Что такое ветер с точки зрения физики
Что такое ветер и откуда он берётся?
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. Ветер у всех народов символизирует свободную натуру, неподвластную привязанностям и обязательствам.
Он подчиняется только своим желаниям, непредсказуем и может оказаться как другом, так и врагом. Но что такое ветер на самом деле, как он возникает и можно ли его подчинить?
Что такое ветер?
С научной точки зрения ветром называется перемещение воздушной массы из зоны высокого давления в зону пониженного давления. Как правило, эти перемещения направлены горизонтально.
Что такое ветер?
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.
До сих пор метеорологи не научились с достаточно высокой достоверностью предсказывать поведение воздушных масс атмосферы. Огромную помощь в этом оказывает спутниковая съемка, однако она только фиксирует происходящие процессы.
Точно угадывать зарождение и направление, а тем более управлять «поведением» ветров и ураганов люди до сих пор не научились, однако общие закономерности движения воздушных масс уже достаточно изучены.
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.
Откуда появляется ветер?
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. А на его место устремляется более холодный воздух из соседней зоны.
Сталкиваясь друг с другом, теплые и холодные воздушные потоки порой образуют шквалы. Эти процессы идут над всей поверхностью планеты, которая при взгляде сверху напоминает бурлящий котел. Там сталкиваются и кружатся в различных направлениях воздушные течения, увлекая за собой белую пену облаков.
Направление ветра
Если бы поверхность Земли везде нагревалась одинаково, у нас не существовало бы капризов погоды. Воздушные потоки перемещались бы только в вертикальном направлении: холодные – вниз, а теплые – вверх. Однако нагрев протекает по-разному. В районе экватора воздух всегда хорошо нагрет и поднимается вверх, а ему на смену устремляются холодные массы из более холодных областей.
Столкновения этих масс происходят в разных частях планеты, но всегда они приводят к образованию сильных ветров. Воздушные потоки выбирают разные направления, смотря по сопутствующим обстоятельствам.
Основными факторами, оказывающими влияние на направления ветров, являются вращение планеты и разница атмосферного давления. В районах полюсов доминирующим направлением ветров является восточное. А в умеренном поясе Северного и Южного полушарий дуют преимущественно западные ветры.
Направление ветра
Тропический пояс находится во власти ветров восточного направления. Между этими основными зонами ветрообразования лежат четыре пояса относительного затишья. Например, по два приполярных и субтропических, где воздух движется преимущественно вертикально. Нагретый уходит вверх, а холодный опускается к поверхности земли.
Ветры играют важную роль в поддержании климатического равновесия планеты. Они переносят влагу, испаренную океанами, на сушу.
Откуда берется ветер и почему он дует в разных направлениях
Вопросы о том, как устроена жизнь на Земле, начинают волновать нас с детства. Родителям не всегда бывает просто объяснить то, что считается очевидным. Большой интерес, например, вызывает такое атмосферное явление, как ветер. Что это такое, откуда берется ветер, что обуславливает его направление? Мы попытаемся ответить на эти вопросы, не вдаваясь в сложную профессиональную терминологию, так, чтобы это было понятно любому человеку в сознательном возрасте.
Из чего состоит ветер?
Ветер невозможно увидеть. Только почувствовать силу его дуновения или сопротивление, если, например, вы высунете руку из едущей на большой скорости машины. Тогда возникает резонный вопрос, какое вещество лежит в основе ветра? Ветер сам по себе — это не что иное, как поток воздуха. И состав его обусловлен составом воздуха: водород, кислород, азот и другие элементы, о которых большинству из нас известно с уроков химии.
Чем обусловлено движение воздушных масс?
Заглядывая вглубь процесса, нам становится очевидным, что все компоненты воздуха состоят из молекул (мельчайших частиц), которые двигаются в определенном направлении. Само движение обусловлено разницей в давлении в разных местах пространства земной атмосферы. В свою очередь, на давление оказывают влияние температурные данные: на теплых участках молекулы находятся на большем расстоянии друг от друга, чем на холодных. В последнем случае давление, соответственно, будет выше. При перетекании воздушных масс из одной области давления в другую и происходит дуновение. Отсюда и берется ветер.
Типы ветров
Вполне очевидно из разницы давления в атмосфере, что ветра и их направления не могут быть одинаковыми. Впрочем, есть один физический закон, единый для всей атмосферы Земли. Это горизонтальное движение воздушных масс. Изучая особенности атмосфер других планет, ученым удалось выяснить, что это характерная особенность Земли. Итак, на глобальном уровне все ветра можно условно разделить на пассатные и муссонные. Первыми называют постоянно перемещающиеся из-за вышеупомянутых колебаний давления в атмосфере воздушные массы. А вот муссоны появляются в зависимости от смены времени года и дуют на несколько месяцев. Для них характерны определенные температурные колебания.
