Ветер

Интересные факты

Несмотря на научное объяснение происхождения ветра, о нем знают мало.

Тем не менее об этом природном явлении есть немало интересной информации:

1. Название самого быстрого воздушного потока — смерч или торнадо. В истории был зафиксирован самый сильный и быстрый ветер в 1996 году, скорость которого составила 113 м/с.
2. 15 июня отмечают Международный день ветра.
3. Есть очень странные названия ветров, в существование которых сложно поверить. Однако они есть. Например, арбузный (дует на Эгейский полуостров), доктор (совсем легкий летний бриз).
4. Слабое дуновение ветра, просто сбивающее морскую волну, делая морскую поверхность гладкой и блестящей, назвали иллюминатор или белый шквал.

https://youtube.com/watch?v=dsOVAT7J6ho

Описание

Физическое объяснение

Термический ветер — это изменение амплитуды или знака геострофического ветра из-за горизонтального градиента температуры. Геострофическое ветер идеализированный ветер, результаты от баланса сил вдоль горизонтальной плоскости. Всякий раз , когда вращение Земли играет доминирующую роль в гидродинамике, как и в средних широтах, баланс между силой Кориолиса и градиента давления сила развивается. Интуитивно понятно, что горизонтальная разница в давлении толкает воздух через эту разницу точно так же, как горизонтальная разница в высоте холма заставляет предметы скатываться вниз. Однако сила Кориолиса вмешивается и подталкивает воздух вправо (в северном полушарии). Это показано на панели (а) рисунка ниже. Баланс, который возникает между этими двумя силами, приводит к потоку, который параллелен горизонтальному перепаду давления или градиенту давления. Кроме того, когда силы , действующие в вертикальном измерении преобладает вертикальное давление градиентной силы и сила тяжести , гидростатическое равновесие происходит.

Геострофический ветер на разных изобарных уровнях в баротропной атмосфере (а) и в бароклинной атмосфере (б). Синяя часть поверхности обозначает холодную область, а оранжевая часть обозначает теплую область. Эта температурная структура ограничена поверхностью в (а), но распространяется на глубину жидкости в (б). Пунктирными линиями показаны изобарические поверхности, которые остаются с постоянным наклоном с увеличением высоты на (а) и с увеличением наклона с высотой на (b). Розовые стрелки показывают направление и амплитуду горизонтального ветра. Только в бароклинной атмосфере (б) они меняются с высотой. Такое изменение иллюстрирует тепловой ветер.

В баротропной атмосфере, где плотность является функцией только давления, горизонтальный градиент давления будет вызывать геострофический ветер, постоянный с высотой. Однако, если вдоль изобар существует горизонтальный градиент температуры, изобары также будут изменяться с температурой. В средних широтах часто существует положительная связь между давлением и температурой. Такое соединение вызывает увеличение наклона изобар с высотой, как показано на панели (b) рисунка слева. Поскольку изобары круче на больших высотах, связанная с ними сила градиента давления там сильнее. Однако сила Кориолиса такая же, поэтому результирующий геострофический ветер на больших высотах должен быть сильнее в направлении силы давления.

В бароклинной атмосфере, где плотность является функцией как давления, так и температуры, могут существовать такие горизонтальные градиенты температуры. Разница в скорости горизонтального ветра с высотой, в результате чего возникает вертикальный сдвиг ветра, традиционно называемый термическим ветром.

