Вятър(хоризонтален компонент на движението на въздуха спрямо земната повърхност) се характеризира с посока и скорост.
Скоростта на вятъраизмерва се в метри в секунда (m/s), километри в час (km/h), възли или Бофорт (сила на вятъра). Възелът е морска мярка за скорост, 1 морска миля в час, приблизително 1 възел е равен на 0,5 m/s. Скалата на Бофорт (Франсис Бофорт, 1774-1875) е създадена през 1805 г.
Посока на вятъра(откъде духа) се посочва или в румбове (по скала от 16 румбове, например, северен вятър - C, североизток - NE и т.н.), или в ъгли (спрямо меридиана, север - 360 ° или 0 °, изток - 90°, юг - 180°, запад - 270°), фиг. един.
| име на вятъра | Скорост, m/s | Скорост, км/ч | възли | Сила на вятъра, точки | действие на вятъра | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Спокоен | 0 | 0 | 0 | 0 | Димът се издига вертикално, листата на дърветата са неподвижни. Огледално гладко море | |
| тихо | 1 | 4 | 1-2 | 1 | Димът се отклонява от вертикалната посока, по морето има леки вълнички, по хребетите няма пяна. Височина на вълната до 0,1 m | |
| Лесно | 2-3 | 7-10 | 3-6 | 2 | Вятърът се усеща в лицето, листата шумолят, флюгерът започва да се движи, морето има къси вълни с максимална височина до 0,3 m | |
| Слаба | 4-5 | 14-18 | 7-10 | 3 | Поклащат се листа и тънки клони на дървета, люлеят се леки знамена, леко вълнение по водата, от време на време се образуват малки „агънца”. Средна височинавълни 0,6м | |
| умерено | 6-7 | 22-25 | 11-14 | 4 | Вятърът вдига прах, парчета хартия; люлеят се тънки клони на дърветата, на много места се виждат бели „агънца” по морето. Максимална височина на вълната до 1,5 m | |
| Свежа | 8-9 | 29-32 | 15-18 | 5 | Клоните и тънките стволове на дърветата се люлеят, вятърът се усеща с ръка, по водата се виждат бели „агънца”. Максимална височина на вълната 2,5 m, средна - 2 m | |
| Силен | 10-12 | 36-43 | 19-24 | 6 | Дебелите клони на дърветата се люлеят, тънките дървета се огъват, телефонните жици бръмчат, чадърите почти не се използват; бели пенливи хребети заемат големи площи, образува се воден прах. Максимална височина на вълната - до 4 m, средна - 3 m | |
| Силен | 13-15 | 47-54 | 25-30 | 7 | Стволовете на дърветата се люлеят, големи клони се огъват, трудно се върви срещу вятъра, гребените на вълните се откъсват от вятъра. Максимална височина на вълната до 5,5 m | |
| Много силен | 16-18 | 58-61 | 31-36 | 8 | Тънки и сухи клони на дърветата се чупят, не може да се говори на вятъра, много е трудно да се върви срещу вятъра. Силна буря в морето. Максимална височина на вълната до 7,5 m, средна - 5,5 m | |
| Буря | 19-21 | 68-76 | 37-42 | 9 | извивам големи дървета, вятърът чупи керемидите от покривите, много силни морски вълни, високи вълни ( максимална височина- 10 м, средно - 7 м) | |
| Силна буря | 22-25 | 79-90 | 43-49 | 10 | Рядко на сухо. Значително разрушение на сгради, вятърът събаря дървета и ги изкоренява, повърхността на морето е бяла от пяна, силен рев на вълни е като удар, много високи вълни (максимална височина - 12,5 m, средна - 9 m) | |
| Силна буря | 26-29 | 94-104 | 50-56 | 11 | Наблюдава се много рядко. Придружено от разрушаване в големи пространства. В морето изключително високи вълни (максимална височина - до 16 m, средна - 11,5 m), плавателни съдове малък размерпонякога извън полезрението | |
| ураган | Над 29 | Над 104 | Над 56 | 12 | Сериозни разрушения на капитални сгради |
1. Появата на вятъра.Въздухът е прозрачен и безцветен, но всички знаем, че съществува, защото усещаме движението му. Въздухът винаги е в движение. Неговото движение в хоризонтална посока се нарича от вятъра.
