Vântul este un flux de aer care se deplasează, de regulă, într-o direcție orizontală dintr-o zonă cu presiune atmosferică ridicată spre o zonă de joasă. Principalele sale proprietăți sunt direcția, rezistența și durata.
Cum se formează vântul?
Principala cauză a formării vântului este distribuția inegală a presiunii atmosferice. Razele soarelui, ajungând la suprafața Pământului, încălzesc oceanul și pământul. Mai mult, temperatura din diferite părți ale planetei noastre crește inegal.
De exemplu, zona ecuatorului și centurile corespunzătoare sunt cele mai încălzite. Temperatura apelor oceanelor crește mai puțin intens decât temperatura pământului, cu toate acestea, corpurile de apă rețin căldura mai mult timp.
Astfel, masele de aer sunt, de asemenea, încălzite neuniform. Se formează zone cu presiuni diferite, ceea ce duce la circulația aerului. Deci, fluxurile încălzite (ascendente) din zona de presiune joasă se grăbesc. Între timp, aerul răcit (curge în jos) coboară și se grăbește spre zona de joasă presiune.
Atmosfera Pământului nu se oprește nici o secundă. Procesul circulației aerului este de natură globală. Atunci când fluxuri masive de aer cald și rece se ciocnesc, apar vânturi de diferite intensități.
Clasificarea vitezei vântului în puncte de pe scara Beaufort
În lume, se obișnuiește să se distingă vântul în viteză și forță în puncte de la 0 la 12. Pentru aceasta, se folosește scara Beaufort, dezvoltată de marinarul, cartograful și amiralul irlandez, Francis Beaufort.
Beaufort a avut multe merite și talente, dar a câștigat faimă la nivel mondial tocmai datorită acestei scări. În timpul serviciului său în Marina, Francis a efectuat periodic observații ale vântului. A notat datele într-un jurnal. În viitor, observația l-a ajutat să dezvolte scara, care a fost aprobată oficial în 1838.
Fapt interesant: Pentru a aduce un omagiu serviciilor distinse ale lui Francis Beaufort, el a fost numit după mare, insula Antarctică și pelerina din nordul Canadei.
În secolul XX, scara Beaufort a fost finalizată: sistemul de 12 puncte a fost extins la 17, astfel încât este posibilă clasificarea vânturilor mai ales puternice, de exemplu, tifonii. Dar versiunea extinsă este folosită doar în acele zone în care astfel de tifoane apar destul de des (China, Taiwan etc.).
Conform scării Beaufort, puterea vântului este determinată de 2 criterii:
- emoția mării deschise;
- efectul vântului asupra obiectelor terestre.
În consecință, există 2 tabele: una pentru uscat, cealaltă pentru oceanul deschis. Tabelul pentru sol arată puterea și viteza vântului în metri pe secundă. În a doua opțiune, viteza vântului este dată în noduri. Ambele scale indică caracteristici comune care pot determina rezistența fluxului de aer.
Direcția vântului
Direcția vântului depinde în principal de diferența de presiune atmosferică și de rotația Pământului. S-a observat că la poli de pe planetă predomină vânturile de est. În zona temperată din ambele emisfere, vânturile suflă spre vest.
În zona tropicală, există curenți de aer spre est. Există, de asemenea, zone mari în care vântul se mișcă vertical, respectând regula presiunii atmosferice joase și mari. Acestea sunt zone subtropicale și subpolare.
În climatologie și meteorologie există conceptul de trandafir vânt. Aceasta este o diagramă de tip vectorial care afișează regimul vântului într-o zonă dată, pe baza unei observații continue.
Roza vântului este un poligon ale cărui raze se diverge de centrul diagramei. În funcție de lungimea fiecărui fascicul, puteți judeca cât de des bate vântul într-o anumită direcție. Aceste informații sunt luate în considerare în timpul construcției de infrastructuri (drumuri, benzi de aterizare etc.) și în multe alte industrii.
Fapt interesant: un adevărat trandafir de vânt are neapărat raze diferite. Dacă toate razele din imagine sunt distribuite uniform, aceasta este doar o reprezentare grafică a punctelor cardinale.
