияние оказывают местные условия. В определенных частях планеты в результате такого влияния образуются специфические местные ветры. Они наряду с постоянными участвуют в воздушной циркуляции и во многом формируют климатические условия на определенных участках планеты. Иногда на формирование местных ветров влияет разница температуры у берегов водоемов, в гористой местности или на равнинах. 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:
Торнадо – интенсивный ветер, который наблюдается в основном над сушей Северной Америки, и образуется так же в результате взаимодействия холодных арктических масс воздуха с теплыми над Карибским морем. Этот ветер очень часто повторяется, носит шквалистый характер
Суховей – так же ветер, который связан с атмосферным давлением воздуха. Он дует в пустынных и полупустынных местностях, в степных зонах – например, в пустынях Казахстана. Суховей монотонно дует в течении нескольких суток, а так как температура воздуха высока, а влажность в такой местности низкая, то он очень сильно сушит почву и губительно действует на растительность.
Зефир – теплый влажный ветер. Он обычен для региона Средиземного моря, но характер его отличается от того, в какой части этой местности он дует. В восточном районе зефир часто приносит с собой ливни и наиболее интенсивен летом, тогда как в западной части это легкий, освежающий, приятный ветер.
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 менятся несколько раз за сутки.
Бора
– представляет собой резкий ветер, отличающийся холодностью. Его локализация – горные цепи, с них он дует на долины. Ветер может развивать достаточно большую скорость (до 9 баллов) , но имеет непостоянную природу.
3.Использование ветра человеком.
Чтобы понять, как ветер помогает человеку, достаточно вспомнить, что сила ветра издревле используется человеком. Надувая паруса кораблей, ветер играл очень важную роль в изучении и освоении нашей планеты. Для использования силы ветра люди строили ветряные мельницы, чтобы перемалывать семена злаковых растений, далее употреблявшихся в пищу.
В настоящее время сила ветра используется через промежуточное преобразование ее в механическую энергию, для выработки электроэнергии. В труднодоступных районах, где отсутствуют линии электропередач, используются ветряные двигатели. Например, полярники для получения света и тепла используют именно силу ветра. Также ветер используется в авиации. Известно, что для создания дополнительной подъемной силы самолеты всегда взлетают против ветра. Также, используя попутный ветер, авиация экономит значительное количество топлива.
Важным фактором эрозии поверхности является именно ветер. При его помощи скальные породы планеты преобразуются в осадочные породы. Везде, где сейчас лежит песок, раньше были только горы. Формируя поверхность планеты, именно ветер привел ее к современному виду.
Отмечая, как ветер влияет на человека, следует вспомнить его главную роль в переносе на расстояния семян растений. Также, огромна роль ветра, как помощника в оплодотворении растений пыльцой. Принимая самое активное участие в жизни растений, ветер является главным фактором в жизни флоры планеты, которая является основным поставщиком энергии и строительных материалов. Трудно недооценить эстетическое значение ветра. Приятно ощущать в знойный летний день легкое освежающее прикосновение ветерка.
4.Эксперимент
Я решил путем эксперимента проверить, почему дует ветер.
- Над свечкой держать змейку «Как получается ветер?»
- Где теплее
- Кораблики
- Буря в стакане
- Опыт с вертушкой
Когда я поместил змейку над свечой, она начала вращаться. Почему же она вращается? Потому что теплый воздух идет вверх и поднимает змейку.
Также я решил проверить где теплее над батареей, или под батареей. Сначала я подержал руку под батареей, там воздух прохладный.
Потом я подержал руку над батареей, там воздух теплый. Значит теплее вверху, потому что теплый воздух всегда поднимается вверх.
Я подул на кораблики и они поплыли. Они поплыли потому, что их толкает ветерок, который выдохнул я.
Я опустил соломинку в стакан воды и дул в неё, таким образом получилась буря в стакане воды.
Вертушка вертится потому, что ветер из фена ударяет в ее лопасти. Если дуть сильно она вертится быстро, если дуть тихо она вертится медленно.
5.Заключение
Из литературы я узнал, что ветер – это движение воздуха. Что теплый воздух поднимается наверх, потому, что он легче холодного, а холодный опускается вниз. Это перемещение воздуха образует ветер. Мне очень интересно было узнать какие виды ветров бывают: торнадо, бриз, бора, суховей, зефир. Еще я узнал, зачем человеку нужен ветер: ветры переносят семена многих растений; помогают работать мельницам, плыть парусникам. Так же я узнал о приборах, которые измеряют силу и направления ветра – анемометры.
После проведения экспериментов я выяснил, что:
- Теплый воздух поднимается на верх, холодный воздух опускается вниз
- Ветер толкает корабли
- Могут быть сильные и слабые ветры
Таким образом, проблема заинтересовавшая меня решена. Цель которую я для себя поставил выполнена.