Причината за вятъра е разликата в атмосферното налягане в районите земна повърхност. Веднага щом налягането в някоя област се увеличи или намали, въздухът се втурва от мястото на по-голямо налягане към страната на по-малкото. Има различни причини, поради които балансът е нарушен. атмосферно налягане. Основната е неравномерното нагряване на земната повърхност и разликата в температурите в различните области.
Помислете за това явление, като използвате примера на ветров бриз, който се образува на брега на морето или голямо езеро. През деня бризът сменя посоката си два пъти. Това се случва поради разликата в температурата и атмосферното налягане над земната и водната повърхност през деня и нощта. Земята, за разлика от морето, се нагрява бързо през деня и бързо се охлажда през нощта. През деня има намалено налягане върху сушата и повишено налягане над водната повърхност, през нощта е обратното. Следователно, дневният бриз духа от морето (езерото) към по-топло суша, докато нощният бриз духа от по-хладна земя към морето (фиг. 20). (Обяснете образуването на нощен бриз.)Тези ветрове покриват относително тясна ивица на брега.
2. Посока и скорост на вятъра. Силата на вятъра.Вятърът се характеризира с посока и скорост. Посоката на вятъра се определя от страната на хоризонта, от която духа (фиг. 21). (Как се казва вятърът, който духа на юг? запад?)Скоростта на вятъра зависи от атмосферното налягане: колкото по-голяма е разликата в налягането, толкова по-силен е вятърът. Този индикатор за вятър се влияе от триенето и плътността на въздуха. На върха на планините вятърът се усилва. Всяко препятствие (планински системи и планински вериги, сгради, горски пояси и др.) влияят върху скоростта и посоката на вятъра. Обикаляйки препятствие, вятърът пред него отслабва, но отстрани се усилва. Скоростта на вятъра се увеличава значително, например между две близко разположени планински вериги. (Защо вятърът е по-силен на открити места, отколкото в гората?)
Скоростта на вятъра обикновено се измерва в метри в секунда (m/s). Силата на вятъра може да се оцени по въздействието му върху сушата и морето в точки по скалата на Бофорт (от 0 до 12 точки) (Таблица 1).
маса 1
Скала на Бофорт за определяне на силата на вятъра
|
Метри в секунда |
Характеристика на вятъра |
действие на вятъра |
||
|
Пълна липса на вятър. Димът се издига от комините |
||||
|
Димът от комините се издига не съвсем вертикално |
||||
|
Движението на въздуха се усеща от лицето. Листата шумолят |
||||
|
Листата и малките клони се колебаят. Веещи светли знамена |
||||
|
умерено |
Поклащат се тънки клони на дърветата. Вятърът вдига прах и парчета хартия |
|||
|
Клоните и тънките стволове на дърветата се люлеят. По водата се появяват вълни |
||||
|
Големи клони се люлеят. Бръмят телефонни проводници |
||||
|
Малки дървета се люлеят. Разпенени вълни се издигат върху морето |
||||
|
Клоните на дърветата се чупят. Трудно е да вървиш срещу вятъра |
||||
|
Малки разрушения. Счупват се комини и керемиди |
||||
|
Значително разрушение. Дърветата са изкоренени |
||||
|
жестоко |
Голямо разрушение |
|||
|
над 32.7 |
Извършва унищожителни действия |
|||
Вече знаете, че скоростта и посоката на вятъра се задават от флюгера (фиг. 22). Флюгерът се състои от флюгер, индикатор за страните на хоризонта, метална пластина и дъга с щифтове. Вятърната лопатка се върти свободно по вертикална ос и се монтира надолу по вятъра. Според него и индикатора на страните на хоризонта се определя посоката на вятъра. Скоростта на вятъра се задава от отклонението на металната плоча от вертикално положение до един от щифтовете на дъгата. флюгер включен метеорологични станциисе монтира на височина 10-12 m над земната повърхност.
За още точно измерванескоростите на вятъра използват специално устройство - анемометър (фиг. 23).