Tipuri de vânturi
Conform clasificării principale, vânturile sunt împărțite în constante (sau predominante) și sezoniere.
Se numesc vânturi permanente care nu-și schimbă direcția. Se formează datorită contactului zonelor cu presiune înaltă și joasă. Vânturile de sezon, în consecință, își schimbă direcția în funcție de sezonul curent.
O categorie separată este de asemenea făcută de vânturile locale. Acestea sunt mase de aer care circulă doar în anumite zone ale planetei. Mai mult, ei determină condițiile climatice din această zonă.
Permanent
Soiuri de vânt predominant:
- vânturi comerciale;
- occidental
- Est.
Vânturi comerciale - vânturi care suflă dinspre est între tropice și se grăbesc spre ecuator. Sunt separate de o bandă fără vânt. Vânturile comerciale sunt cele care direcționează ciclonii tropicali în direcția de vest.
Vânturile temperate ale vestului reprezintă curenții de aer care predomină la latitudinea moderată - între 35 și 65 de grade latitudine nordică și sudică. Ei se deplasează de la vest la est.
Vânturile de est ale regiunilor polare sunt direcționate de la zone de înaltă presiune la zone de joasă presiune.
Sezonier
Vânturile de sezon sunt reprezentate de o singură categorie - musoni. Suflă în tropice de câteva luni. În același timp, de două ori pe an, musonii își schimbă brusc direcția.
Vara, aerul curge de la ocean la uscat, iar iarna, invers - de la continent la ocean. Musonii aduc cu ei o cantitate mare de precipitații în sezonul cald. Formarea vânturilor are loc în estul și sud-estul Asiei.
Local
Vânturile locale sunt cele mai diverse. Printre acestea, se pot distinge următoarele tipuri:
- Briza este un flux cald de aer la joncțiunea corpurilor de apă de mare și a coastei de coastă. Schimbă direcția de două ori pe zi. În timpul zilei, o adiere suflă de la mare la uscat, noaptea - din coastă spre mare.
- Samum este un vânt uscat de tip deșert care poartă mase enorme de nisip. Se găsește în deșerturile africane și în Peninsula Arabică.
- Sirocco - aerul curge peste Africa de Nord și Mediterana, care au direcția sud-vest și sud.
- Bora - vânturile formate în zonele în care munții se învecinează cu mările. Temperatura fluxurilor depinde de anotimp. Direcția este de la munte la mare.
- Fönn - vânt care suflă rafale din munți spre văi. Se caracterizează prin uscăciune și apare datorită diferenței de înălțime într-o zonă mică. Distribuit în regiunile muntoase din America de Nord, Eurasia.
- Vânt uscat - apare în zona temperată peste stepele și deșerturile. Aerul este uscat și fierbinte.
- Norderul este un vânt observat în Golful Mexic și care suflă din nord.
- Zuyd - numele se referă la vântul de sud întâlnit la polul nord.
- Marshmallows - un curent de aer în partea de est a Mediteranei care are loc în sezonul cald.
Există, de asemenea, tipuri neobișnuite de vânt, cum ar fi o tornadă (un uragan găsit în America de Nord), un habub (furtuni de nisip africane), viscol (o furtună canadiană de zăpadă ca o furtună de zăpadă sibiană), hamsin (un balan fierbinte în Arabia Saudită care durează aproximativ 50 de zile) și altele .
Cum se măsoară viteza vântului?
Pentru a măsura viteza vântului, au fost inventate instrumente speciale numite anemometre. Sunt mecanice, ultrasonice și termice. Mecanicele sunt împărțite în cupă și paletă.
Un anemometru de ceașcă este considerat cel mai frecvent. Un astfel de dispozitiv este format din boluri emisferice și un rotor. În acest caz, bolurile sunt montate pe rotor și când bate vântul încep să se rotească.
La baza acestei metode de măsurare se află diferența de presiune pe care vântul o creează pe laturile convexe și concave ale bolurilor. Viteza rotorului corespunde vitezei vântului.
Ce determină viteza și puterea vântului?