Математический формализм

Геопотенциальная толщина атмосферного слоя, определяемая двумя разными давлениями, описывается гипсометрическим уравнением :

Φ 1 — Φ знак равно   р Т ¯ пер ⁡ п п 1 {\ displaystyle \ Phi _ {1} — \ Phi _ {0} = \ R {\ overline {T}} \ ln \ left } ,

где удельная газовая постоянная для воздуха, является геопотенциал на уровне давления , и является вертикально-усредненная температура слоя. Эта формула показывает, что толщина слоя пропорциональна температуре. При горизонтальном градиенте температуры толщина слоя будет наибольшей там, где температура наибольшая.
р {\ Displaystyle \, R \,} Φ п {\ displaystyle \, \ Phi _ {n} \,} п п {\ Displaystyle \, п_ {п} \,} Т ¯ {\ displaystyle {\ overline {T}}}

Дифференцируя геострофический ветер (где — параметр Кориолиса , — вертикальный единичный вектор, а индекс «p» в операторе градиента обозначает градиент на поверхности с постоянным давлением) по давлению и проинтегрируя от уровня давления до , мы получаем уравнение теплового ветра:
v г знак равно 1 ж k × ∇ п Φ {\ displaystyle \ mathbf {v} _ {g} = {\ frac {1} {f}} \ mathbf {k} \ times \ nabla _ {p} \ Phi} ж {\ Displaystyle \; е \;} k {\ displaystyle \ mathbf {k}} п {\ Displaystyle \, п_ {0} \,} п 1 {\ displaystyle \, p_ {1} \,}

v Т знак равно 1 ж k × ∇ п ( Φ 1 — Φ ) {\ displaystyle \ mathbf {v} _ {T} = {\ frac {1} {f}} \ mathbf {k} \ times \ nabla _ {p} (\ Phi _ {1} — \ Phi _ {0} )} .

Подставляя гипсометрическое уравнение, получаем форму, основанную на температуре,

v Т знак равно р ж пер ⁡ п п 1 k × ∇ п Т ¯ {\ displaystyle \ mathbf {v} _ {T} = {\ frac {R} {f}} \ ln \ left \ mathbf { k} \ times \ nabla _ {p} {\ overline {T}}} .

Обратите внимание, что тепловой ветер находится под прямым углом к ​​горизонтальному градиенту температуры, против часовой стрелки в северном полушарии. В южном полушарии изменение знака меняет направление.
ж {\ Displaystyle \; е \;}

Презентация на тему: » Главная причина образования ветра — это разница в атмосферном давлении над разными участками земной поверхности.» — Транскрипт:

2

Главная причина образования ветра — это разница в атмосферном давлении над разными участками земной поверхности.

3

Ветер всегда дует из области Высокого Давления в область Низкого Давления (ВД НД) Чем больше разница в атмосферном давлении, тем сильнее ветер.

4

1. Ветер перегоняет тучи и облака (иначе дождь и снег были бы только над водной поверхностью). 2. Очищает воздух (уносит с нашей планеты отработанные автомобильные газы, дым от заводов). 3. Вырабатывает электроэнергию (с давних пор люди строили ветряные мельницы. Полярники, например, используют ветряные двигатели для получения тепла и света). 4. Участвует в формировании рельефа (например, таких как барханов – песчаных холмов сложенных наносами песка, создает причудливые формы в виде башни или истукана). Значение ветра:

5

5. Переносит на большое расстояние семена растений. 6. Помогает движению или затрудняет его (Тот, кто летал на самолете, замечал, что из точки А в точку В мы прилетаем, к примеру, за 1 час, а обратно за 1 час 20 минут. Ветер бывает попутный и встречный. Люди еще в древности поняли, что лодка и без весел. Может плавать, был бы ветер. Стали ловить его широкими полотнищами – парусами, постепенно научились строить корабли-парусники. 7. Велико эстетическое значение ветра (ощущать в жаркий день ласковый, нежный, легкий, летний ветерок – одно удовольствие).

6

Как образуется ветер? водоем Н в суша бриз

7

суша водоем в н Ночной бриз

8

Определение термина «ветер», «Бриз» Ветер – это перемещение воздуха из области высокого давления в область низкого давления. Бриз – это ветер, который меняет своё направление 2 раза в сутки, днём – дует на сушу, ночью – в океан.

10

Определение термина «муссон» Муссон – это ветер, который меняет своё направление 2 раза в год по сезонам: летом дует с океана на сушу, а зимой – с суши на океан.

