Почему появились сильные ветра. Скорость, сила и направление ветра. Как движутся воздушные массы
Подобно некоторым другим планетам Солнечной системы Земля окружена слоем газов. Этот слой называется атмосферой. Земная атмосфера состоит в основном из азота и кислорода.
Отдельные молекулы газов постоянно с высокой скоростью перемещаются в различных направлениях. Все вместе они прочно привязаны к Земле, силой ее гравитации.
Что такое ветер?
Ветер - это совместное перемещение в одном на правлении больших масс молекул атмосферных газов. Ручеек таких движущихся синхронно молекул может свистеть, обдувая высокое здание, и срывать с прохожих шляпы, но если молекул целая река, да еще шириной в несколько километров, то такой ветер может облететь вокруг всей планеты.
В закрытом помещении, где воздух едва движется, можно даже забыть о его существовании. Но если выставить руку за окно движущегося автомобиля, то становится ясно, что воздух существует, и хотя он невидим, но оказывает ощутимое давление. Действительно, мы постоянно испытываем на себе давление воздуха, который кажется эфемерным и невесомым. Но на самом деле вся атмосфера Земли весит ни много ни мало 5 квадриллионов тонн.
Интересный факт: ветер дует потому, что давление воздуха различно в разных участках атмосферы.
Ветры случаются от того, что атмосферное давление в разных участках атмосферы несколько различается. Почему разница в давлении вызывает ветер? Представьте себе плотину. Высота уровня воды с одной ее стороны 6 метров, с другой - 3. Если открыть шлюзы плотины, то вода быстро потечет в ту сторону, где уровень воды 3 метра, и будет течь, пока уровни воды не сравняются. Нечто подобное происходит и с воздухом.
Материалы по теме:
Как возникает молния?
Давление в разных участках атмосферы различно, потому что эти участки имеют неодинаковую температуру. В теплом воздухе молекулы движутся быстрее и стремятся разлететься в разные стороны, поэтому теплый воздух более разрежен, вес его снижается, и уменьшается создаваемое им давление. В холодном воздухе молекулы собираются в более тесные скопления, вес такого воздуха больше, а значит, и давление выше, чем у теплого воздуха.
Это нечто загадочное. Мы никогда его не видим, но мы всегда его чувствуем. Так почему же дует ветер? Узнайте в статье!
Ветер — это движение воздушных масс. Несмотря на то что мы не видим воздуха, мы знаем, что он состоит из молекул различных видов газов, в основном азота и кислорода. Ветер — это явление, при котором множество молекул движется в одном направлении.
Откуда же он берется? Ветер вызван различиями давления в атмосфере Земли: воздух из области с высоким давлением будет двигаться в сторону области с низким. Сильный ветер возникает, когда воздух перемещается между областями с огромными различиями в уровнях давления. Собственно, этот факт во многом объясняет, почему ветер дует с моря на сушу.
Образование ветра
Ветер — это движение воздуха у поверхности Земли. Он может быть нежным дуновением или сильным штормом. Самый сильный ветер случается во время явлений, называемых торнадо, циклонами и ураганами. Его вызывают изменения в температуре воздуха, суши и воды. Когда воздух двигается параллельно теплой поверхности, он нагревается и поднимается — это оставляет место для более прохладных масс. Воздух, «втекающий» в эти пустые пространства, — ветер. Его называют по направлению, из которого он исходит, а не по направлению, в котором он дует.
Бризы: береговые и морские
Береговые и морские бризы — это ветровые и погодные явления, характерные для прибрежных районов. Береговой бриз — это ветерок, дующий от суши к водоему. Морской бриз — это ветер, дующий с воды на землю. Почему дует ветер с моря и наоборот? Береговые и морские бризы возникают из-за существенной разницы температур наземной и водной поверхностей. Они могут простираться на глубину до 160 км или проявляться в виде локальных явлений, которые быстро ослабевают уже в первых нескольких километрах вдоль береговой линии.
С научной точки зрения...
Модели наземного и морского бриза могут сильно влиять на распределение тумана, вызывать накопление или рассеивание загрязнений по внутренним районам. Текущие исследования принципов циркуляции наземного и морского бриза также включают в себя попытки моделирования схем движения ветра, ведь это влияет на потребности в энергии (например, требования к нагреву и охлаждению) в пострадавших районах. Ветер также оказывает воздействие на зависящие от погодных условий операции (например, с воздушным судном).