Viteza vântului depinde de cât de mare este diferența de presiune atmosferică între teritorii. Astfel, cu cât vântul se mișcă mai repede, cu atât este mai mare indicatorul puterii sale cu care debitul acționează asupra obiectelor din jur.
De exemplu, putem lua trei teritorii: pe un barometru arată 765 mm de coloană de mercur, pe cealaltă - 760, pe a treia - 750. Vântul care bate din primul teritoriu va fi mai puternic și mai rapid în al treilea decât în al doilea din cauza diferenței mai mari de presiune. .
Ce vânturi determină formarea diferiților curenți?
Curenții mării sunt fluxuri puternice de apă, care se mișcă constant sau apar periodic în mări și oceane. Curenții apar din diverse motive, dintre care unul este vântul.
Cauzate de vânt, curenții se împart în două tipuri:
- Deriva - se formează numai sub influența vântului.
- Vântul (combinat) - apar nu numai din cauza forței vântului, ci în combinație cu densitatea diferită a apei, panta nivelului mării.
Direcția de curgere depinde de ce direcție se deplasează fluxul de aer. Curenții de vânt sunt întotdeauna doar superficiali. Cele mai puternice dintre ele sunt Vânturile de Vest, a căror lungime este de aproximativ 30.000 km, precum și curenții South Passat.
Fapt interesant: Cursul vânturilor de Vest sau al circumpolarului Antarctic este singurul curent de apă care trece prin toate meridianele.
Astfel, curenții marini provoacă musoni, vânturi comerciale și vânturi spre vest.
De ce presiunea pe timp de iarnă este mai mare pe uscat decât peste ocean și invers în timpul verii?
Iarna, continentul se răcește mai repede decât apele oceanului. Astfel, aerul se răcește pe continent și nivelul presiunii crește. Deasupra coloanei de apă, aerul este mai cald, iar presiunea este mai mică.
Vara, se observă situația opusă. Suprafața pământului se încălzește mai repede, astfel încât deasupra ei se formează o regiune de joasă presiune. Peste oceanul rece - presiune ridicată.
Aceasta determină, de asemenea, direcția musonilor în diferite perioade ale anului. Musonul de vară bate spre continent, iar musonul de iarnă spre ocean.
Utilizarea umană a vântului
Vântul este o sursă elementară de energie, care, în plus, este ecologică. Iar conservarea ecologiei este una dintre principalele sarcini actuale ale omenirii. Interesant este că energia eoliană servește oamenii de mult timp.
Anterior, acestea au fost cele mai simple dispozitive precum mori. Instalații eoliene integrate sunt în construcție, cu ajutorul cărora energia eoliană este transformată în energie electrică.
Energia eoliană poate fi transformată în următoarele tipuri de energie:
- cinetic - pentru mișcarea navelor de navigație (în trecut), zboruri de baloane;
- mecanice - pentru instalații care pompează apă și măcină boabele (metode învechite);
- electric - pentru producerea de energie electrică.
După potențial, energia eoliană se află pe locul șase în lista surselor posibile după radiații solare, cărbune, uraniu, petrol și gaze naturale. Deci, cantitatea posibilă de energie electrică care poate fi obținută de la centralele eoliene este de aproximativ 25-700 TW pe an.
Fapt interesant: Conform calculelor Consiliului Mondial al Energiei Eoliene, dezvoltarea activă a energiei eoliene va reduce cantitatea de dioxid de carbon emisă în atmosferă cu 1,5 miliarde de tone pe an.
Țările conducătoare în domeniul energiei eoliene (2015):
- China - 115.000 MW.
- SUA - 65.000 MW.
- Germania - 39.000 MW.
- Spania - 22.000 MW.
- India - 22.000 MW.
- Marea Britanie - 12.000 MW.
- Canada - 10.000 MW.
- Franța - 9.000 MW.
- Italia - 8.000 MW.
- Brazilia - 6.000 MW.
În Rusia, energia eoliană este slab dezvoltată și există mai multe motive pentru aceasta. În primul rând, viteza medie a vântului pe întreg teritoriul este de aproximativ 5 m / s (calcule anuale). Acesta este un indicator insuficient pentru instalațiile standard, astfel încât se adaugă costul echipamentelor suplimentare.
