Земята, подобно на много други небесни тела, е заобиколена от атмосфера - обвивка от газове, която се задържа около планетата от гравитацията или силата на привличане.
Отделните молекули на газовете, които изграждат атмосферата, се движат в различни посоки с различна скорост. Земната атмосфера тежи пет квадрилиона тона, а налягането на въздуха в различните й части е различно. Именно поради разликата в атмосферното налягане възниква такъв природен феномен като вятъра.
Температура на въздуха и атмосферно налягане
Отделни части от въздуха в атмосферата имат различни температури. В топлите потоци молекулите се движат с висока скорост и се разпръскват по-бързо в различни посоки. именно поради тази причина той е по-разреден, теглото му намалява, а атмосферното налягане, което създава, намалява.
В областите на атмосферата с по-студен въздух се случва обратното: молекулите образуват клъстери с висока плътност, теглото на такива зони се увеличава и съответно атмосферното налягане се повишава.
Въздухът винаги се движи от зона с високо налягане в зона с ниско налягане. За да разберете този механизъм, достатъчно е да си представите как работи язовирът: ако отворите шлюзовете между участъци с височина 7 и 5 метра, тогава водата ще потече до мястото, където нивото й е било първоначално по-ниско, тоест към обект с по-ниска височина. И това движение ще продължи, докато нивото в двете области се изравни.
По същия начин се случва движението на атмосферните маси, което от своя страна образува такова явление като вятъра.
Бризи, мусони, пасати
Представете си ясен, хубав ден край морето. Слънцето засяга както водата, така и брега, но подвижността му предотвратява бързото нагряване на водата: горните слоеве, които са по-топли, постоянно се смесват с по-хладните долни слоеве. Това не позволява на водата да се нагрява толкова бързо, колкото брега.
Въздухът над брега е по-топъл, отколкото над морето. И този топъл въздух се разширява доста бързо, разстоянието между молекулите в тази област се увеличава и налягането намалява. В резултат на това въздухът с по-високо налягане (тоест въздухът от морето) се придвижва до мястото, където налягането е по-ниско, тоест към сушата, и носи прохлада на брега.
През нощта всичко се случва обратното: водата се охлажда по-бавно от сушата и вятърът започва да духа от сушата към морето, въздухът над който е по-топъл, отколкото над брега. Този вятър се нарича бриз – денем и нощем. Между другото, посоката на вятъра в планините също се променя с времето на деня: през деня вятърът духа от долината към планините, а през нощта - от планините към долината.
Бризът сменя посоката си два пъти на ден. Има ветрове, които сменят посоката си два пъти годишно, през лятото и зимата; тези ветрове се наричат мусони. Принципът на промяна на посоката е подобен на принципа, според който се образува бриз: атмосферното налягане е ниско над топла земя през лятото, а хладен въздух се движи от океана. 
През зимата мусонът духа от бързо охлаждащия бряг към все още топлата вода. Смяната на мусоните води до промяна на времето: вместо сухо и леко облачно, става дъждовно. Мусоните са характерни за източната част на континента – където брегът е в контакт с широка ивица от океана.
Освен променливи, Земята има и постоянни ветрове - пасати и западни ветрове. През цялата година близо до повърхността на Земята духат ветрове, насочени от 30-те ширини с високо налягане към екватора, където налягането е по-ниско. Но тъй като планетата се върти около оста си, тези ветрове изглежда се усукват в спирала: в северното полукълбо - на югозапад от североизток, в южното - от югоизток на северозапад.
Западните ветрове се образуват поради движението на въздушните маси от 30-те ширини към полюсите. Именно пасатите носят сух въздух в Сахара, а западните ветрове носят влажно и дъждовно време от Атлантика към Европа.
Скорост, сила и посока на вятъра
Учените характеризират ветровете с тяхната скорост и сила. Скоростта се измерва в точки или метри в секунда (една точка е около два метра в секунда). Силата на вятъра зависи от разликата в атмосферното налягане между различните области: колкото по-голяма е тази разлика, толкова по-мощен е вятърът.
Скалата на Бофорт е разработена през 19 век за оценка на силата на вятъра и от 1874 г. е приета за използване в международната синоптична практика. През десетилетията са правени промени и допълнения в скалата и днес ветровете се оценяват по 12-точкова система.
Например липса на вятър или спокойствие отговаря на 0 точки. Слаб вятър се оценява на 3 точки, свеж - на 5, силен - на 6 точки. Силата на вятъра от 9 точки вече е буря, а 12 - ураган. Скалата на Бофорт се използва активно днес, предимно в морската навигация.