Поскольку вода имеет гораздо более высокую теплоемкость, чем пески или другие материалы земной коры, при определенном количестве солнечного облучения (инсоляции) ее температура будет расти медленнее, чем на суше. Независимо от температурной шкалы, в дневное время температура суши может колебаться в пределах десятков градусов, в то время как у воды изменяется менее чем на половину градуса. И наоборот, высокая теплоемкость предотвращает быстрые изменения температуры жидкости ночью, и, таким образом, в то время как температура суши может упасть на десятки градусов, у воды она остается относительно стабильной. Кроме того, более низкая теплоемкость материалов земной коры часто позволяет им остывать быстрее моря.
Физика моря и суши
Итак, почему дует сильный ветер? Воздух над соответствующими поверхностями земли и воды нагревается или охлаждается в зависимости от проводимости этих поверхностей. В течение дня более высокая температура земли приводит к возникновению более теплых и, следовательно, менее плотных и более легких воздушных масс над побережьем по сравнению с такими, прилегающими к поверхности воды. По мере того как теплый воздух поднимается (явление конвекции), более холодный воздух движется по направлению к пустотам. Вот почему дует ветер с моря, и в течение дня обычно бывает прохладный морской бриз, идущий от океана к берегу.
В зависимости от разницы температур и количества поднятого воздуха, морской бриз может иметь иметь порывы со скоростью от 17 до 25 км в час. Чем больше разница температур между сушей и морем, тем сильнее ветер земли и морской бриз.
Почему дует ветер с моря
После захода солнца воздушная масса над прибрежной землей быстро теряет тепло, в то время как над водой она обычно не слишком отличается от ее дневной температуры. Когда воздушная масса над землей становится прохладней, чем воздушная масса над водой, наземный ветер начинает дуть от земли до моря.
Возбуждение теплого влажного воздуха из океана часто приводит к возникновению над береговой линией дневных облаков. Кроме этого, нередко движение воздушных масс и морские бризы используются туристами для полетов на дельтапланах. Несмотря на то что наземные и морские бризы преобладают на морском побережье, они также часто регистрируются вблизи крупных водоемов. Береговые и морские бризы приводят к повышению уровня влажности, возникновению осадков и умеренным температурам в прибрежных районах.
Объяснение для детей: почему дует ветер
Морские бризы чаще всего наблюдаются в жаркие летние дни из-за неравных скоростей нагрева земли и воды. В течение дня поверхность суши нагревается быстрее поверхности моря. Поэтому часть атмосферы над землей теплее, чем над океаном.
Теперь вспомним, что теплый воздух легче, чем более холодный. В результате он поднимается. В результате этого процесса более прохладный воздух над океаном занимает место у поверхности земли, чтобы заменить восходящие теплые массы.
Тем не менее стоит знать о том, что ветер формируется не только в результате различий в температуре. Глобальные движения атмосферы возникают в результате вращения Земли. Эти ветры группируют пассаты и муссоны. Пассаты происходят вблизи экватора и двигаются либо с севера, либо с юга к экватору. В средних широтах Земли, между 35 и 65 градусами, преобладают западные ветры. Они дуют с запада на восток, а также в сторону полюсов. Полярные ветры дуют вблизи северных и южных полюсов. Они движутся с полюсов на восток или на запад соответственно.
Наш мир полон загадок и интересных вещей. Разгадать их — задача человечества. Впереди нас ждут еще большие открытия, а пока мы уже точно знаем ответ на вопрос о том, как и почему дует ветер, а также какими факторами обусловлено его образование. Это дает возможность прогнозировать изменения погодных условий.
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 . 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.
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, зарождение ветров и их дальнейшее поведение. 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.
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, на его место устремляется более холодный воздух из соседней зоны.
Сталкиваясь друг с другом, теплые и холодные воздушные потоки порой образуют шквалы, вихри и даже смерчи. Эти процессы идут над всей поверхностью планеты, которая при взгляде сверху напоминает бурлящий котел, где 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 . Воздушные потоки выбирают разные направления, смотря по сопутствующим обстоятельствам.
Основными факторами, оказывающими влияние на направления ветров, являются вращение планеты и разница атмосферного давления. Установлено, что в районах полюсов доминирующим направлением ветров является восточное, а в умеренном поясе Северного и Южного полушарий дуют преимущественно западные ветры.
Тропический пояс находится во власти ветров восточного направления. Между этими основными зонами ветрообразования лежат четыре пояса относительного затишья – 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, орошая ее поверхность и обеспечивая возможность существования многочисленного животного и растительного мира Земли.
Что такое ветер? Это сложное атмосферное явление, происходящее при наличии определенных условий. Почему это явление атмосферное? Потому что область возникновения этого явления - самый нижний атмосферный слой – тропосфера (8-12 км высоты над земной поверхностью).
