Что такое ветер и откуда он берётся?

Влияние гор

Эти системы могут представлять собой некий барьер на пути движения воздушных потоков. Кроме этого, горы во многих случаях сами вызывают ветрообразование. Воздух над взгорьями прогревается сильнее, чем атмосферные массы над низменностями на той же высоте.

Это способствует формированию зон пониженного давления над горными хребтами и ветрообразованию. Данный эффект часто провоцирует появление горно-долинных атмосферных движущихся масс. Такие ветры преобладают в областях с пересеченной местностью.

Повышение трения у долинной поверхности приводит к отклонению параллельно направленного воздушного потока на высоту расположенных рядом гор. Это способствует формированию струйного высотного течения. Скорость этого потока может превышать силу окружающего ветра до 45%.

Как было выше сказано, горы могут выступать в качестве препятствия. При обходе цепи поток меняет свое направление и силу. Перепады в горных хребтах оказывают существенное влияние на движение ветра.

Например, если в горной цепи, которую преодолевает атмосферная масса, есть перевал, то поток проходит его с заметным увеличением скорости. В этом случае работает эффект Бернулли. Необходимо отметить, что даже незначительные перепады высот вызывают колебания скорости ветра.

Из-за существенного градиента скорости воздуха поток становится турбулентным и продолжает таким оставаться даже за горой на равнине на определенном расстоянии. Такие эффекты представляют в некоторых случаях особое значение.

Видео: Почему дует ветер

https://youtube.com/watch?v=3rlntUqtabw

http://information-technology.ru/sci-pop-articles/24-pogoda-i-klimat/6243-pochemu-duet-veter

https://www.nkj.ru/archive/articles/21837/

http://www.filipoc.ru/interesting/pochemu-duet-veter

http://fb.ru/article/140930/pochemu-vetryi-duyut-pochemu-voznikaet-veter-znachenie-vetra-v-prirode

https://awesomeworld.ru/nezhivaya-priroda/pochemu-duet-veter.html

Виды ветров

На планете существуют различные типы движения воздушных масс с разной характеристикой. Постоянные потоки круглый год дуют в одном направлении.

Бывают местные перемещения, на определённой территории. Все они оказывают влияние на климат. Местные ветры носят различные названия.

Ниже представлены наиболее известные названия ветров с кратким описанием:

1. К постоянным воздушным потокам относят пассаты. Они преобладают в тропических широтах. Воздушные массы перемещается от тропиков к экватору.
2. В умеренных широтах воздушные массы перемещаются с запада на восток. Их так и называют – западный перенос. Они относятся к постоянным явлениям.
3. Муссон – это сезонный воздушный поток. Зимой воздушные массы перемещаются с суши на море, летом с моря на сушу. Муссоны господствуют на восточных и юго-восточных окраинах Евразии.
4. Бриз – тёплый ветер. Он меняет своё направление дважды в сутки. Образуется там, где соседствуют суша и море. Бризы днём приносят прохладу с водной поверхности, ночью дуют в обратном направлении. Морской бриз присутствует на побережье. Могут быть на суше, где есть крупные реки, озёра, водохранилища.
5. Калима — северо-восточный ветер, переносящий огромное количество песка и пыли на Канарские острова.
6. Фён встречается в горных районах Евразии и Северной Америки. Воздушная масса спускается с гор. Ощущают её в долинах. Фён порывистый, потому что на небольшом расстоянии велик перепад высот.
7. Бора образуется в местах, где есть горы, граничащие с морем. Воздушные потоки преодолевают препятствия и устремляются вниз. Зимой воздух холодный, летом тёплый. Имеет высокую скорость. Его можно наблюдать на побережье Чёрного и Средиземного морей.
8. Самум чаще всего бывает в пустынях: Аравийской и Сахаре. Это сильный и очень сухой ветер. Воздух нагрет, несёт много песка.
9. Торнадо или смерчи господствуют на востоке Северной Америки. Иногда формируются на территории Европы. При образовании появляется рукав или воронка, которая имеет несколько десятков или сотен метров в диаметре. Воздух в воронке крутится с высокой скоростью. Смерчи обладают разрушительной силой.
10. Зюйд – так называется южный ветер. На северном полюсе всегда дуют южные ветры в силу того, что это самая северная точка планеты.
11. Байамос обрушивается сильными шквалами на острова Куба, Бали. Приносит грозы и ливни.
12. Нордер – это северный или северо-западный воздушный поток. Область распространения – Мексиканский залив.
13. Бакинский норд бывает в окрестностях города Баку. Порывы обладает большой силой, скоростью (от 20 до 40 м/с), влага отсутствует, приносит похолодание, много пыли.
14. Сирокко – южный ветер, может быть юго-западным. Образуется над Сахарой или Средиземноморьем. Такое название он получил в Италии.
15. Зефир господствует весной и летом в восточной части Средиземноморья. Он имеет высокую температуру, приносит влагу.
16. Суховей чаще зарождается над пустынными и полупустынными территориями. Иногда формируется в степях умеренного пояса. Перемещается воздух, нагретый до 40 градусов. Влаги не содержит.
17. Самый холодный воздушный поток зафиксирован в Антарктиде. Температура достигала минус восьмидесяти девяти градусов.