Всеки вятър също се характеризира по отношение на неговата посока. Посоката се определя в зависимост от страната на хоризонта, от която духа вятърът: ако от север, тогава вятърът е север, ако от юг, тогава от юг. Посоката на вятъра зависи не само от разликата в атмосферното налягане, но и от въртенето на Земята около оста си. 
Вятърът е големи въздушни течения, с които се движат огромни маси от атмосферни газови молекули. Тези потоци могат да покриват хиляди километри и да обикалят цялата земя или да имат местни, „местни“ мащаби, като ветровете близо до морето и в подножието на планините, описани по-горе.
Въздухът само ни изглежда безтегловност; за да разберете, че атмосферата наистина има плътност, достатъчно е да поставите ръката си извън прозореца на движеща се кола - веднага ще усетите как въздушен поток тече около ръката ви.
Това е нещо мистериозно. Никога не го виждаме, но винаги го усещаме. И така, защо духа вятърът? Разберете в статията!
Вятърът е движението на въздушните маси. Въпреки че не виждаме въздуха, знаем, че той се състои от молекули на различни видове газове, главно азот и кислород. Вятърът е явление, при което много молекули се движат в една и съща посока.
От къде идва? Вятърът се причинява от разликите в налягането в земната атмосфера: въздухът от зона с високо налягане ще се движи към зона с ниско налягане. Силни ветрове възникват, когато въздухът се движи между области с огромни разлики в нивата на налягане. Всъщност този факт до голяма степен обяснява защо вятърът духа от морето към сушата.
образуване на вятър
Вятърът е движението на въздуха близо до повърхността на земята. Може да е лек бриз или силна буря. Най-силните ветрове възникват по време на събития, наречени торнадо, циклони и урагани. Причинява се от промени в температурата на въздуха, земята и водата. Тъй като въздухът се движи успоредно на топла повърхност, той се нагрява и се издига, оставяйки място за по-хладни маси. Въздухът, "втичащ" в тези празни пространства, е вятърът. Той е кръстен на посоката, от която идва, а не на посоката, в която духа.
Бриз: крайбрежен и морски
Крайбрежните и морските бризове са ветрови и метеорологични явления, характерни за крайбрежните райони. Крайбрежният бриз е бриз, който духа от сушата към водно тяло. Морският бриз е вятърът, който духа от водата към сушата. Защо вятърът духа от морето и обратно? Крайбрежните и морските бризове възникват поради значителна разлика в температурите на сушата и водните повърхности. Те могат да се простират на дълбочина до 160 км или да се проявят като местни явления, които бързо отшумяват през първите няколко километра по бреговата линия.
От научна гледна точка...
Моделите на сушата и морския бриз могат значително да повлияят на разпространението на мъглата, причинявайки натрупване или разпръскване на замърсяването във вътрешността на сушата. Текущите изследвания на принципите на циркулацията на сухоземния и морския бриз също включват опити за моделиране на модели на вятъра, които влияят на енергийните нужди (напр. изисквания за отопление и охлаждане) в засегнатите райони. Вятърът също оказва влияние върху зависещите от времето операции (например със самолет).
Тъй като водата има много по-висок топлинен капацитет от пясъците или други материали в земната кора, при определено количество слънчева радиация (инсолация), температурата й ще се покачва по-бавно, отколкото на сушата. Независимо от температурната скала, през деня температурата на сушата може да се колебае в рамките на десетки градуса, докато близо до водата се променя с по-малко от половин градус. Обратно, високият топлинен капацитет предотвратява бързите промени в температурата на течността през нощта и по този начин, докато температурите на земята могат да паднат с десетки градуса, температурите на водата остават относително стабилни. Освен това по-ниският топлинен капацитет на материалите от кората често им позволява да се охладят по-бързо от морето.
Физика на морето и сушата
Тогава защо има силен вятър? Въздухът над съответните земни и водни повърхности се нагрява или охлажда в зависимост от проводимостта на тези повърхности. През деня по-топлата температура на земята води до по-топли и следователно по-малко плътни и по-леки въздушни маси над брега в сравнение с тези, прилежащи към повърхността на водата. Тъй като топлият въздух се издига (феномен на конвекция), по-студеният въздух се придвижва към кухини. Ето защо вятърът духа от морето, а през деня обикновено от океана към брега духа хладен морски бриз.
В зависимост от температурната разлика и количеството вдигнат въздух, морският бриз може да пориви от 17 до 25 км в час. Колкото по-голяма е температурната разлика между сушата и морето, толкова по-силен е вятърът на сушата и морският бриз.