Обичайната скорост на вятъра на земната повърхност е 4-8 m/s, като рядко надвишава 11 m/s (фиг. 24). Има обаче разрушителни ветрове – това са бури (скорост на вятъра над 18 m/s) и урагани (над 29 m/s). Скоростта на вятъра при тропически урагани достига 65 m/s, а при отделни пориви - дори до 100 m/s. Много слаб вятър (със скорост не повече от 0,5 m / s) или спокойствие се нарича спокойствие . (При какви условия се наблюдава спокойствие?)
Скоростта на вятъра, както и посоката, непрекъснато се променя, както във времето, така и в пространството. Естеството на движението на въздуха може да се види, като се наблюдава падането на снежинки във вятъра. Снежинките правят произволни движения: летят нагоре, след това падат, след това описват сложни цикли.
Визуално представяне на честотата на ветровете за определено време (месец, сезон, година). роза на вятъра(фиг. 25) . Изгражда се по следния начин: начертани са осем основни посоки на хоризонта и на всяка, според приетия мащаб, се отлага честотата на съответния вятър. За това се вземат средни дългосрочни данни. Краищата на получените сегменти са свързани. В центъра (кръг) е посочена честотата на успокоения.
? Тествай се
|
Какво е вятър и как възниква? От какво зависи скоростта на вятъра? Установете съответствие между скоростта на вятъра и неговите характеристики: 1) 0,6-1,7 m/s а) ураган 2) повече от 29,0 m/s б) слаб вятър 3) 9,9-12,4 m/s в) силен вятър г) слаб вятър Определете къде и къде ще духа вятърът: 775 мм 761 мм 753 мм 760 мм 748 мм 758 мм * Как мислите, откъде дойде пожеланието „Попътен вятър!“? * Въз основа на чертежа „Роза на ветровете за Минск“, определете преобладаващите ветрове за нашата столица. Помислете коя част от града или околностите му е най-добре да се построят промишлени предприятия, за да се поддържа въздухът в града чист. Обосновете отговора си. Практическа задача Изградете роза на ветровете според следните данни за януари (посочете честотата на ветровете в%): N-7, N-E-6, E-11, S-E-10, S-13, S-W-20, W-18, N - Z-9, Спокойствие-6. |
Това е интересно
Силните ветрове причиняват големи разрушения на сушата и бурното море. При мощни атмосферни вихри (торнадо) скоростта на вятъра достига 100 m/s. Те повдигат и преместват автомобили, сгради, мостове. Особено разрушителни торнадо (торнадо) се наблюдават в САЩ (фиг. 26). Годишно се регистрират от 450 до 1500 торнадо, като средно жертвите са около 100.
Скала за определяне на скоростта, силата и името на вятъра (скала на Бофорт)
Разграничаване изгладенискорост за кратък период от време и моментално, скорост в този моментвреме. Скоростта се измерва с анемометър с помощта на Wild board.
Най-високата средна годишна скорост на вятъра (22 m/s) е наблюдавана на брега на Антарктида. Средната дневна скорост там понякога достига 44 m/s, а в някои моменти достига 90 m/s.
Скоростта на вятъра има ежедневен курс . Той е близо до дневните колебания на температурата. Максимална скороств повърхностния слой (100 m - през лятото, 50 m - през зимата) се наблюдава в 13-14 часа, минималната скорост е през нощта. В по-високите слоеве на атмосферата дневната промяна на скоростта е обърната. Това се обяснява с промяната в интензивността на вертикалния обмен в атмосферата през деня. През деня интензивният вертикален обмен затруднява хоризонталното движение. въздушни маси. През нощта няма такова препятствие и Bm се движат в посока на баричния градиент.
Скоростта на вятъра зависи от разликата в налягането и е право пропорционална на нея: колкото по-голяма е разликата в налягането (хоризонтален баричен градиент), толкова повече скороствятър. Средната дългосрочна скорост на вятъра на земната повърхност е 4-9 m/s, рядко повече от 15 m/s. В бури и урагани умерени ширини) - до 30 m/s, при пориви до 60 m/s. При тропически урагани скоростта на вятъра достига до 65 m/s, а при пориви достига до 120 m/s.
Инструментите, използвани за измерване на скоростта на вятъра, се наричат анемометри.Повечето анемометри са изградени на принципа на вятърна мелница. Така например анемометърът на Fuss има четири полукълба (чаши) в горната част, обърнати в същата посока (фиг. 75).
