Ветер – это движение воздуха относительно земной поверхности. Как известно, атмосфера не является статичной, воздух в ней непрерывно циркулирует, движется: поднимается и опускается.
Различия в степени нагревания воздуха способствуют возникновению перепадов давления в воздушных массах и приводят их в движение - воздух перемещается из областей высокого давления в область низкого давления. Чем больше разница температур между воздушными массами, тем сильнее ветер.
Скорость ветра измеряется в метрах в секунду, километрах в час или баллах (1 балл равен 2 м/с). Средняя многолетняя скорость ветра у земной поверхности – 4-9 м/с, а максимальная средняя годовая скорость ветра на побережье Антарктиды достигает 22 м/с. Ветер скоростью 5-8 м/с считается умеренным, выше 14 м/с – сильным, выше 20-25 м/с – штормом, выше 30-35 м/с – ураганом.
Направление движения воздуха определяется взаимодействием нескольких сил. Это сила Кориолиса (учитывает влияние вращения Земли на двигающийся воздух), тяжести, сила градиента давления и центробежная сила.
Так как причиной возникновения ветра служат различия давления в разных точках земной поверхности, то если в северном полушарии встать спиной к ветру, область высокого давления будет находиться справа, а область низкого давления – слева, то есть низкое давление расположено слева от направления воздушного потока, а высокое давление – справа. В южном полушарии существует обратное соотношение.
Направление ветра в метеорологии определяется той стороной горизонта, откуда он дует .
ЭНЕРГИЯ УРАГАНОВ
Совокупное название ураганов, штормов, тайфунов - тропические циклоны.
Это гигантские атмосферные вихри с убывающим к центру давлением воздуха и циркуляцией воздуха вокруг центра против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке - в Южном.
Скорости ветра в глубоких циклонах с большими барическими градиентами могут доходить до штормовых и ураганных.
Они возникают в океанах в тропических широтах.
Основным источником энергии циклона является освобождение тепла при конденсации водяных паров.
Сравнение количества выделенной энергии во время разгула стихии и атомных взрывов показало, что во время обычной летней грозы выделяется в тринадцать раз больше энергии, чем при взрыве атомной бомбы, сброшенной на Нагасаки.
Во время урагана средней силы её выделяется в 500 000 раз больше.
Атомный взрыв на атолле Бикини поднял в воздух 10 млн. т воды, а во время урагана на Пуэрто-Рико за несколько часов обрушилось 2 500 млн. т дождя, т.е. в 250 раз больше.
БРИЗЫ
Почему на берегу моря летом тихо только рано утром или вечером?
Такая ситуация складывается довольно часто, но не всегда. Причиной этому является тот факт, что вода обладает большей теплоёмкостью , медленнее нагревается и медленнее остывает
A - Морской бриз(дневной), B - Береговой бриз (ночной)
В ранние утренние часы, когда солнце слегка прогревает землю, температуры поверхности моря и земли выравниваются; днём суша оказывается теплее воды, а к вечеру, остывая, о на снова становится на некоторое время нагретой так же, как и вода. Когда нет различия в температуре воды и суши – не возникает и движения воздуха , стихает ветер, море успокаивается.
Днём же быстро прогревающийся над сушей воздух поднимается вверх, а с моря ему на смену приходит более холодный воздух – дует морской бриз ; ночью ситуация меняется: дует ветер с суши на море – береговой бриз .
Утром и вечером наблюдаются паузы – непродолжительные затишья в периоды смены направления бризовых ветров. Такое чередование дневного и ночного ветра, или так называемая бризовая циркуляция, в тёплое время года имеет место при устойчивой солнечной погоде, при высоком атмосферном давлении. Когда же приходит циклон, он приносит с собой штормовую погоду и бризовые ветры прекращаются.
Перемещение воздуха над поверхностью Земли в горизонтальном направлении называется ветром. Ветер всегда дует из области высокого давления в область низкого.
Ветер характеризуется скоростью, силой и направлением .