Защо духа вятър от морето
След залез слънце въздушната маса над крайбрежната земя бързо губи топлина, докато над водата обикновено не се различава твърде много от дневната си температура. Когато въздушната маса над сушата стане по-хладна от въздушната маса над водата, сухопътният вятър започва да духа от сушата към морето.
Възбуждането на топъл, влажен въздух от океана често води до образуването на дневни облаци над бреговата линия. Освен това движението на въздушните маси и морския бриз често се използват от туристите за полети с делтапланеризъм. Въпреки факта, че сушата и морският бриз доминират по морския бряг, те също често се регистрират в близост до големи водни басейни. Крайбрежните и морските бризове водят до по-високи нива на влажност, валежи и умерени температури в крайбрежните райони.
Обяснение за деца: защо духа вятърът
Морският бриз е най-често срещан през горещите летни дни поради неравномерното нагряване на земята и водата. През деня земната повърхност се нагрява по-бързо от морската. Следователно част от атмосферата над земята е по-топла, отколкото над океана.
Сега не забравяйте, че топлият въздух е по-лек от студения. В резултат на това той се издига. В резултат на този процес по-хладният въздух над океана заема място близо до земната повърхност, за да замени надигащите се топли маси.
Струва си обаче да се знае, че вятърът се образува не само в резултат на разликите в температурата. Глобалните движения на атмосферата са резултат от въртенето на Земята. Тези ветрове групират пасатите и мусоните. Пасатите се появяват близо до екватора и се движат или от север, или от юг към екватора. В средните ширини на Земята между 35 и 65 градуса преобладават западни ветрове. Те духат от запад на изток, а също и към полюсите. Полярните ветрове духат близо до северния и южния полюс. Те се движат от полюсите съответно на изток или на запад.
Нашият свят е пълен с мистерии и интересни неща. Решаването им е задача на човечеството. Предстоят ни още по-големи открития, но засега вече знаем точно отговора на въпроса как и защо духа вятърът, както и какви фактори определят образуването му. Това дава възможност да се предвидят промени в метеорологичните условия.
Преди повече от триста години Халей, известен главно поради откритата от него комета, предложи да обясни появата на вятъра с действието на архимедовата сила по време на температурни промени: топъл и лек въздух се издига, тежък и студен въздух пада.
Международна група изследователи, включваща служители на Института по ядрена физика в Санкт Петербург, предложи принципно нов физически механизъм за образуване на вятъра в земната атмосфера.
Газовите потоци възникват с падане на налягането (градиенти). Въздушното налягане намалява с височината, образувайки вертикален градиент на налягането, но не създава вятър. Работата, произведена от движението на въздуха от този градиент на налягането, се компенсира точно от противоположната работа на гравитацията и въздухът е в равновесие.
Когато влажният въздух се издига, той се охлажда и водната пара кондензира. Следователно налягането на водната пара намалява с височината по-бързо, отколкото се изисква от условието на равновесие. В този случай работата, извършена от градиента на налягането върху влажен въздух, когато се издига, е няколко пъти по-голяма от работата на гравитацията, действаща върху водната пара. Именно тази разлика създава вятъра в земната атмосфера. Неравновесното вертикално разпределение на водната пара може да се сравни с компресирана пружина, която се изправя, когато влажен въздух се издига, привеждайки я в движение. Следователно, кондензационната мощност, свързана с вертикалното издигане на въздуха, в съответствие със закона за запазване на енергията, се преобразува в мощността на хоризонталните ветрове.
Мощността на атмосферната циркулация се определя от местната скорост на кондензация и следователно от валежите. Количествената оценка на мощността на глобалната циркулация на въздуха, получена на базата на новата теория, съвпада перфектно с натрупаните данни от наблюдения (мощността на циркулацията на вятъра може да се прецени независимо от наблюдаваните хоризонтални градиенти на налягане и скорости на вятъра).
В зоната на конденз възниква зона на ниско налягане, която изтегля въздух от съседни зони. На сушата такива стабилни зони на ниско налягане се създават от обширни гори: влагата се съхранява в горската почва, изпарява се от повърхността на почвата и листата и се кондензира над горския покрив. Това създава вятър, който носи влага от океана.
Най-важната последица от новия механизъм на образуване на вятъра е преосмислянето на ролята на горите в преноса на влага от океана към сушата. Този трансфер компенсира речния отток обратно в океана. Унищожаването на горите води до дехидратация и опустиняване на земята и представлява много по-голяма заплаха за климата, отколкото предполага съвременната климатология (виж също „Наука и живот“ № ).