Тази система от полукълба се върти около вертикална ос, а броят на оборотите се отбелязва с брояч. Устройството е изложено на вятъра и когато "мелницата на полукълба" придобие повече или по-малко постоянна скорост, броячът се включва за точно определено време. Според табелата, която показва броя на оборотите за всяка скорост на вятъра, а скоростта се определя от броя на намерените обороти. Има по-сложни инструменти, които имат устройство за автоматично записване на посоката и скоростта на вятъра. Използват се и прости инструменти, които могат едновременно да определят посоката и силата на вятъра. Пример за такова устройство е флюгерът Wild, който е често срещан на всички метеорологични станции.
Посоката на вятъра се определя от страната на хоризонта, от която духа вятърът. За обозначаването му се използват осем основни посоки (румби): N, NW, W, SW, S, SE, B, NE. Посоката зависи от разпределението на налягането и от отклоняващия ефект на въртенето на Земята.
Роза на вятъра.Ветровете, както и други явления в живота на атмосферата, са обект на силни промени. Следователно тук трябва да намерим средни стойности.
За да определите преобладаващите посоки на вятъра за даден период от време, продължете както следва. Осем основни посоки, или румбове, са начертани от някаква точка и на всяка, според определен мащаб, честотата на ветровете се отлага. В полученото изображение, известно като рози на вятъра,преобладаващите ветрове са ясно видими (фиг. 76).
Силата на вятъра зависи от скоростта му и показва колко динамичен натиск упражнява въздушно течениена всяка повърхност. Силата на вятъра се измерва в килограми на квадратен метър(kg/m2).
вятърна структура.Вятърът не може да се представи като еднороден въздушен поток с една и съща посока и еднаква скорост в цялата си маса. Наблюденията показват, че вятърът духа поривисто, сякаш на отделни удари, понякога затихва, след което възвръща предишната си скорост. В същото време посоката на вятъра също подлежи на промяна. Наблюденията, направени в по-високи слоеве на въздуха, показват, че поривите намаляват с височината. Отбелязва се също, че през различни периоди на годината и дори в различни часове на деня, поривите на вятъра не са еднакви. Най-голям порив се наблюдава през пролетта. През деня най-голямо отслабване на вятъра е през нощта. Силата на вятъра зависи от естеството на земната повърхност: колкото повече неравности, толкова по-голям е поривът и обратно.
Причини за ветрове.Въздухът остава в покой, докато налягането в дадена област от атмосферата се разпределя повече или по-малко равномерно. Но веднага щом налягането в която и да е област се увеличи или намали, въздухът ще тече от мястото с по-голямо налягане към страната на по-малко. Започналото движение на въздушните маси ще продължи, докато се изравни разликата в налягането и се установи равновесие.
Стабилното равновесие в атмосферата почти никога не се наблюдава и затова ветровете са сред най-често повтарящите се явления в природата.
Има много причини за нарушаване на баланса на атмосферата. Но една от първите причини за разликата в налягането е температурната разлика. Нека разгледаме най-простия случай.
Пред нас е повърхността на морето и крайбрежната част на сушата. През деня земната повърхност се нагрява по-бързо от морската. Поради това долният слой въздух над сушата се разширява повече, отколкото над морето (фиг. 77, I). В резултат на това отгоре веднага се създава въздушен поток от по-топла област към по-студена (фиг. 77, II).
Поради факта, че част от въздуха от топлия регион е потекъл (отгоре) към студения, налягането в студения регион ще се увеличи, а в топлия регион ще намалее. В резултат на това сега в долния слой на атмосферата възниква въздушен поток от студения към топлия регион (в нашия случай от морето до сушата) (фиг. 77, III).
Такива въздушни течения обикновено се появяват на морски брягили по крайбрежието големи езераи се наричат бризове.В нашия пример бризът е през деня. През нощта картината е напълно противоположна, защото повърхността на сушата, охлаждайки се по-бързо от повърхността на морето, става по-студена. В резултат на това в горни слоевеатмосфера, въздухът ще тече към сушата, а в долните слоеве към морето (нощен бриз).
Издигането на въздуха от топлата зона и спускането в студеното обединява горните и долните течения и създава затворена циркулация (фиг. 78). В тези затворени вериги вертикалните части на пътя обикновено са много малки, докато хоризонталните, напротив, могат да достигнат огромни размери.