11

1. СКОРОСТЬ – 2. СИЛА — 3.НАПРАВЛЕНИЕ-

12

Сила ветра От чего зависит? При помощи каких приборов определяется направление и сила ветра?

13

Первый такой прибор изобрел в XVII веке итальянский врач С. Санто

14

Современный анемометр

15

Мультипликатор Бурдона Шаровой анемометр Робинсона Флюгеры

17

Северо-западный Западный Юго-западный Южный Юго-восточный Восточный Северо-восточный Северный

18

Северо-западный Западный Юго-западный Южный Юго-восточный Восточный Северо-восточный Северный Северо-западный Западный Юго-западный Южный Юго-восточный Восточный Северный

19

Северо-восточный Северо-западный Западный Юго-западный Южный Юго-восточный Восточный

20

Северный Северо-восточный Северо-западный Западный Юго-западный Южный Юго-восточный Восточный

21

Северный Северо-восточный Северо-западный Западный Юго-западный Южный Юго-восточный Восточный

22

Способ построения розы ветров. 1. Вычертить основные и промежуточные стороны горизонта. 2. Принять условно, что одному отрезку на графике соответствует определённое количество дней. 3.Подсчитать, сколько дней в течение месяца ветер дует в данных направлениях. 4. На линиях соответствующих направлений откладывают от центра число дней с ветрами этого направления и ставят точку. 5.Точки, отмеченные на линиях, последовательно соединяют. В центре рисуют кружочек, в котором записывают число дней без ветра. 1 отрезок — 2 дня СЮЗВСЗСВЮЗЮВ

23

Роза ветров Какие выводы можно сделать по данной розе ветров?

24

Сила ветра Чем больше скорость ветра, тем больше его сила. Сила ветра измеряется в баллах: 0 (1-2 м/с) штиль – безветренная погода 3 (6-8 м/с)слабый – колышется листья и тонкие ветки 6 (11-12 м/с) сильный – качаются толстые ветви, гудят провода 9 (б 20 м/с)шторм – ломаются толстые ветви, повреждаются здания 12(б 30 м/с) ураган – опустошительное разрушение

25

Бора Бора — сильный и порывистый ветер, направленный вниз по горному склону. Сирокко Сирокко — горячий и влажный ветер центральной части Средиземного моря; сопровождается облачностью и осадками. Бакинский норд Бакинский норд — сильный холодный и сухой северный ветер, достигающий скорости до 20, а иногда 40 м\сек. Наблюдается в районе Баку и летом, и зимой. Нордер Нордер — северный или северо-западный ветер, дующий в Мексиканском заливе. Байамос Байамос — сильный шквальный ветер с дождем и грозой у южного побережья Кубы. Смерчи Смерчи — вихри над морем диаметром до нескольких десятков метров, состоящие из водяных брызг.

26

Вставьте пропущенные слова. 1. С высотой температура воздуха Холодный воздух передвигается …, а теплый — … 3. Какая схема нагрева воздуха является верной? (подчеркни правильный ответ) a)солнце — нагревание воздуха — нагревание земной поверхности b) солнце — нагревание земной поверхности — нагревание воздуха 4. Море нагревается… и… отдает тепло. 5. Суша нагревается… и… отдает тепло.

Постоянные и переменные

Направление ветра обуславливают области с высоким и низким давлением. Воздушные массы перемещаются от мест высокого давления к районам с низким. Направление ветра зависит также от действия земного вращения: в северном полушарии потоки корректируются в правую сторону, в южном — в левую. Воздушные потоки могут носить как постоянный характер, так и переменный.

Западные ветры умеренных широт, пассаты, северо-восточные и юго-восточные относятся к группе постоянных. Если пассаты называют ветрами тропиков (30 о с.ш. — 30 о ю.ш.), то западные ветры преобладают в умеренных широтах с 30 о до 60 о в обоих полушариях. В Северном полушарии эти воздушные потоки отклоняются вправо.