Как движутся воздушные массы

На протяжении дня поверхность нашей планеты неравномерно нагревается. Это касается не только предметов, которые находятся на расстоянии друг от друга, но и тех, которые расположены совсем рядом. Например, за один и тот же период времени вещи более тёмного цвета нагреваются (впитывают тепло) намного больше, чем светлые. То же самое можно сказать, сравнивая воду с сушей (последняя отражает меньшее количество солнечных лучей).

В свою очередь, нагретые предметы неравномерно передают тепло воздуху, который их окружает. Например, поскольку земля нагревается намного больше, чем вода, то днём воздух с земли поднимается вверх, а более холодный – с моря, идёт на его место. Ночью происходит обратный процесс – тогда как земля остыла, воды моря остаются тёплыми. Соответственно, тёплый воздух над морем, уходит вверх, а воздух с суши идёт на его место.

Более тёплый воздух поднимается вверх, где сталкивается с холодным. Это происходит потому, что нагретый воздух становится лёгким – и стремится вверх, а холодный наоборот, тяжелеет, и устремляется вниз. Чем большую разницу имеют температуры холодного и тёплого потока, тем сильнее обычно дул ветер. Таким образом, возникает не только лёгкий ветерок, но и небольшие вихри, ураганы и даже смерчи.

https://youtube.com/watch?v=sTw4eljz-TA

Подобный процесс происходит по всей территории земного шара. Наиболее тёплое место на нашей планете – это экватор. Именно здесь нагретый тёплый воздух всё время уходит вверх, а оттуда направляется или к Северному, или Южному полюсам. После этого он на определённых широтах спускается снова на землю и начинает двигаться. Куда именно ветер дует – смотря по обстоятельствам. Может, дальше к полюсам, а может – возвращаться к экватору.

Вращение Земли

На потоки движения воздушных масс действует вращение нашей планеты. Именно из-за него все ветры, которые дуют в Северном полушарии, сдвигаются в правую, а в Южном – в левую стороны.

Атмосферное давление

Наш организм, даже не зная этого, всё время ощущает на себе давление воздуха – несмотря на то, что он кажется нам абсолютно невесомым. Согласно последним научным данным, вся атмосфера нашей Земли (иначе говоря, слой газов), состоящая преимущественно из азота и кислорода, весит пять квадриллионов тонн.

Атмосферное давление в разных местах Земли – разное. Молекулы газов стремятся возместить это, и постоянно на огромной скорости двигаются в разных направлениях (эти частицы из-за силы притяжения Земли полностью к ней привязаны, и улететь в космос никак не могут).

Вот так и получается, что ветер – это перемещение огромного количества молекул атмосферных газов в одном направлении. Воздушные массы обычно перетекают из зоны повышенного давления (когда воздух холодный – антициклон) в район пониженного (когда он тёплый – циклон), заполняя тем самым пустоты разреженного воздуха.

Откуда берется ветер — опыт для детей 5-6 лет

Опыт разработан О.В. Дыбиной.

1.Вам понадобится свеча и змейка. Змейку очень просто сделать:

возьмите круг из тонкой бумаги и разрежьте его по спирали, затем получившуюся заготовку подвесьте за нить.

• Зажгите свечу и подуйте на нее. Почему отклонилось пламя? (дует воздух).
• Поместите змейку над пламенем свечи. Что происходит со змейкой? Она начнет вращаться. Почему же она вращается? Потому что теплый воздух идет вверх и поднимает змейку.
• Можно попробовать чтобы дети сделали такой опыт сами, но не со  свечой! Нужно подержать змейку над горячей батареей.