Причини за различни скорости на вятъра.От само себе си се разбира, че скоростта на вятъра трябва да зависи от градиента на налягането (т.е. да се определя основно от разликата в налягането на единица разстояние). Ако освен силата, дължаща се на градиента, върху масата на въздуха не действат никакви други сили, тогава въздухът ще се движи равномерно ускорено. Това обаче не работи, защото има много причини, които забавят движението на въздуха. Това е преди всичко триене.
Има два вида триене: 1) триенето на приземния слой въздух върху земната повърхност и 2) триенето, което възниква вътре в самия движещ се въздух.
Първият е пряко зависим от естеството на повърхността. Така например водната повърхност и плоската степ създават най-малко триене. При тези условия скоростта на вятъра винаги се увеличава значително. Повърхността, която има неравности, създава големи пречки за движещия се въздух, което води до намаляване на скоростта на вятъра. Градските сгради и горските насаждения особено силно намаляват скоростта на вятъра (фиг. 79).
Наблюденията, направени в гората, показаха, че още на 50г мот ръба скоростта на вятъра намалява до 60-70% от първоначалната скорост на 100 мдо 7% през 200г мдо 2-3%.
Триенето, което възниква между съседни слоеве от движещи се въздушни маси, се нарича вътрешно триене.Вътрешното триене причинява прехвърляне на движение от един слой към друг. Повърхностният слой въздух в резултат на триене върху земната повърхност има най-бавно движение. Горният слой, в контакт с движещия се долен слой, също забавя движението си, но в много по-малка степен. Следващият слой е още по-слабо засегнат и т. н. В резултат на това скоростта на движение на въздуха постепенно се увеличава с височината.
Посока на вятъра.Ако главната причинавятърът е разликата в налягането, тогава вятърът трябва да духа от област с по-високо налягане към област с по-ниско налягане в посока, перпендикулярна на изобарите. Това обаче не се случва. В действителност (както е установено от наблюдения) вятърът духа главно по изобарите и само леко се отклонява встрани ниско налягане. Това се дължи на отклоняващия ефект на въртенето на Земята. Едно време вече казахме, че всяко движещо се тяло под влияние на въртенето на Земята се отклонява от първоначалния си път в северното полукълбо вдясно, а в южното полукълбо наляво. Беше казано също, че отклоняващата се сила в посока от екватора към полюсите се увеличава. Съвсем ясно е, че движението на въздуха, което е възникнало поради разликата в налягането, веднага започва да изпитва влиянието на тази отклоняваща сила. Сама по себе си тази мощност е малка. Но поради непрекъснатостта на действието му в крайна сметка ефектът е много голям. Ако нямаше триене и други влияния, тогава в резултат на непрекъснато действащо отклонение вятърът би могъл да опише затворена крива, близка до кръг. Всъщност, поради влиянието на различни причини, такова отклонение не се случва, но въпреки това все още е много значително. Достатъчно е да се посочат поне пасатите, чиято посока, когато Земята е неподвижна, трябва да съвпада с посоката на меридиана. Междувременно посоката им в северното полукълбо е североизток, в юг - югоизток, а в умерените ширини, където силата на отклонение е още по-голяма, вятърът, духащ от юг на север, придобива посока запад-югозапад (в северното полукълбо) .
Основни системиветрове.Наблюдаваните ветрове на земната повърхност са много разнообразни. В зависимост от причините, които пораждат това разнообразие, ще ги разделим на три големи групи. Първата група включва ветровете, причините за които зависят основно от местните условия, втората - ветрове, дължащи се на общата циркулация на атмосферата, а третата - ветровете на циклони и антициклони. Нека започнем нашето разглеждане с най-простите ветрове, причините за които зависят главно от местните условия. Тук включваме бриз, различни планински, долинни, степни и пустинни ветрове, както и мусонни ветрове, които вече зависят не само от местни причини, но и от общата циркулация на атмосферата.
Ветровете са изключително разнообразни по произход, характер и значение. Така в умерените ширини, където преобладава западният транспорт, преобладават западните ветрове (NW, W, SW). Тези зони заемат огромни пространства - от около 30 до 60° във всяко полукълбо. IN полярни региониветровете духат от полюсите към зоните на ниско налягане на умерените ширини. Тези области са доминирани от североизточни ветрове в Арктика и югоизточни ветрове в Антарктика. При което югоизточни ветровеАнтарктиката, за разлика от Арктика, е по-стабилна и има високи скорости.