Скорость и сила ветра
Скорость ветра измеряется в метрах в секунду или в баллах (один балл приблизительно равен 2 м/с) Скорость зависит от барического градиента: чем больше барический градиент, тем выше скорость ветра.
От скорости зависит сила ветра (табл. 1) Чем больше разность атмосферного давления между соседними участками земной поверхности, тем сильнее ветер.
Таблица 1. Сила ветра у земной поверхности по шкале Бофорта (на стандартной высоте 10 м над открытой ровной поверхностью)|
Баллы Бофорта |
Словесное определение силы ветра |
Скорость ветра, м/с |
Действие ветра |
|
|
Штиль. Дым поднимается вертикально |
Зеркально гладкое море |
|||
|
Направление ветра заметно но относу дыма, но не по флюгеру |
Рябь, пены на гребнях нет |
|||
|
Движение ветра ощущается на лице, шелестят листья, приводится в движение флюгер |
Короткие волны, гребни не опрокидываются и кажутся стекловидными |
|||
|
Листья и тонкие ветви деревьев все время колышутся, ветер развевает верхние флаги |
Короткие, хорошо выраженные волны. Гребни, опрокидываясь, образуют стекловидную пену, изредка образуются маленькие белые барашки |
|||
|
Умеренный |
Ветер поднимает пыль и бумажки, приводит в движение тонкие ветви деревьев |
Волны удлиненные, белые барашки видны во многих местах |
||
|
Качаются тонкие стволы деревьев, на воде побудут волны с гребнями |
Хорошо развитые в длину, но не очень крупные волны, повсюду видны белые барашки (в отдельных случаях образуются брызги) |
|||
|
Качаются толстые ветви деревьев, гудят телеграфные провода |
Начинают образовываться крупные волны. Белые пенистые гребни занимают значительные плошали (вероятны брызги) |
|||
|
Качаются стволы деревьев, идти против ветра трудно |
Волны громоздятся, гребни срываются, пена ложится полосами по ветру |
|||
|
Очень крепкий |
Ветер ломает сучья деревьев, идти против ветра очень трудно |
Умеренно высокие длинные волны. По краям гребней начинают взлетать брызги. Стоит сказать - полосы пены ложатся рядами по направлению ветра |
||
|
Небольшие повреждения; ветер срывает дымовые колпаки и черепицу |
Высокие волны. Пена широкими плотными полосами ложится по ветру. Гребни волн начинают опрокидываться и рассыпаться в брызги, кᴏᴛᴏᴩые ухудшают видимость |
|
Сильный шторм |
Значительные разрушения строений, деревья вырываются с корнем. На суше бывает редко |
Очень высокие волны с длиннымизагибающимися вниз гребнями. Образующаяся пена выдувается ветром большими хлопьями в виде густых белых полос. Поверхность моря белая от пены. Сильный грохот волн подобен ударам. Видимость плохая |
||
|
Жестокий шторм |
Важно знать, что большие разрушения на значительном пространстве. На суше наблюдается очень редко |
Исключительно высокие волны. Суда небольшого и среднего размера временами скрываются из вида. Море все покрыто длинными белыми хлопьями пены, располагающимися по ветру. Края волн повсюду сдуваются в пену. Видимость плохая |
||
|
32,7 и более |
Воздух наполнен пеной и брызгами. Море все покрыто полосами пены. Очень плохая видимость |
Шкала Бофорта — условная шкала для визуальной оценки силы (скорости) ветра в баллах по его действию на наземные предметы или по волнению на море. Была разработана английским адмиралом Ф. Бофортом в 1806 г. и сначала применялась только им самим. В 1874 г. Постоянный комитет Первого метеорологического конгресса принял шкалу Бофорта для использования в Международной синоптической практике. В последующие годы шкала менялась и уточнялась. Шкалой Бофорта широко пользуются в морской навигации.
Направление ветра
Направление ветра определяется по той стороне горизонта, с кᴏᴛᴏᴩой он дует, например, ветер, дующий с юга, — южный. Направление ветра зависит от распределения давления и от отклоняющего действия вращения Земли.
На климатической карте господствующие ветры показаны стрелками (рис. 1) Ветры, наблюдаемые у земной поверхности, очень разнообразны.