Ветра в зависимости от их силы и длительности
Это более узкая классификация ветров, которая дает возможность ученым-метеорологам лучше следить за погодными явлениями. Итак, ветер малой силы, который берется с океанских и морских побережий и дует в течение долгих часов и даже дней, принято называть бризом. Для человека с тактильной точки зрения это один из самых приятных ветров. Порывом называется скоростное движение воздуха с большой силой. Продолжительность одного порыва редко превышает несколько секунд. Шквалистый ветер сочетает в себе признаки бриза и порыва – он дует долго, но при этом очень сильно. При таких ветрах метеорологи, как правило, объявляют повышенный уровень погодной опасности. Существуют и экстремально сильные ветра, которые способны нанести серьезный вред людям и инфраструктуре – это ураганный ветер, буря и шторм, если речь идет о прибрежной непогоде.
Поделитесь постом с друзьями!
Ветер
Из Википедии — свободной энциклопедии
| Скорость ветра | |
|---|---|
v → = d r → d t <\displaystyle <\vec  | |
| Размерность | LT −1 |
| Единицы измерения | |
| СИ | м/с |
| СГС | см/с |
| Примечания | |
| Вектор | |
Ве́тер — поток воздуха, который движется около земной поверхности. На Земле ветер представляет собой движущийся преимущественно в горизонтальном направлении поток воздуха, на других планетах — поток свойственных им атмосферных газов. В Солнечной системе сильнейшие ветры наблюдаются на Нептуне и Сатурне. Солнечный ветер представляет собой поток разрежённых газов от звезды, а планетарный ветер — поток газов, отвечающий за дегазацию планетарной атмосферы в космическое пространство. Ветры, как правило, классифицируют по масштабам, скорости, видам сил, которые их вызывают, местам распространения и воздействию на окружающую среду.
В первую очередь ветры классифицируют по их силе, продолжительности и направлению. Так, порывами принято считать кратковременные (несколько секунд) и сильные перемещения воздуха. Сильные ветры средней продолжительности (примерно 1 мин) называют шквалами. Названия более продолжительных ветров зависят от силы, например, такими названиями являются бриз, буря, шторм, ураган, тайфун. Продолжительность ветра также сильно варьируется: некоторые грозы могут длиться несколько минут; бриз, зависящий от особенностей рельефа, а именно от разницы нагрева его элементов, — несколько часов; продолжительность глобальных ветров, вызванных сезонными изменениями температуры, — муссонов — составляет несколько месяцев, тогда как глобальные ветры, вызванные разницей в температуре на разных широтах и силой Кориолиса, — пассаты — дуют постоянно. Муссоны и пассаты являются ветрами, из которых слагается общая и местная циркуляция атмосферы.
Ветры всегда влияли на человеческую цивилизацию. Они порождали мифологические представления, в определённой мере определяли некоторые [ какие? ] исторические действия, диапазон торговли, культурное развитие и войны, поставляли энергию для разнообразных механизмов производства энергии, создавали возможности для ряда форм отдыха. Благодаря парусным судам, которые двигались за счёт ветра, люди получили возможность преодолевать большие расстояния по морям и океанам. Воздушные шары, также движимые с использованием силы ветра, впервые позволили отправляться в воздушные путешествия, а современные летательные аппараты используют ветер для увеличения подъемной силы и экономии топлива. Однако ветры бывают и небезопасны: так, их градиентные колебания могут вызвать потерю контроля над самолётом; быстрые ветры, а также вызванные ими большие волны на крупных водоемах часто приводят к разрушению искусственных построек, а в некоторых случаях ветры увеличивают масштабы пожара.
Ветры оказывают воздействие и на формирование рельефа, вызывая аккумуляцию эоловых отложений, формирующих различные виды грунтов. Они могут переносить пески и пыль из пустынь на большие расстояния. Ветры разносят семена растений и помогают передвижению летающих животных, что приводит к расширению разнообразия видов на новой территории. Связанные с ветром явления разнообразными способами влияют на живую природу.
Ветер возникает в результате неравномерного распределения атмосферного давления, он направлен от зоны высокого давления к зоне низкого давления. Вследствие непрерывного изменения давления во времени и пространстве скорость и направление ветра также постоянно меняются. С высотой скорость ветра изменяется ввиду убывания силы трения.
Для визуальной оценки скорости ветра служит шкала Бофорта. В метеорологии направление ветра указывается азимутом точки, откуда дует ветер, тогда как в аэронавигации [1] — азимутом точки, куда он дует; таким образом, значения различаются на 180°. По результатам многолетних наблюдений за направлением и силой ветра составляют график, изображаемый в виде так называемой розы ветров, отображающей режим ветра в конкретной местности.