Кроме постоянных, существуют переменные или сезонные ветра — бризы и муссоны, а также местные, характерные лишь для отдельного региона.

Необычные разновидности

Есть менее известные переменные ветра, о которых знает далеко не каждый. Они не так распространены.

Самые необычны из них:

1. Хабуб — североафриканская буря на территории Аравии и севера Африки.
2. Солано — сухой, неприятный ветер, поднимающий пыль. Оказывает негативное влияние на человеческий организм. Образуется над солнечной Испанией и Гибралтаром.
3. Хамсин — горячий шторм, дующий в Аравии на протяжении 50-ти суток.
4. Торнадо — самый настоящий, разрушительный ураган Северной Америки. Он представляет собой воронку, которая буквально начинается с облаков и опускается на поверхность земли. Скорость его вращения огромна, и потому он очень опасен, так как приводит к масштабным разрушениям. Второе название — смерч. Помимо Северной Америки, практически нигде не наблюдается.
5. Калима — эта пыльная буря движется прямо к Канарским островам. Направленность на северо-восток.
6. Байамос — настоящий шквал, который затрагивает весь Малайский архипелаг, Карибские острова и всего бассейна. Сопровождается сильными грозовыми проливными дождями.
7. Близзард — канадский буран, по аналогии с сибирской пургой.
8. Джут — холодный воздух, направленный в Среднюю Азию из Сибири. Неприятное явление, несущее с собой бураны, морозы.
9. Леунг — холодное течение воздуха над Китайским побережьем.
10. Нагаи — холодный, промозглый ветер с севера, дующий на острова Японии.

Ураган и буря — возникновение и последствия

Ураган возникает вследствие сильнейшего ветра, который может развить скорость более чем 30 м/с. Так, в Южном полушарии Земного шара тайфун дует по часовой стрелке, а в Северном полушарии, наоборот – против часовой. В это время ветер движется со скоростью 120 км/час, с силой в 12 баллов и существует на планете около 12 суток. Профессиональные синоптики приписывают урагану имя для определения его точного “время пребывания”, чтобы спрогнозировать свои дальнейшие действия.Ураганы – самые разрушающие стихийные силы. По пагубному влиянию они не уступают даже сильнейшим землетрясениям. Все эти явления объяснимы выделением колоссальной энергии, собранной вследствие образования циклона. Так, например, сила урагана за час своего разрушительного часового воздействия равна энергии ядерного удара мощностью 36 мВт.Давайте рассмотрим последствия ураганной стихии:

• Разрушение габаритных и легких зданий.
• Полное уничтожение засеянных полей.
• Обрыв проводов, разрушение столбов с высоковольтными проводами.
• Повреждение дорог и мостов.
• Поломка и вырывание с корнями деревьев.
• Повреждение и затопление больших кораблей.
• Всевозможные аварии сетевых кабелей, вплоть до разрушения трансформаторной установки.
• Возникновение снежных лавин.
• Порча нажитого хозяйства и имущества.
• Человеческие жертвы.

Буря – это сильный поток воздуха, скорость которого на порядок меньше скорости ураганного ветра. Иногда скорость бури очень велика и достигает отметки 20 м/с. Но в любом случае ее разрушительная сила в несколько раз уступает урагану, который беспощаден в своем воздействии.Буря может “задержаться” как на несколько часов, так и на несколько дней. Ее ширина может протянуться от десяти до сотни километров. Любые бури нередко сопровождаются выпадением большого количества осадков, что может служить причиной появления оползней.
Именно благодаря такой цикличности, синоптики могут вовремя предупредить население о надвигающейся опасности. Таким образом, они сводят к минимуму панику и возможные материальные и человеческие потери.

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.