Новата теория предизвика бурна дискусия в научната общност. Докладът, изпратен в списанието Atmospheric Chemistry and Physics, е подложен на партньорска проверка повече от две години и половина. В резултат на това редакционната колегия на списанието прие статията за публикуване, като я предостави с коментара на редактора. В него се подчертава, че публикуването на „напълно нов поглед върху движещата сила на атмосферната динамика“ трябва да се разглежда като „призив за по-нататъшно развитие“ на разпоредбите, представени от авторите.
Въпросът защо усещаме вятъра и защо изобщо се случва в атмосферата на нашата планета, принадлежи към категорията на децата, но не всеки възрастен може да даде изчерпателен отговор. За мнозина този природен феномен е загадка, въпреки че от гледна точка на физиката всичко се обяснява доста просто.
Как да обясним на дете защо духа вятър?
Така че налягането на земната атмосфера не е равномерно, някъде повече, а на други места - по-малко. И така, вятърът е движението на въздушните маси от зона с високо налягане към зона с налягане на въздуха, така че самото налягане става все по-едно и също. Съответно силата на вятъра зависи от разликата в налягането. Ако налягането е същото на определен, доста обемен участък от територията, времето е спокойно.
Ако разгледаме вятъра по-глобално, тогава над сушата въздухът се затопля много повече, отколкото над морето. Така той се издига, докато по-хладният въздух над морската повърхност се движи и заема неговото място. По този начин земята се охлажда за една нощ. Това се случва в целия регион, континента и земята като цяло.
Екваторът е най-топлото място на нашата планета. Съответно въздухът в тази зона е по-топъл. Освен това, когато земята се върти, въздушните маси се движат заедно с източници на топлина и студ.
Ако Земята не се върти, тогава северните и южните ветрове биха съществували независимо един от друг. С други думи, те няма да се пресичат. Но така всички северни ветрове се изместват надясно, а южните ветрове, съответно, наляво, те частично се смесват. Ако мога така да се изразя, тогава ветровете не отиват никъде и не идват от никъде, те винаги са там, като регулатор на температурата и атмосферното налягане.
Обяснявайки това на дете, можете да дадете пример за неговото дишане. Така че, когато вдишваме, в белите дробове се създава високо налягане, те набъбват от въздуха, плюс той се нагрява от топлината на тялото ни. След това издишваме, създавайки същия вятър - малко движение на малък обем въздух. Когато издишваме рециклиран въздух през зимата, той се издига под формата на пара, защото е топъл. Лесно се вижда.
Също така силата на вятъра зависи от терена. Всички забелязаха, че в полетата в открито пространство вятърът е по-бърз. Нищо не му пречи и нищо не го забавя. В град, където има много високи сгради, или в гори, където има дървета, въздушните маси се движат по-бавно, като по пътя се приспособяват към температурата на околната среда.
Знаеш ли?
- Жирафът се счита за най-високото животно в света, височината му достига 5,5 метра. Основно поради дългата шия. Въпреки факта, че в […]
- Мнозина ще се съгласят, че жените в позиция стават особено суеверни, те са по-подвластни на всякакви вярвания и […]
- Рядко се среща човек, който не би намерил розов храст за красив. Но в същото време това е общоизвестно. Че такива растения са доста нежни [...]
- Който каже с увереност, че не знае, че мъжете гледат порно филми, ще излъже най-нагъл. Разбира се, те изглеждат, просто […]
- Вероятно няма такъв сайт или автофорум, свързан с автомобилите в световната мрежа, който да не зададе въпрос за […]
- Врабчето е доста често срещана птица с малък размер и пъстър цвят в света. Но нейната особеност се крие във факта, че […]
- Смехът и сълзите, или по-скоро плачът, са две пряко противоположни емоции. Това, което се знае за тях е, че и двамата са вродени, хем не […]
Важно е хората да могат да определят посоката на вятъра. В крайна сметка промяната на вятъра води до промяна на времето. Например, северният вятър носи охлаждане в много райони на страната ни, южният - затопляне, вятърът от морето носи влага, а сухите ветрове духат от сухите райони.
Вятърът е кръстен на страната на хоризонта, от която духа. Ако вятърът духа от северозапад, тогава казват, че е северозапад, ако от югозапад - югозапад.
Познавайки страните на хоризонта и като можете да се ориентирате в терена, можете да определите в каква посока духа вятърът. Посоката на вятъра може да се разпознае по развеещото се знаме, по посоката на дима, идващ от тръбите.. Но това може да стане по-точно с помощта на флюгер.