В ряде случаев важно не направление ветра, а положение объекта относительно него. Так, при охоте на животное с острым нюхом к нему подходят с подветренной стороны [2] — во избежание распространения запаха от охотника в сторону животного.
Вертикальное движение воздуха называют восходящим или нисходящим потоком.
Ветры и их характеристики, как образуются ветры и куда дуют
Содержание:
Ветер – процесс передвижения воздушных масс над поверхностью земли. Зачастую в заданиях есть следующий вопрос: укажите главную причину образования ветра. Главная причина – перепады атмосферного давления над разными регионами. Воздух из областей с высоким давлением начинает активно двигаться в зоны с низким давлением, за счет чего начинает дуть ветер.
Ветер формируется из воздушного потока, который движется в основном по горизонтальной траектории, параллельно Земле. Наиболее сильные ветры свойственны для двух планет — Сатурна и Нептуна.
Как называется ветер, дующий в сторону берега
Основные характеристики ветров — скорость, направление. Ветер может возникать внезапно в районе гор, на море или реке. Для определения направления используется компас, который показывает движение воздушного потока. На реке удобно определять, откуда дует ветер, в соответствии с течением. Если он дует в одном направлении с течением, его называют верховым ветром. Для низовых ветров характерно дуновение против направления течения реки.
Если воздух движется на берег, при этом отмечается небольшой или прямой угол, тогда название ветров в России – навальные ветра. Дуновение с берега к реке – отвальные ветра. Для измерения скорости движения воздушных масс используется километр в час или метр в секунду. Также применяют балльную оценку.
Что такое бриз в географии, что такое бора в географии
Рассмотрим, что такое дневной бриз в географии. Бриз – это ветер, имеющий суточную периодичность. Он формируется на побережье большого озера или моря. Возможно возникновение бриз рядом с крупной рекой. Куда дует дневной бриз? Он направляется от водоема к территории суши. Ночные бризы также называют береговыми. Они двигаются в противоположном направлении – от берега к водоему. Общие характеристики бризов:
Еще один тип ветра – бора. Это зимние ветра, которые двигаются от небольших гор к побережью водоемов. Средняя скорость движения – пятьдесят метров за секунду. Для зимних явлений характерно обилие порывов, которые достигают и ста метров в секунду.
Какие бывают ветра – названия, список
Для формирования ветра не обязательно нужен водоем или долина. Все зависит от типа движения воздушных масс. Рассмотрим основные виды ветра:
Отдельный класс ветров – планетарный. К нему относятся:
Что такое ветер
Причины образования
Ни для кого не секрет, что ветер существует. Однако почему в некоторые дни ветра нет, в некоторые дни он слабый, в некоторые дни сильный, а в некоторые дни случаются настоящий ураган? Причина заключается в разном прогревании различных регионов суши, вследствие чего в этих регионах наблюдается различное атмосферное давление. Проще всего это показать на примере береговой зоны, где суша всегда нагревается быстрее, чем вода. Как итог воздух над земной поверхностью более горячий и по законам физики, становясь легче, поднимается вверх. Освободившееся место занимает холодный воздух с моря. Если говорить научным языком, то всё это связано напрямую с атмосферным давлением. Воздух всегда движется из области с более высоким атмосферным давлением к области с более низким атмосферным давлением. Если вернуться к примеру выше, то воздух над сушей прогревается быстрее, а значит атмосферное давление падает. Над морем воздух прогревается не так быстро, а значит атмосферное давление падает не так сильно. В результате образуется разброс между показателями. Как только между двумя регионами образуется разница в атмосферном давлении, начинает дуть ветер. Причем, чем сильнее эта разница, тем сильнее ветер.
Чем характеризуется ветер
Скорость
| Баллы | Название | Скорость (м/с) | Характеристика |
|---|---|---|---|
| 0 | Штиль | до 0,2 | Дым из труб поднимается прямо вверх |
| 1 | Тихий | 0,3-1,5 | Дым из труб имеет легкий наклон в сторону ветра |
| 2 | Легкий | 1,6-3,3 | Листья на деревьях слабо шевелятся |
| 3 | Слабый | 3,4-5,4 | Листья на деревьях достаточно сильно шевелятся |
| 4 | Умеренный | 5,5-7,9 | С земли поднимаются листья, пыль и другие легкие предметы. |
| 5 | Свежий | 8-10,7 | Тонкие деревья начинают качаться |
| 6 | Сильный | 10,8-13,8 | Толстые деревья начинают качаться |
| 7 | Крепкий | 13,9-17,1 | Сгибает стволы деревьев |
| 8 | Очень крепкий | 17,2-20,7 | На деревьях начинают ломаться ветки |
| 9 | Шторм | 20,824,4 | У домов отлетают трубы и черепица |
| 10 | Сильный шторм | 24,5-28,4 | Даже достаточно крупные деревья вырываются с корнем |
| 11 | Жестокий шторм | 28,5-32,6 | Массовые повреждения |
| 12 | Ураган | более 32,7 | Массовые разрушения |
Скорость ветра всегда измеряется в метрах в секунду. Если говорить о земной поверхности, то чаще всего ветер здесь дует со скоростью до 8 м/с. Для измерения скорости используется анемометр. Этот прибор устанавливается на высоте 2 метра на открытой местности.