Понятие ветра и его особенности
Ветер - это движение воздуха, причем не просто движение, а его перемещение в горизонтальном направлении над земной поверхностью. Когда давление в разных очках земного шара различно, воздушные массы стремятся распределиться над земной поверхностью более равномерно и заполнить место там, где атмосфера не так плотна.
Само атмосферное давление представляет собой давление воздуха на земную поверхность путем притяжения воздушных масс к Земле. В данном случае действует гравитационная сила, которая и удерживает воздух около поверхности Земли, и позволяет людям и предметам плотно соприкасаться с землей, а не улетать в космос.
На основании вышесказанного, можно сделать вывод: ветер движется не только горизонтально над поверхностью Земли, но еще и из области высокого атмосферного давления в область низкого.
Воздух нагревается крайне неравномерно, - отчасти этим и вызвано постоянное наличие ветров на планете.
Сильнее всего воздушные массы прогреваются на Экваторе - центральной широте Земли. Оттуда ветра распределяются уже по всей земной поверхности.
Сила и скорость ветра
Ветер нельзя увидеть, но его можно почувствовать, например его силу или скорость, с которой ветер сдувает с головы шапку или треплет листочки на деревьях. Не зря же иногда используется словесное выражение "ветер сбил с ног", означающее, что ветер был очень сильный.
Скорость ветра выражается в показателях «метр в секунду», «километр в час», а также его скорость может быть выражена по бальной шкале.
Существует так называемая шкала Бофорта - шкала с двенадцатью измерениями, разработанная Всемирной метеорологической организацией для измерения скорости ветра по создаваемому им волнению в открытых водных пространствах (чаще всего на море) и силе воздействия на наземные предметы.
При показателе шкалы Бофорта «0» скорость ветра достигает около 0-0,2 м/с и характеризуется безветрием. Листья деревьев не шевелятся.
При показателе шкалы Бофорта «4» ветер считается умеренным со скоростью 5,5-7,5 м/с. На земле сила такого ветра видна следующим образом: сильный воздушный поток поднимает пыль и мусор и катит их по дороге, а также приводит в движение ветви деревьев.
Шторм со скоростью ветра по шкале Бофорта наступает при цифре «9»: на земле начинают вырываться с корнем деревья и разрушаться покрытия крыш домов.
Разновидности ветра
Существуют несколько видов ветров как течений воздушных масс над гигантскими площадями: муссоны, пассаты, фён, бриз, бора.
Муссон – это ветер с четко установленными периодами активности. Воздушные массы под этим названием дуют с суши на море зимой, а летом – с моря на сушу. Ветер богат влагой. Его локализацию составляет в основном Азия.
Пассат – тип ветра, дующий между тропиками. Время его наблюдения – круглый год. По 12-балльной шкале этот ветер дует с силой 3-4 балла.
Бриз – теплый ветер с меньшей локализацией, чем, например муссон или пассат. Бриз в основном дует в ночное время суток с берега на море, днем с моря на берег. Направление может меняться несколько раз за сутки.
Сначала нужно уяснить для себя, что же такое ветер. Научное определение довольно пространно, в минимизированном виде звучит приблизительно так: «Движение воздушных масс между зонами разного давления». Но ребенку такая формулировка мало о чем скажет. Наглядность – наиболее эффективный способ объяснения чего-либо. Итак, рассмотрим несколько способов наглядного объяснения природы ветра.
Способ №1: Холодная погода и свеча
Главное условие заключается в холодной погоде за окном. Летом или весной придется воспользоваться другими методами. Если чадо вдруг спросило «Мааам, а почему дует ветер?», то мы не теряемся, а берем свечу и идем к двери. Зажигаем огонек и подносим его к верхней щели приоткрытого проема. Видим, что пламя стремится наружу, увлекаемое потоком теплого воздуха. Это ветер, который получился из нагретого в доме воздуха. Из этого следует факт первый: нагретый воздух подымается вверх .
Затем опускаем свечу к нижней щели и видим, что пламя поменяло наклон и теперь направлено внутрь. Это происходит, потому что холодный воздух стремится занять место нагретого. Следовательно, факт второй: холодный воздух стремится занять место теплого . На этом с практическую часть можно завершить. И перейти к теоритическому объяснению о том, что на земном шаре есть теплые места (как в доме) и холодные (как на улице). Движение воздуха между ними и приводит к появлению ветра.
Способ №2: Воздушный шар, фен и холодильник
Для следующего способа наглядного объяснения природы ветра понадобится подготовить воздушный шарик. Надуваем его не полностью. Берем фен и хорошенько обдуваем. Шарик увеличивается в объеме и начинает парить. На этом примере объясняем ребенку, что нагретый воздух стремится подняться как можно выше.