Вы уже знаете, что поверхность суши и воды нагревается по-разному. В летний день поверхность суши нагревается сильнее. От нагревания воздух над сушей расширяется и становится легче. Над водоемом в ϶ᴛᴏ время воздух холоднее и, следовательно, тяжелее. В случае если водоем сравнительно большой, в тихий жаркий летний день на берегу можно почувствовать легкий ветерок, дующий с воды, над кᴏᴛᴏᴩой атмосферное давление выше, чем над сушей. Такой легкий ветерок называют дневным бризом (от франц. brise — легкий ветер) (рис. 2, а) Ночной бриз (рис. 2, б), наоборот, дует с суши, так как вода охлаждается гораздо медленнее и воздух над ней теплее. Бризы могут возникать и на опушке леса. Схема бризов представлена на рис. 3.
Рисунок № 1. Схема распределения господствующих ветров на земном шаре
Местные ветры могут возникать не только на побережье, но и в горах.
Фён — теплый и сухой ветер, дующий с гор в долину.
Бора — порывистый, холодный и сильный ветер, появляющийся, когда холодный воздух переваливает через невысокие хребты к теплому морю.
Муссон
В случае если бриз меняет направление два раза в сутки — днем и ночью, то сезонные ветры - муссоны — меняют ϲʙᴏе направление два раза в год (рис. 4) Летом суша быстро прогревается, и давление воздуха над ее поверхностью надает. В ϶ᴛᴏ время более прохладный воздух начинает перемещаться на сушу. Зимой — все наоборот, по϶ᴛᴏму муссон дует с суши на море. Со сменой зимнего муссона на летний происходит смена сухой малооблачной погоды на дождливую.
Действие муссонов сильно пробудет в восточных частях материков, где с ними соседствуют огромные пространства океанов, по϶ᴛᴏму такие ветры часто приносят на материки обильные осадки.
Неодинаковый характер циркуляции атмосферы в разных районах земного шара определяет различия в причинах и характере муссонов. В результате различают внетропические и тропические муссоны.
Рисунок № 2. Бриз: а — дневной; б — ночной
Рисунок № 3. Схема бризов: а — днем; б — ночью
Рисунок № 4. Муссоны: а — летом; б — зимой
Внетропические муссоны — муссоны умеренных и полярных широт. Стоит заметить, что они образуются в результате сезонных колебаний давления над морем и сушей. В наибольшей степени типичная зона их распространения — Дальний Восток, Северо-Восточный Китай, Корея, в меньшей степени — Япония и северо-восточное побережье Евразии.
Тропические муссоны — муссоны тропических широт. Стоит заметить, что они обусловлены сезонными различиями в нагревании и охлаждении Северного и Южного полушарий. В результате зоны давления смещаются по сезонам относительно экватора в то полушарие, в кᴏᴛᴏᴩом в данное время лето. Тропические муссоны наиболее типичны и устойчивы в северной части бассейна Индийского океана. Этому в немалой мере способствует сезонная смена режима атмосферного давления над Азиатским материком. С южноазиатскими муссонами связаны коренные особенности климата ϶ᴛᴏго региона.
Образование тропических муссонов в других районах земного шара происходит менее характерно, когда более четко выражается один из них — зимний или летний муссон. Нужно помнить, такие муссоны отмечаются в Тропической Африке, в северной Австралии и в приэкваториальных районах Южной Америки.
Постоянные ветры Земли - пассаты и западные ветры — зависят от положения поясов атмосферного давления. Так как в экваториальном поясе преобладает низкое давление, а близ 30° с. ш. и ю. ш. — высокое, у поверхности Земли в течение всего года ветры дуют от тридцатых широт к экватору. Это пассаты. Под влиянием вращения Земли вокруг оси пассаты отклоняются в Северном полушарии к западу и дуют с северо-востока на юго-запад, а в Южном они направлены с юго-востока на северо-запад.