Скорость ветра напрямую зависит от разницы атмосферного давления: чем больше разница, тем ветер дует сильнее. Для понимания того, как в географии это условие отрабатывает на практике, рассмотрим ситуацию когда у нас нет данных о скорости, но есть данные об уровне атмосферного давления в разных регионах:
Направление ветра
В географии для определения направления ветра используется прибор флюгер. Главная особенность этого прибора заключается в том, что он устанавливается на открытой местности, и может свободно вращаться на своей оси. В результате, по позиции, которую занимают флюгер можно определить господствующее направление ветра. Обычно флюгер устанавливаются на высоте от 10 до 13 м, и очень важно, чтобы место установки было на открытом пространстве.
Если говорить о направлении, то оно определяется по стороне откуда берет начало ветер. Например, если воздушные массы перемещаются с юга на север, можно говорить о южном ветре. Само по себе направление ветра может дать непосредственное знание о погоде, которая может с этим ветром прийти, а также позволяет метеорологом создавать карту розы ветров, чтобы понимать, какое направление движения ветра и воздушных масс является наиболее вероятным в конкретное время года в конкретном регионе. Роза ветров обычно строятся за месяц или больший период времени, а карта выглядит примерно следующим образом.
В одном из следующих материалов мы поговорим о том, что собой представляет роза ветров более подробно, а сейчас можно сказать только то, что этот график показывает доминирование определенного направления ветра. В данном случае мы видим доминирование северного ветра надо южном.
Типы ветров
Все ветры, которые дуют на Земле, можно разделить на 3 большие категории:
Переменные ветры
Днем вода холодная, а суша достаточно быстро прогревается. Это означает, что над водой атмосферное давление выше, а над сушей ниже. Теплый воздух поднимается, и начинает дуть прохладный ветер с моря.
В ночное время ситуация меняется. На этот раз суша более прохладная, поскольку быстро остывает, а море продолжает сохранять тепло. Следовательно, теплый воздух над морем поднимается вверх и с суши дует прохладный ветерок.
Именно с этим свойством бриза связан тот факт, что раньше, когда корабли были в основном парусными, рыбки выходили на промысел ночью (был попутный ветер В море), а возвращались утром (был попутный ветер С моря).
Все, о чем мы говорили выше, характерно и для муссонов, представляющих собой аналог бриза, но со сменой цикла не 2 раза в сутки, а 2 раза в год. Эти ветра наиболее характерны для азиатского побережья Тихого океана. Летний муссон дует с моря и несет с собой сезон дождей. Зимний муссон, напротив, дует в море. В это время года влага минимальная, поскольку воздушные массы движутся в океан.
Постоянные ветры
Постоянными называются ветры, которые в течение года не меняют своего направления. Примерами таких ветром могут служить:
Местные ветра
Выше уже отмечалось, что во многих источниках бриз называется главным местным ветром. Кроме него к этой категории относятся:
Схема распределения
Значение ветра
Ветер это один из ключевых показателей в формировании климата на нашей планете. Если бы не существовало ветра, то воздушные массы перестали бы осуществлять свое движение, а значит, влажный воздух над океанами не попадал бы на сушу. В результате на нашей планете не было бы дождей. Вернее дожди были бы только над теми местами, где возможно испарение. Также значение ветра, например, можно выразить в его способности очищать воздух над городами. Особенно явно это прослеживается по крупным городам, где в ветреную погоду становится заметно легче дышать.
С давних времен ветер активно используется мореплавателями. В текущей статье мы уже рассматривали пример, почему раньше рыбаки выходили на промысел ночью и возвращались утром. Эти же свойство ветра использовались и мореплавателями, которые совершали географические открытия. Кроме того с давних времен используется ветряная мельница, сегодня же используются ветрогенераторы, которые генерируют из ветра электроэнергию.
Часто ветер являются источником так называемых “шуток”. Этот термин был введён географией в виду не типичных ситуаций, которые можно расценивать не иначе как шутки. Известны случаи, когда над континентальной частью суши выпадали своеобразные дожди. Например, над Данией шёл дождь из рыб в течение 27 минут. Некоторые страны Европы видели дождь из сельди. Однажды был случай, когда в результате урагана в небо поднялись корзины с апельсинами, после чего ветер перенес их на значительное расстояние, и после выпал дождь из апельсинов. Все эти так называемые шутки стали возможными только благодаря наличию ветра.