Затем помещаем шарик в холодильник. Пока он там остывает, рассказываем о том, что земной шар такой большой, что когда в одном месте тепло, то в другом холодно. Затем открываем холодильник и смотрим, что холодный шарик съежился и быстро падает вниз.
После практической части приступаем к объяснениям того, что холодный воздух стремится занять место теплого, поэтому и получается ветер. То есть, ветер – не более чем движение воздуха между холодными и теплыми местами.
Способ №3: Метафорический
Вместо наглядности можно использовать метафоры из окружения. Представим, что папа, который занял компьютер по работе и не дает смотреть мультики – одна масса воздуха. А ребенок, который нетерпеливо елозит в ожидании очередной серии – другая.
Вот масса-папа сидит, работает и потихоньку нагревается. А когда совсем нагреется, то подымается со стула и идет, скажем, на кухню. Теперь он – теплый воздух, который поднялся высоко и улетел. Малыш в таком случае воздух холодный, который мигом устремился на стул перед монитором. Вот это его движение и есть ветер.
Способ №4: Физиологический
Еще один вариант разъяснений основан на работе легких. Когда чадо интересуется природой ветра, просим его набрать побольше воздуха и потом его медленно выдуть. Вот это будет ветер. Воздух в сжимающихся легких подвергается давлению и выходит наружу. Так и с ветром.
Небольшое теоритическое отступление о том, что теплый воздух легче холодного упростит пояснение. Тяжелый холодный воздух создает такое же давление, как и стенки легких. От этого холодный воздух движется туда, где был теплый. Вот и получается ветер.
Внезапности и неожиданности
В сознание растущего ребенка такой урок родит еще миллион вопросов: «А какой бывает ветер?», «А зачем он нужен?», «А если он будет сильный-сильный?». На самом деле, чтобы ответить на эти вопросы понадобится перелопатить тома метеорологических справочников и получить пяток-другой высших образований. Но ребенку можно объяснить все в двух словах.
Зачем нужен ветер? Чтобы было прохладно и чтобы сдувать одуванчики. Какой бывает ветер? Сильный, слабый, дующий в разных направлениях, а высоко над землей текут целые воздушные реки. И в таком духе. Не нужно распространятся, достаточно не оставлять в сознании малыша пробелы, которые впоследствии могут заполниться не тем, чем надо.
Мамам на заметку!
Девочки привет) вот не думала, что и меня коснется проблема растяжек, а еще буду писать про это))) Но деваться некуда, поэтому пишу тут: Как я избавилась от растяжек после родов? Очень буду рада, если и вам мой способ поможет...
Читаем также:
Вот что пишут на форумах:
Trackstone: На нашей планете есть места где теплее, а есть где холоднее. Солнце нагрело пустыню, вместе с ней нагрелся и воздух. При нагревании предметы расширяются, воздух не исключение. Воздух нагрелся и расширился. И вот над пустыней вспух горб нагретого воздуха (давление увеличилось) облака с середины такого горба стекают к краям, и в центре него всегда ясно, такие горбы (области высокого давления) называют антициклонами.
А в другом месте тучи закрыли Солнце, стало холоднее, воздух сжался. И от этого образовалась яма (область низкого давления). В это место стекают тучи, там обычно идут дожди. Область низкого давления называется циклоном.
А что будет если встретятся циклон и антициклон? Пустыня рядом с морем, например?
Если они встречаются воздух с «горба» начинает стекать во «впадину», дует сильный ветер. Это место встречи называется атмосферным фронтом.
Но ветер дует и внутри «горбов и впадин». Помните как закручивается вода в ванне, когда стекает в дырку? Правильно, она закручивается в воронку. Точно так же и воздух стекая с горба закручивается, а стекая в центр ямы тоже, только в другую сторону. Это закручивание тоже вызывает ветер внутри циклона и антициклона.
Про бризы сами расскажете. Утром нагревается земля — днем ветер дует с моря. Вечером море отдает накопленное тепло, а земля остывает — ветер дует с берега.DmHaritonov: С одного бока солнышко Землю сильнее греет, там воздух расширяется, и лезет оттуда в другие края. Вот и ветер.
Откройте эту книгу, и вы поймете, откуда берутся облака и почему в небе светит радуга, отчего желтеют листья и зачем осенью птицы улетают на юг. Вы научитесь различать деревья по листьям и узнаете, как «пьют» растения. Эта книга даст ответы на десятки «почему» и поможет связать воедино разные природные явления. Занимательные эксперименты и опыты помогут «увидеть» звук, «сделать облако» в банке, вырастить кристаллы из соли и тюльпан к 8 Марта, узнать, сколько воды получится из стакана снега и как дождевой червяк перемешивает почву.