Скала на Бофорт - условна скала, която ви позволява визуално да оцените приблизителната сила на вятъра чрез въздействието му върху наземни обекти или от вълни в морето. Разработено от английския адмирал и хидрограф Франсис Бофорт (инж. Франсис Бофорт) през 1806 г.
От 1874 г. той е официално приет за използване в международната синоптична практика. От 1926 г. скалата на Бофорт допълнително показва силата на вятъра в метри в секунда на височина 10 метра от повърхността. В САЩ в допълнение към международната 12-точкова скала от 1955 г. се използва скала, разширена до 17 точки, която се използва за по-точно градиране на ураганните ветрове.
| сила и Средната скороствятър | Вербална дефиниция | Проявление на сушата | Проявление в морето | Приблизителна височина на вълната, m | визуална проява | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| точки от Бофорт | метра в секунда | километра в час | възли | |||||
| 0 | 0-0,2 | 0,0-0,7 | 0-1 | Спокоен | Димът се издига вертикално или почти вертикално, листата на дърветата са неподвижни. | Огледално гладка водна повърхност. | 0 | |
| 1 | 0,3-1,5 | 1,1-5,4 | 1-3 | Тих вятър | Димът се отклонява от вертикалната посока, флюгерът не се върти и не се върти | Леки вълни по морето, без пяна по гребените на вълните. | 0,1 |
|
| 2 | 1,6-3,3 | 5,8-11,9 | 4-6 | Лек бриз | Движението на вятъра се усеща от лицето, листата шумолят, наблюдава се движението на флюгера | Къси вълни със стъкловиден гребен, не се преобръщайте при движение. | 0,3 |
|
| 3 | 3,4-5,4 | 12,2-19,4 | 7-10 | слаб вятър | Знамена и листа се люлеят. | Къси вълни с ясно очертани граници, гребени на вълните образуват пяна при преобръщане, агнета се появяват на отделни вълни. | 0,6 |
|
| 4 | 5,5-7,9 | 19,8-28,4 | 11-16 | умерен вятър | Вятърът вдига прах, леки отломки. Листата и тънките клони са постоянно в движение. | Вълните са удължени, навсякъде се появяват леки агнета | 1,5 |
|
| 5 | 8,0-10,7 | 28,8-38,5 | 17-21 | Свеж бриз | Клоните и тънките стволове на дърветата се люлеят, храстите се люлеят. Вятърът се усеща с ръка. | Не много големи вълни, навсякъде се виждат агнета. | 2,0 |
|
| 6 | 10,8-13,8 | 38,9-49,7 | 22-27 | Силен вятър | Тънки клони се огъват, дебели клони на дървета се люлеят, вятърът бръмчи в жиците. | По цялата повърхност се виждат вълни, от чиито разпенени гребени се разбиват пръски. Плаването с леки лодки не е безопасно. | 3,0 |
|
| 7 | 13,9-17,1 | 50,1-61,6 | 28-33 | силен вятър | Стволовете и дебели клони на дърветата се люлеят. Трудно е да се върви срещу вятъра. | Вълните се натрупват, гребените се чупят, покрити с пяна. Навигацията на леки моторни лодки не е възможна. | 4,5 |
|
| 8 | 17,2-20,7 | 61,9-74,5 | 34-40 | Много силен вятър | Вятърът чупи сухите клони на дърветата, много е трудно да се върви срещу вятъра, не може да се говори без викане. | Високи дълги вълни с пръски. Редове пяна падат по посока на вятъра. | 5,5 |
|
| 9 | 20,8-24,4 | 74,9-87,8 | 41-47 | Буря | Големи дървета се огъват и чупят, леки покриви се откъсват от покривите. | Високи вълни с редове пяна. Спреят пречи на видимостта. | 7,0 |
|
| 10 | 24,5-28,4 | 88,2-102,2 | 48-55 | Силна буря | Изкореняват се дървета, унищожават се отделни сгради. Невъзможно е да отидеш. | Много високи вълни с наведени надолу гребени. Повърхността на водата е покрита с пяна, малки лодки изчезват от погледа зад вълните. | 9,0 |
|
| 11 | 28,5-32,6 | 102,6-117,4 | 56-63 | Силна буря | Катастрофално разрушаване на леки конструкции, изкореняване на дървета. | Високи вълни, покрити с люспи от бяла пяна. Средните кораби са извън полезрението. | 11,5 |
|
| 12 | >32,6 | >117,4 | >63 | ураган | Разрушаване на каменни сгради тотално унищожениерастителност. | Загуба на видимост поради пръскане, водна повърхност, покрита с пяна. Унищожаване на леки кораби. | 12,0 |
|
Вятърът е движението на въздуха в хоризонтална посока по земната повърхност. В каква посока духа зависи от разпределението на зоните на налягане в атмосферата на планетата. Статията разглежда въпроси, свързани със скоростта и посоката на вятъра.