От поясов высокого давления (25-30° с. ш. и ю. ш.) ветры дуют не только к экватору, но и в сторону полюсов, так как у 65° с. ш. и ю. ш. преобладает низкое давление. При этом вследствие вращения Земли они постепенно отклоняются к востоку и создают воздушные потоки, перемещающиеся с запада на восток. По϶ᴛᴏму в умеренных широтах преобладают западные ветры.
Ветер как явление природы известен каждому еще с раннего детства. Он радует свежим дуновением в знойный день, гоняет корабли по морю, а может и гнуть деревья, и ломать крыши на домах. Основным характеристиками, которые определяют ветер, являются его скорость и направление.
С научной точки зрения, ветром называется передвижение воздушных масс в горизонтальной плоскости. Такое движение возникает потому, что имеет место разность атмосферного давления и тепла между двумя точками. Воздух передвигается из областей высокого давления в те области, где уровень давления ниже. В результате и возникает ветер.
Характеристики ветра
Для того чтобы охарактеризовать ветер, используют два основных параметра: направление и скорость (силу). Направление определяется стороной горизонта, с которой он дует. Оно может указываться в румбах, в соответствии с 16-румбовой шкалой. Согласно ей, ветер может быть северным, юго-восточным, северо-северо-западным и так далее. может также измеряться в градусах, относительно линии меридиана. По этой шкале север определяется как 0 или 360 градусов, восток - 90 градусов, запад - 270 градусов, а юг - 180 градусов. В свою очередь, измеряют в метрах в секунду или в узлах. Узел равен приблизительно 0,5 километра в час. Сила ветра измеряется также в баллах, в соответствии со шкалой Бофорта.
В соответствии с которой определяется сила ветра
Эта шкала была введена в обращение в 1805 году. А в 1963 году Всемирная метеорологическая ассоциация приняла градацию, которая действует по сей день. В ее рамках 0 баллов соответствует штилю, при котором дым будет подниматься вертикально вверх, а листья на деревьях остаются неподвижными. Сила ветра в 4 балла соответствует умеренному ветру, при котором на поверхности воды образуются небольшие волны, могут колыхаться тонкие ветви и листья на деревьях. 9 баллов соответствуют штормовому ветру, при котором могут гнуться даже большие деревья, срываться черепица с крыш, подниматься высокие волны на море. И максимальная сила ветра в соответствии с этой шкалой, а именно - 12 баллов, приходится на ураган. Это - явление природы, при котором ветер причиняет серьезные разрешения, могут быть обрушены даже капитальные здания.
Использование силы ветра
Сила ветра достаточно широко используется в энергетике как один из восполнимых природных источников. С незапамятных времен человечество использовало этот ресурс. Достаточно вспомнить или парусные суда. Ветряки, с помощью которых ветра преобразуется для дальнейшего использования, широко применяются в тех местах, для которых характерны постоянные сильные ветры. Из различных областей применения такого явления как сила ветра, стоит упомянуть также аэродинамическую трубу.
Ветер - природное явление, которое может приносить удовольствие или разрушения, а также быть полезным для человечества. А конкретное действие его зависит от того, насколько большой окажется сила (или скорость) ветра.
Однажды я задал дедушке такой вопрос и получил целый рассказ вместо ответа. Поскольку мой дед был моряком, он рассказал мне, как определяют силу ветра моряки . Постараюсь в точности передать то, что услышал в тот день.
От чего зависит сила ветра
Что такое ветер? По сути, это поток воздуха , что движется в горизонтальной плоскости. Но как он образуется? Это происходит вследствие того, что участки поверхности нашей планеты неравномерно прогреваются, тем самым образуя холодный или теплый воздух . Теплый воздух, как известно, устремляется вверх, «приглашая» холодный занять его место и, как следствие, мы наблюдаем ветер. Нужно отметить, что сила его напрямую зависит от скорости , которая в свою очередь зависит от барического градиента - показателя изменения давления. Другими словами, чем больше разница давления между участками, тем больше сила ветра.