Флюгера е устройство, чиято игла се върти свободно върху вертикално монтиран прът. Острият край на стрелата винаги е насочен срещу вятъра. Под стрелката са фиксирани осем пръта - индикатори на основната и междинната страна на хоризонта.
Флюгерът е изобретен преди няколко хиляди години. В много градове е станало обичайно да се украсяват кули на високи сгради с ветропоказател.
Защо духа вятърът?
Представете си, че сега не сме в стая, а в горска поляна. Ти и аз седим до огъня и гледаме как сухи клони покриват огъня, как с трясък се издигат искри. Защо излитат искри? Може би нещо ги тласка? Просто?
Да гледаме огъня. Когато огънят гори горещ, без дим, можете да видите как горещ въздух тече над него, бързайки нагоре. Ето го - носи искри към небето.
Или може би сте видели как въздухът трепери над асфалта? Това се случва, защото слънцето нагрява асфалта, а асфалтът загрява въздуха. Топлият въздух е по-лек от студения, така че се издига, но изглежда, че трепери.
Слънцето топли не само вашия двор, но и вашето село или град, ниви и гори. Всеки летен ден става все по-топъл и по-топъл. А въздухът над земята става все по-топъл и по-лек. Топли въздушни течения се издигат високо в небето.
И в същото време някъде на Земята има студено време. И въздухът там е по-студен, което означава и по-тежък. Масите от студен въздух се придвижват там, където е по-топло, топлият въздух сякаш освобождава място за тях. Тук идва вятърът.
И какво кара вятъра да лети от място на място, понякога на хиляди километри? Слънцето! То нагрява земята неравномерно: винаги е някъде по-топло, някъде по-студено. И ако целият свят имаше еднаква температура, нямаше да има вятър на Земята.
Каква е ползата от вятъра?
Вятърът прелетя над града. Той отнесе със себе си прах и сажди - стана по-лесно да се диша. Летя нататък - разпръсна облаците, изсуши пътищата. Той донесе прохлада на горещата земя. Небето беше заоблачено с облаци и започна да вали силен дъжд. Поля с вода сухата земя и всичко стана зелено.
Вятърът долетя към морето, духна, развя платната, подкара лодките. Преди това той също преместваше корабите, защото тогава корабите плаваха. Няма вятър - те дори не могат да плуват: хората седят край морето и чакат времето. Вятърът все още помага на корабите. При попътен вятър те плуват по-бързо.
Вятърът върши още една незабележима, но много важна работа. За да растат плодовете на мястото на цветовете, цветният прашец трябва да лети от едно цвете на друго. Този прашец се пренася от пчелите на много цветя. Но през повечето време вятърът го прави. Бризът духа и прашецът прелита от едно цвете на друго.
А вятърът също носи плодове със семена. Виждали ли сте как летят плодовете на бреза, клен, бряст? Вятърът им помага да се преместят на нови места, където има повече светлина, топлина и храна за младите растения.
Какви зли ветрове летят над земята?
Светкавици проблясват, гръмотевични гърми. Вятър - торнадо се втурва през вълните, като змия, която се извива. Изведнъж той се втурна надолу от рошавия облак, извади хобота си, обърна водата в морето с винт. Той избута облака с морето, завъртя го с воден стълб. С рев той се втурна нататък.
Торнадо извива стълбове на земята от прах, пясък, всичко, което срещне по пътя, привлича в себе си. И спира да кръжи, всичко пада обратно на земята.
Злият вятър е торнадо и понякога прави смешни неща. Жаби падат от небето. Хората са изненадани. Какво стана? И това торнадо прелетя над блатото - с кал, с вода, жаби хвърляха до облаците. Сега те падат заедно с дъжда. И не само жаби, но и риби, портокали падат от небето!
Има и други ужасни и зли ветрове, например снежна буря, сух вятър, ураган. През зимата се вихри снежна буря, пътищата са покрити, дърветата са съборени. През лятото горещо, сякаш е избягало от печката, вятърът - сухият вятър на степта се носи. Трева, дървета, земя - всичко гори като огън.
Ураганите са гигантски въздушни вихри. Обикновено те са придружени от обилни валежи, водещи до наводнения. Шривовете се случват през топлия сезон. Те са придружени от силни гръмотевични бури и валежи. Подобни явления са възможни във всяка област. Често те дори имат свои собствени имена: Новоросийска бора. Всичко това причинява големи разрушения, води до човешки жертви.