може би, рядко явлениев природата ще има абсолютно спокойно време, защото можете постоянно да усещате, че духа лек бриз. От древни времена човечеството се интересува от посоката на движение на въздуха, така че е изобретена така наречената ветропоказател или анемона. Устройството представлява стрелка, свободно въртяща се по вертикална ос под въздействието на силата на вятъра. Тя му сочи посоката. Ако определите точката на хоризонта, от която духа вятърът, тогава линията, начертана между тази точка и наблюдателя, ще покаже посоката на движение на въздуха.
За да може един наблюдател да предаде информация за вятъра на други хора, се използват понятия като север, юг, изток, запад и различните им комбинации. Тъй като съвкупността от всички посоки образува кръг, словесната формулировка също се дублира със съответната стойност в градуси. Например северният вятър означава 0 o (синята стрелка на компаса сочи на север).
Концепцията за розата на ветровете
Говорейки за посоката и скоростта на движение на въздушните маси, трябва да се каже няколко думи за розата на ветровете. Това е кръг с линии, показващи как тече въздухът. Първото споменаване на този символ е открито в книгите на латинския философ Плиний Стари.
Целият кръг, отразяващ възможните хоризонтални посоки на движението на въздуха напред, е разделен на 32 части върху розата на ветровете. Основните са север (0 o или 360 o), юг (180 o), изток (90 o) и запад (270 o). Получените четири части на кръга се разделят допълнително, образувайки северозапад (315 o), североизток (45 o), югозапад (225 o) и югоизток (135 o). Получените 8 части от кръга отново се разделят наполовина всяка, което образува допълнителни линии върху розата на ветровете. Тъй като резултатът е 32 реда, ъгловото разстояние между тях е равно на 11,25 o (360 o /32).
Отбележи, че отличителна чертаРозата на ветровете е изображение на лилис, разположен над северната икона (N).
Откъде духа вятърът?
Хоризонталните движения на големи въздушни маси винаги се извършват от зони високо наляганев райони с по-ниска плътност на въздуха. В същото време можете да отговорите на въпроса каква е скоростта на вятъра, като изучавате местоположението географска картаизобари, тоест широки линии, в които въздушното налягане е постоянно. Скоростта и посоката на движение на въздушните маси се определят от два основни фактора:
- Вятърът винаги духа от областите, където стои антициклонът, до областите, обхванати от циклона. Това може да се разбере, ако си спомним това в първия случай въпросниятотносно зоните високо кръвно налягане, а във втория случай - намален.
- Скоростта на вятъра е правопропорционална на разстоянието, което разделя две съседни изобари. Наистина, колкото по-голямо е това разстояние, толкова по-слаб ще се усеща спада на налягането (в математиката казват градиент), което означава, че движението на въздуха напред ще бъде по-бавно, отколкото в случай на малки разстояния между изобарите и големи градиенти на налягането.
Фактори, влияещи върху скоростта на вятъра
Един от тях и най-важният вече беше изразен по-горе - това е градиентът на налягането между съседните въздушни маси.
Освен това средната скорост на вятъра зависи от топографията на повърхността, над която духа. Всякакви неравности в тази повърхност значително затрудняват движението на въздушните маси напред. Например всеки, който е бил поне веднъж в планината, е трябвало да забележи, че ветровете са слаби в подножието. Колкото по-високо се изкачвате по склона на планината, толкова по-силен се усеща вятърът.