Шкала Бофорта
В 1810 году британским моряком Френсисом Бофортом была разработана система классификации , позволяющая оценить скорость и силу ветра. Оценка происходит исходя из того, какое влияние оказывает ветер на наземные объекты или на поверхность моря . Эта классификация получила широкое применение в судоходстве и, несмотря на то, что сейчас чаще всего сила оценивается в метрах в секунду, моряки и по сей день применяют этот метод . Итак, согласно шкале различают следующие ветры:
- штиль - морская гладь спокойна, дым поднимается вертикально;
- тихий - дымок слегка отклоняется, однако флюгер остается на месте. На море слабая рябь;
- легкий - слегка шелестит листва, флюгер указывает направление. На море наблюдается слабое волнение;
- слабый - развеваются флажки, листва постоянно в движении. Волны ярко выражены;
- умеренный - поднимается пыль, слегка колышутся тонкие ветви. «Белые барашки» хорошо различимы на море;
- свежий - тонкие стволы находятся в движении. Все море покрыто «барашками»;
- сильный - толстые ветви находятся в движении. На море заметны крупные волны;
- крепкий - движение против ветра затруднено. Волны длинные и высокие;
- очень крепкий - ломаются ветки, движение против ветра почти невозможно. По краям волн разлетаются брызги;
- шторм - незначительные повреждения черепицы. Волны рассыпаются брызгами;
- сильный шторм - разрушения весьма значительны, опрокинуты деревья. Море покрыто пеной;
- жестокий шторм - огромный ущерб на значительной территории. Очень высокие волны, средние суда порой скрываются из вида;
- ураган - обширные разрушения. Видимость на море ограничена.
В 1959 году для того, чтобы различать ураганные ветры по силе, шкала была расширена до 17 пунктов , однако приведенная выше является оптимальной для определения характеристики ветра.
Направление и скорость ветра - одно из лучших показателей изменений погоды. Различают 16 направлений ветра (румбов), обозначенных по сторонам света. Названия этих шестнадцати румбов, или направлений, откуда дует ветер, даны в следующей таблице:
| Обозначение | Полное название ветра | ||
| международное | русское | международное | русское |
| N | С | Норд |
Северный |
| NNE | ССВ | Норд-норд-ост | Северо-северо-восточный |
| NE | СВ | Норд-ост | Северо-восточный |
| ENE | ВСВ | Ост-норд-ост | Восточно-северо-восточный |
| E | В | Ост | Восточный |
| ESE | ВЮВ | Ост-зюйд-ост | Восточно-юго-восточный |
| SE | ЮВ | Зюйд-ост | Юго-восточный |
| SSE | ЮЮВ | Зюйд-зюйд-ост | Юго-юго-восточный |
| S | Ю | Зюйд | Южный |
| SSW | ЮЮЗ | Зюйд-зюйд-вест | Юго-юго-западный |
| SW | ЮЗ | Зюйд-вест | Юго-западный |
| WSW | ЗЮЗ | Вест-зюйд-вест | Западно-юго-западный |
| W | З | Вест | Западный |
| WNW | ЗСЗ | Вест-норд-вест | Западно-северо-западный |
| NW | СЗ | Норд-вест | Северо-западный |
| NNW | ССЗ | Норд-норд-вест | Северо-северо-западный |
Ветер называют по той части горизнота, откуда он дует. Моряки говорят, что ветер "дует в компас". Это выражение облегчит запоминание приведённой выше таблицы.
Помимо этих названий, есть ещё и местные. Так, например, на побережье Белого моря и в районе Мурманска местные рыбаки называют северо-восточный ветер "полуночником", южный - "летником", юго-восточный - "обеденником", юго-западный - "шеловником", северо-западный - "побережником". Есть свои названия ветров также на Чёрном, Каспийском морях и на Волге. Большое значение для определения погоды имеют местные ветры, которые необходимо знать и учитывать.
Чтобы определить направление ветра, надо смочить указательный палец и поднять его вертикально вверх. На стороне его, обращённой к ветру, почувствуется холод.
Направление ветра можно определить и по вымпелу, дыму и компасу. Став лицом к ветру и держа перед собой компас, нулевое деление которого подведено под северный конец стрелки, кладут на его центр спичку или тонкую прямую палочку, направив её в ту сторону, в которую стоит лицом наблюдатель, то есть навстречу ветру.
