Ветер – это движение воздуха по поверхности Земли, возникающее из-за разницы в давлении воздуха в разных местах. Сила ветра может варьироваться от легкого бриза до силы урагана и измеряется с помощью шкалы ветра Бофорта.
Ветрам присваиваются названия по направлению, в котором они возникают. Например, западный – это ветер, дующий с запада на восток. Скорость ветра измеряется анемометром, а его направление определяется с помощью флюгера.
Поскольку ветер создается разницей в давлении воздуха, важно понимать эта концепция также применяется при изучении ветра. Давление воздуха создается движением, размером и количеством молекул газа, присутствующих в воздухе. Это зависит от температуры и плотности воздушной массы.
В 1643 году Евангелиста Торричелли, ученица Галилея, разработала ртутный барометр для измерения давления воздуха после изучение воды и насосов в горных работах. Используя аналогичные инструменты сегодня, ученые могут измерить нормальное давление на уровне моря примерно при 1013,2 миллибар (сила на квадратный метр площади поверхности).
Сила градиента давления и другие воздействия на ветер
В атмосфере существует несколько сил, влияющих на скорость и направление ветра. Но самым важным является гравитационная сила Земли. Поскольку гравитация сжимает атмосферу Земли, она создает давление воздуха – движущую силу ветра. Без силы тяжести не было бы атмосферы или атмосферного давления и, следовательно, не было бы ветра.
Сила, фактически ответственная за движение воздуха, хотя и является градиентом давления сила. Различия в давлении воздуха и силе градиента давления вызваны неравномерным нагревом поверхности Земли, когда приходящая солнечная радиация концентрируется на экваторе. Например, из-за избытка энергии на низких широтах воздух там теплее, чем на полюсах. Теплый воздух менее плотен и имеет более низкое атмосферное давление, чем холодный воздух в высоких широтах. Эти различия в атмосферном давлении создают силу градиента давления и ветер, поскольку воздух постоянно перемещается между областями высокого и низкого давления.
Чтобы показать скорость ветра, Градиент давления наносится на погодные карты с использованием изобар, нанесенных на карту между областями высокого и низкого давления. Бары, расположенные далеко друг от друга, представляют собой постепенный градиент давления и слабый ветер. Те, что расположены ближе друг к другу, показывают крутой градиент давления и сильный ветер.
Наконец, сила Кориолиса и трение существенно влияют на ветер по всему земному шару. Сила Кориолиса заставляет ветер отклоняться от его прямого пути между областями высокого и низкого давления, а сила трения замедляет ветер, когда он движется по поверхности Земли.
Ветры на верхних уровнях
В атмосфере существуют разные уровни циркуляции воздуха.. Однако те, что находятся в средней и верхней тропосфере, являются важной частью циркуляции воздуха в атмосфере. Чтобы составить карту этих схем циркуляции, карты верхнего атмосферного давления используют 500 миллибар (мб) в качестве точки отсчета. Это означает, что высота над уровнем моря отображается только в областях с уровнем атмосферного давления 500 мбар. Например, над океаном 500 мб могут быть на высоте 18 000 футов над атмосферой, а над сушей – 19 000 футов. В отличие от этого, карты погоды на поверхности показывают разницу в давлении на фиксированной высоте, обычно на уровне моря.
Уровень 500 мб важен для ветров, потому что анализируя верхние – при ровных ветрах метеорологи могут узнать больше о погодных условиях на поверхности Земли. Часто эти ветры на верхних уровнях порождают погодные и ветровые модели на поверхности.
Две модели ветра на верхних уровнях, которые важны для метеорологов, – это волны Россби и струйный поток. Волны Россби важны, потому что они приносят холодный воздух на юг и теплый воздух на север, создавая разницу в давлении воздуха и ветре. Эти волны развиваются вдоль струйного течения.
Местные и региональные ветры
В дополнение к глобальным ветрам на нижних и верхних уровнях. , по всему миру бывают различные типы местных ветров. Одним из примеров являются бризы между сушей и морем, которые встречаются на большинстве береговых линий. Эти ветры вызваны разницей температуры и плотности воздуха над сушей и водой, но ограничены прибрежными районами.
Бризы горных долин – еще одна локальная ветровая структура. . Эти ветры возникают, когда горный воздух ночью быстро остывает и стекает в долины. Кроме того, воздух долины быстро нагревается в течение дня и поднимается вверх по склону, создавая послеобеденный бриз.
Некоторые другие примеры местных ветров включают теплого и сухого Санта-Клауса в Южной Калифорнии. Ana Winds, холодный и сухой ветер мистраль французской долины Роны, очень холодный, обычно сухой ветер бора на восточном побережье Адриатического моря и ветры Чавычи в Северной Америке.
Ветры также могут возникать в большом региональном масштабе. Одним из примеров этого типа ветра могут быть стоковые ветры. Это ветры, вызываемые силой тяжести, и их иногда называют дренажными ветрами, потому что они стекают вниз по долине или склону, когда плотный холодный воздух с большой высоты течет вниз под действием силы тяжести. Эти ветры обычно сильнее, чем бризы горных долин, и возникают на больших территориях, таких как плато или высокогорье. Примеры катабатических ветров – те, которые дуют с Антарктиды и обширных ледяных щитов Гренландии.
Сезонно меняющиеся муссонные ветры, наблюдаемые над Юго-Восточной Азией, Индонезией, Индией, северной Австралия и Экваториальная Африка – еще один пример региональных ветров, потому что они ограничены большей частью тропиков, а не только Индией, например..
Независимо от того, являются ли ветры локальными, региональными или глобальными, они являются важным компонентом атмосферной циркуляции и играют важную роль в жизни человека на Земле, поскольку их течение на обширных территориях по всему миру может переноситься погода, загрязнители и другие предметы, переносимые по воздуху.