Кто дружит с ветром

Неукротимые весты особенно знакомы морякам на маршрутах мыс Доброй Надежды – Новая Зеландия – мыс Горн. Подхватив попутный парусник, они могут разогнать его быстрее дизельного судна. Моряки называют западные ветра бравыми в Северном полушарии и ревущими сороковыми — в Южном.

Немало хлопот доставили западные ветры и первым авиаторам. Из Америки в Европу они летать разрешали, так как были попутными. Пилоты проходили маршрут без проблем. Совсем по-иному обстояло дело с полетом из Европы в Америку. Конечно, современным сверхзвуковым лайнерам никакой ветер не помеха, а вот в 20-30-е годы девятнадцатого века он оказывался значительным препятствием.

Так французские летчики Ненжесьер и Колли в 1919 году совершили исторический перелет через Атлантический океан по маршруту Ньюфаундленд — Азорские острова – Исландия. А вот такой же путь в обратную сторону закончился трагически. Пилоты намеревались по воздуху повторить знаменитый путь Колумба, лишь спустя 34 года были обнаружены обломки их самолета на побережье США.

Трагедию объясняют тем, что сильные ветры значительно задержали летательный аппарат, и до места назначения банально не хватило горючего.

Первыми победили встречные весты советские летчики Гордиенко и Коккинаки в 1939 году, успешно преодолев маршрут французов.

Характеристика ветров

Составим таблицу, где представлены виды ветров и их характеристика.

Виды ветров	Расположение	Направление
Постоянные планетарные	Пассат	Тропические широты	Восточное
Западный умеренного пояса	Северное и южное полушария, между 35 и 65 параллелями	Западное
Муссон	Тропические широты	Сезонное от океана или от суши
Локальные временные	Бриз	Побережья крупных водоемов	Суточное от воды или от суши
Бора	Побережья у подножья невысоких гор	С гор в сторону моря
Фён	Горные районы	С горных вершин в межгорные котловины
Местные временные	Чинук	Скалистые горы в Северной Америке	Аналог фёна
Самум	Северо-африканские пустыни, Аравийский полуостров	Западное, юго-западное

Основные течения Мирового океана

Тихий океан

Мощнейшие течения Тихого океана сформированы пассатами — постоянными ветрами, дующими от тропиков к экватору. Северное и Южное пассатные течения гонят массы воды в сторону Евразии и Австралии.  

Схема течений Тихого океана

Достигая восточных берегов континентов, воды расходятся вдоль побережья. Часть воды возвращается на восток, образуя Межпассатное противотечение. Основная масса воды Северного пассатного течения устремляется к северу, образуя тёплое течение Куросио, а воды Южного движутся на юг, становясь Восточно-Австралийским течением.

В умеренных широтах течения подхватывают западные ветры и направляют их на восток. В Северном полушарии возникает тёплое Северо-Тихоокеанское течение, а в Южном — Течение Западных Ветров. 

Достигнув восточных краёв океана, воды возвращаются к экватору, двигаясь вдоль побережья Северной Америки (Калифорнийское течение) и Южной Америки (Перуанское течение). 

У экватора течения вновь подхватываются пассатом, завершая круговорот.

Атлантический океан

Поскольку Атлантический океан вытянут по вертикали, его основные течения также направлены с севера на юг и обратно. 

Схема течений Атлантического океана‍

Как и в случае с Тихим океаном, течения Атлантики образуют кольца в Северном и Южном полушариях.  

В Северном полушарии Северное пассатное течение гонит воду к берегам Центральной Америки, где зарождается тёплое течение Гольфстрим, движущееся в сторону Европы к Северному полюсу, откуда воды возвращаются к экватору холодным Канарским течением. Так в северной части Атлантики происходит циркуляция течений по часовой стрелке. 

В Южном полушарии потоки океанических вод направлены против часовой стрелки: Южное пассатное течение, достигая берегов Южной Америки, движется на юг вдоль континента, становясь тёплым Бразильским течением. У берегов Антарктиды оно разворачивается на восток, вливаясь в течение Западных Ветров. Затем вода возвращается к экватору вдоль западного берега Африки, гонимая холодным Бенгельским течением. 