Прижав в таком положении спичку или палочку к стеклу компаса, надо посмотреть, над каким делением шкалы она приходится. Это и будет та часть горизонта, откуда дует ветер.
Указанием направления ветра служит приземление птиц. Они приземляются всегда против ветра.
Скорость ветра измеряется расстоянием (в метрах или километрах), на которое перемещается масса воздуха в 1 сек. (час.), а также в баллах по двенадцатибалльной системе Бофорта. Скорость ветра непрерывно меняется, и поэтому чаще принимают во внимание среднее её значение за 10 мин. Скорость ветра определяется специальными приборами, но её можно достаточно точно определить и на глаз, пользуясь приведённой ниже таблицей.
Определение скорости ветра (по К.В.Покровскому):
|
Сила ветра |
Названия ветров различной силы |
Признаки для оценки | Скорость ветра (в м/сек.) |
Скорость ветра (в км/час) |
| 0 | штиль | Листья на деревьях не колеблются, дым от труб поднимается вертикально, огонь от спички не отклоняется | 0 | 0 |
| 1 | тихий | Дым несколько отклоняется, но ветер не ощущается лицом | 1 | 3,6 |
| 2 | лёгкий | Ветер чувствуется лицом, листья на деревьях колышутся | 2 - 3 | 5 - 12 |
| 3 | слабый | Ветер качает мелкие ветки и колеблет флаг | 4 - 5 | 13 - 19 |
| 4 | умеренный | Качаются ветки средней величины, поднимается пыль | 6 - 8 | 20 - 30 |
| 5 | свежий | Качаются тонкие стволы деревьев и толстые ветки, образуется рябь на воде | 9 - 10 | 31 - 37 |
| 6 | сильный | Качаются толстые стволы деревьев | 11 - 13 | 38 - 48 |
| 7 | крепкий | Качаются большие деревья, против ветра трудно идти | 14 - 17 | 49 - 63 |
| 8 | очень крепкий | Ветер ломает толстые стволы | 18 - 20 | 64 - 73 |
| 9 | шторм | Ветер сносит лёгкие постройки, валит заборы | 21 - 26 | 74 - 94 |
| 10 | сильный шторм | Деревья вырвываются с корнем, сносятся более прочные постройки | 27 - 31 | 95 - 112 |
| 11 | жёсткий шторм | Ветер производит большие разрушения, валит телеграфные столбы, вагоны и т.д. | 32 - 36 | 115 - 130 |
| 12 | ураган | Ураган разрушает дома, опрокидывает каменные стены | Более 36 | Более 120 |
Сила волнения моря (озера) определяется по следующей таблице (по А.Г.Комовскому):
| Баллы | Признаки |
| 0 | Совершенно гладкая поверхность |
| 1 | Появляется рябь, не оставляющая следов пены |
| 2 | Крупная рябь. Образуются короткие волны. гребни которых начинают разбиваться. Оставляемая пена прозрачна. |
| 3 | Волны становятся длиннее. На поверхности моря появляется белая пена (барашки). Волны производят как бы шелест. |
| 4 | Волны заметно удлинняются. Гребни волн разбиваются с шумом. Появляются многочисленные барашки. |
| 5 | Начинается образование водяных гор. Поверхность моря вся покрыта барашками. |
| 6 | Появляется зыбь. Шум разбивающихся гребней слышен на некотором расстоянии. Появляются полосы из пены в направлении ветра. |
| 7 | Высота и длинна волны заметно увеличиваются. Разбивание гребней напоминает перекаты грома. Белая пена образует плотные полосы в направлении ветра. |
| 8 | Волны образуют высокие горы с длинными и сильно опрокидывающимися гребнями. Гребни перекатываются с грохотом и толчками. Море становится совершенно белым. |
| 9 | Горы волн становятся настолько высокими, что видимые суда на некоторое время совершенно теряются из виду. Перекаты гребней производят оглушительный шум. Ветер начинает срывать гребни волн, и в воздухе появляется водян |