În al doilea rând, este de preferat să alegeți surse stabile de energie care să fie independente de diverși factori (în special cei naturali). Energia eoliană din țara noastră este asociată cu multe alte deficiențe, mai ales când vine vorba de volume mici. De exemplu, costul ridicat al echipamentului, funcționarea problematică, întreținerea sistemelor etc.
Valoare în natură
Vântul este cel mai important factor natural care afectează componentele naturii: condițiile climatice, procesele geologice, plantele, animalele etc.
Principalele efecte ale vânturilor:
- Apariția curenților oceanici puternici care determină climatul zonelor înconjurătoare.
- Eroziunea solului datorită suflarii particulelor mici.
- Formarea de noi forme de teren. De exemplu, transferul și așezarea nisipului de către vânt duce la apariția dunelor de nisip.
- Transportul în deșert și poluarea aerului. De exemplu, vara, vânturile comerciale din emisfera nordică suflă. În același timp, ei se apropie treptat de zonele deșerturilor subtropicale. Drept urmare, praful din Sahara de-a lungul sezonului ajunge în partea de sud-est a Americii de Nord.
- Răspândirea incendiilor. Vântul este unul dintre principalii factori care afectează răspândirea rapidă a incendiilor, în special a incendiilor forestiere.
- Efect asupra plantelor. Fluxurile de aer răspândesc semințele unor plante, limitează creșterea copacilor și, de asemenea, pot provoca pagube mecanice prin transportarea particulelor solide.
- Efect asupra animalelor. Vântul intensifică frigul în combinație cu temperaturile scăzute - acesta este principalul aspect al impactului său asupra lumii animale. De exemplu, pinguini, păsări, insecte sunt nevoiți să se adapteze influenței vântului. Mișcarea maselor de aer este benefică pentru unele specii - cerbii recunosc prădătorii de departe datorită simțului acut al mirosului.
Fapt interesant: cele mai faimoase plante care se răspândesc datorită vântului sunt păpădia, paltinul, pâlpâia. Polenizarea multor plante se produce din cauza transferului de polen.
De ce vântul bate de la mare la uscat în timpul zilei și invers, noaptea?
Factorul de bază este temperatura și presiunea atmosferică corespunzătoare, cum este cazul musonilor de iarnă / vară. Dar vântul care se formează la granița cu rezervorul terestru și maritim are un nume propriu - o adiere.
În timpul zilei, terenul se încălzește mai repede decât apa, astfel încât vântul să sufle în zona de presiune joasă. Noaptea, suprafața pământului se răcește mai repede, iar apa rămâne caldă, astfel că briza schimbă direcția și suflă spre mare.
Dincolo de Pământ
În afara planetei noastre, se disting mai multe tipuri de vânturi:
- solar;
- planetar;
- străin.
Vântul solar nu este mișcarea curenților de aer, ci plasma pe care atmosfera solară o emite. Acest fenomen se produce cu o viteză de aproximativ 400 km / s. Heliosfera este o secțiune mare a spațiului interstelar care înconjoară sistemul solar și este formată de vântul solar.
Fapt interesant: Câmpul magnetic al Pământului împiedică vântul să intre în atmosferă. Dar, uneori, licăriri pe Soare sunt atât de puternice, încât vântul solar rupe totuși această protecție și provoacă furtuni aurore, magnetice.
Un vânt planetar este mișcarea gazelor în atmosfera superioară a planetei. Din această cauză, planeta pierde capacitatea de a interacționa cu alte particule de gaz. Dacă astfel de procese continuă mulți ani, planeta își poate pierde atmosfera, aprovizionarea cu apă etc.
Pe alte planete, există și vânturi diferite. Pe Venus, acestea sufla cu o viteză de 83 m / s și pot zbura în jurul planetei în câteva zile pe Pământ. Pe Jupiter, vântul atinge 100 m / s sau mai mult. Curentele cele mai puternice de pe Saturn sunt de aproximativ 375 m / s.
Fapt interesant: se știe că pe Marte există mai multe tipuri de vânturi. De exemplu, tornadele de praf și vânturile care suflă din stâlpi cu o viteză de aproximativ 110 m / s.