По същата причина ветровете духат по-силно над морската повърхност, отколкото над сушата. Често е ерозиран от дерета, покрит с гори, хълмове и планински вериги. Всички тези разнородности, които не са над моретата и океаните, забавят всякакви пориви на вятъра.
Високо над земната повърхност (от порядъка на няколко километра) няма пречки за хоризонталното движение на въздуха, така че скоростта на вятъра в горната тропосфера е висока.
Друг фактор, който е важно да се вземе предвид, когато говорим за скоростта на движение на въздушните маси, е силата на Кориолис. Той се генерира поради въртенето на нашата планета и тъй като атмосферата има инерционни свойства, всяко движение на въздуха в нея се отклонява. Поради факта, че Земята се върти от запад на изток около собствената си ос, действието на силата на Кориолис води до отклонение на вятъра надясно в северното полукълбо и наляво в южното.
Любопитно е, че посоченият ефект на силата на Кориолис, който е незначителен в ниски географски ширини(тропиците), оказва силно влияние върху климата на тези зони. Факт е, че забавянето на скоростта на вятъра в тропиците и на екватора се компенсира от увеличените възходящи течения. Последните от своя страна водят до интензивно образуване купести облаци, които са източници на силни тропически дъждове.
Инструмент за измерване на скоростта на вятъра
Това е анемометър, който се състои от три чаши, разположени под ъгъл от 120 o една спрямо друга и фиксирани върху вертикална ос. Принципът на действие на анемометъра е доста прост. Когато духа вятър, чашите изпитват неговия натиск и започват да се въртят по оста. Колкото по-силно е налягането на въздуха, толкова по-бързо се въртят. Чрез измерване на скоростта на това въртене може точно да се определи скоростта на вятъра в m/s (метри в секунда). Съвременните анемометри са оборудвани със специални електрически системи, които независимо изчисляват измерената стойност.
Инструментът за скорост на вятъра, базиран на въртенето на чашите, не е единственият. Има още един прост инструмент, наречен тръба на Пито. Това устройство измерва динамичното и статичното налягане на вятъра, разликата между които може точно да изчисли скоростта му.
Скала на Бофорт
Информацията за скоростта на вятъра, изразена в метри в секунда или километри в час, за повечето хора - и особено за моряците - казва малко. Затова през 19 век английският адмирал Франсис Бофорт предлага да се използва някаква емпирична скала за оценка, която се състои от 12-точкова система.
Колкото по-висока е скалата на Бофорт, толкова по-силен духа вятърът. Например:
- Числото 0 съответства на абсолютно спокойствие. С него вятърът духа със скорост не по-голяма от 1 mph, тоест по-малко от 2 km / h (по-малко от 1 m / s).
- Средата на скалата (число 6) съответства на силен бриз, чиято скорост достига 40-50 km/h (11-14 m/s). Такъв вятър може да вдигне големи вълнина морето.
- Максимумът по скалата на Бофорт (12) е ураган, чиято скорост надвишава 120 km/h (повече от 30 m/s).
Основните ветрове на планетата Земя
Те обикновено се класифицират в един от четирите типа в атмосферата на нашата планета:
- Глобални. Образува се в резултат на различната способност на континентите и океаните да се нагряват слънчеви лъчи.
- Сезонен. Тези ветрове се променят със сезона на годината, което определя колко слънчева енергия получава дадена област от планетата.
- Местни. Те са свързани с характеристики географско местоположениеи топография на въпросната област.
- Въртящ се. Това са най-силните движения на въздушните маси, които водят до образуването на урагани.
Защо е важно да изучаваме ветровете?
В допълнение към факта, че информацията за скоростта на вятъра е включена в прогнозата за времето, която всеки жител на планетата взема предвид в живота си, движението на въздуха играе важна роля в редица природни процеси.
И така, той е носител на цветен прашец и участва в разпространението на техните семена. Освен това вятърът е един от основните източници на ерозия. Разрушителното му действие е най-силно изразено в пустините, когато теренът се променя драстично през деня.
Също така не трябва да се забравя, че вятърът е енергията, която хората използват икономическа дейност. Според общите оценки вятърната енергия съставлява около 2% от цялата слънчева енергия, падаща на нашата планета.