Индийский океан

Особенность Индийского океана — изменчивые течения в его северной части. Они подчинены муссонам — ветрам, которые меняют направление в зависимости от сезона. 

Схема течений Индийского океана‍

Зимой северо-восточный муссон несёт воды из Бенгальского залива к Африке, где течение поворачивает на юг, и достигнув области экватора, возвращается на восток, создавая Экваториальное противотечение. Затем, достигнув Суматры, течение разделяется на два потока: первый движется на север, замыкая круговорот, а второй устремляется в Тихий океан.

Летом течения направляются в обратную сторону, с запада на восток, при этом противотечения не возникает. Юго-западный муссон гонит воду на север, образуя холодное Сомалийское течение, которое впоследствии объединяется с Южным пассатным.

Южный круговорот не зависит от сезона и действует без изменений. Южный пассат направляет воду к Мадагаскару, где образует два потока, огибающие остров. При этом часть воды возвращается на восток через противотечение. 

Затем южный поток направляется в Атлантический океан и вливается в Течение Западных ветров. У западного побережья Австралии от него отделяется течение, возвращающее воду в район экватора, где её вновь подхватывает Южный пассат.   

Северный Ледовитый океан

Поскольку большая часть Северного Ледовитого океана находится подо льдом, о его течениях известно немного. 

Основным проводником тепла является Норвежское течение — продолжение Гольфстрима. В районе 67 параллели оно разделяется на Нордкапское и Шпицбергенское течения. 

Нейтральное Трансарктическое течение формируется благодаря стоковым водам с Аляски и севера Азии. Оно движется от Чукотского моря к полюсу по направлению к Гренландии. Примечательно, что его температура такая же, как у окружающей воды. 

Холодное Восточно-Гренландское течение берёт начало от моря Лаптевых и движется вдоль восточного берега Гренландии, после чего через Датский пролив устремляется в Атлантический океан. 

Почему движутся воздушные массы?

В течение дня поверхность Земли нагревается. Учитывая разную структуру и особенности верхнего слоя планеты, прогревается она неравномерно:

• темные объекты больше, чем светлые;
• вода меньше, чем суша.

Таким образом, поглощенное за день тепло возвращается в атмосферу с разной интенсивностью. К примеру, вода прогревается медленнее суши, и днем тепло с земли поднимается, а холодный воздух с моря перемещается на его место. Ночью происходит наоборот: воздушные массы с остывшей суши передвигаются к более теплой воде. Так происходит потому, что теплый воздух легче и стремится вверх, а холодный — тяжелый и стелется у поверхности Земли. Когда теплый воздух встречается “по дороге” с холодным, образуется перепад температур и возникает ветер. Чем больше разница в температуре, тем он сильнее и порывистее.
Также на движении воздушных масс сказывается вращение планеты вокруг своей оси. Так, на Северной части Земли ветра двигаются в правом направлении. На Южном полушарии ветра предпочитают дуть в левую сторону.
Рис. 2. Ветроуказатель — простейшее устройство для определения скорости и направления ветра, использующееся на аэродромах

Ветер и климат

Западные ветры оказывают влияние на климат значительной территории материка Евразии, особенно на ту его часть, которая размещена в умеренном поясе. С дуновением веста на континент приходит прохлада среди летнего зноя и оттепель зимой. Именно ветрами с запада в содружестве с теплым океаническим течением объясняется то, что климат северо-запада Европы намного теплее тех же широт Северной Америки. С продвижением вглубь континента на восток влияние Атлантики снижается, но полностью континентальным климат становится лишь за Уральским хребтом.

В Южном полушарии буйным ветрам с запада не мешают никакие преграды в виде материков и гор, они вольны и свободны: штормят, сражаются с судами, несутся на восток с большой скоростью.