2.Подойдите к двери (например, ведущей на застекленный балкон) и попробуйте определить, куда дует ветер вверху дверного проема (выше) и около пола (ниже). Для того чтобы определить, куда дует ветер, можно поставить две свечи  — внизу и вверху и посмотреть, куда отклоняется их пламя. Или взять тонкую салфетку или ватку и поднести к дверям. Куда она отклонится?

3.Почему же ветер дует в разные стороны? Оказывается, вверху воздух выходит из комнаты наружу. Это теплый воздух. Он выходит на улицу. А холодный воздух тяжелее и он находится внизу. Он входит в комнату с улицы. Так получается «ветер» в комнате. Но именно так получается и ветер в природе.

Оказывается, ветер – это движение воздуха! Теплый воздух движется наверху, а холодный внизу, и они стремятся поменяться местами.

4.Можно зарисовать стрелочками, куда дует ветер в комнате. Красная стрелочка вверху дверей будет обозначать теплый воздух. А синяя стрелочка внизу – холодный воздух.

5.Если в Вашей комнате есть сквозняк, и Вы часто просите ребенка не сидеть на полу около дверей, то напомните ему об этом. Спросите, почему Вы просите его этого не делать? Теперь он уже знает, чем вызвана Ваша просьба и совсем по-другому будет относиться к ее выполнению!

Примечание: не стоит перегружать малыша- дошкольника знаниями  о физических явлениях, недоступных пока еще для понимания, и говорить о том, что важную роль в появлении ветра играет распределения атмосферного давления. Для дошкольника вполне достаточно такого краткого ответа на его вопрос «Почему бывает ветер». А вот школьнику можно уже объяснить и другие причины, связанные с появлением разного вида ветра. Какой бывает ветер и почему он бывает, Вы увидите в этом видеоролике для детей постарше — школьного возраста.

Ветер за пределами Земли

За пределами нашей планеты выделяют несколько видов ветров:

• солнечный;
• планетарный;
• инопланетный.

Солнечный ветер представляет собой перемещение не воздушных потоков, а плазмы, которую выбрасывает солнечная атмосфера. Это явление происходит на скорости около 400 км/с. Гелиосфера – большой участок межзвездного пространства, который окружает Солнечную систему и образован солнечным ветром.

Северное сияние – влияние солнечного ветра
Интересный факт: магнитное поле Земли не дает ветру проникать в атмосферу. Но иногда вспышки на Солнце бывают настолько сильными, что солнечный ветер все же пробивается сквозь эту защиту и вызывает полярное сияние, магнитные бури.

Планетарный ветер – это перемещение газов в верхних слоях атмосферы планеты. Из-за этого планета теряет возможность взаимодействовать с прочими частицами газа. Если подобные процессы продолжаются множество лет, планета может потерять свою атмосферу, запасы воды и т.д.

На других планетах тоже есть различные ветры. На Венере они дуют со скоростью 83 м/с и могут облететь планету за несколько земных суток. На Юпитере ветер достигает 100 м/с и более. Самые сильные потоки на Сатурне – около 375 м/с.

Интересный факт: известно, что на Марсе есть несколько типов ветров. Например, пылевые смерчи и ветры, дующие с полюсов на скорости около 110 м/с.

Чем характеризуется ветер

Скорость

Каждый замечал, что ветер дует с различной скоростью. Иногда его нет вовсе, а иногда он настолько сильный, что даже “с ног сбивает”. Скорость ветра может сказать о многом, а в географии для изучения этого параметра используется специальная шкала Бофорта. Она состоит из 12 баллов, где 0 — штиль (ветра нет), а 12 — ураган.

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:

1. НП “1” 770 мм рт ст -> НП ”2” 750 ммрт ст
2. НП “1” 770 мм рт ст -> НП ”2” 740 ммрт ст

Из условия выше мы можем посчитать разницу, которая для условия №1 составляет 20 пунктов, а для условия №2 — 30 пунктов. Поэтому только на основе этих данных можно утверждать, что при вторых данных скорость ветра будет выше.

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.

Морское пространство продуваемое всеми ветрами

На мой заданный вопрос маленьким детям – почему дует ветер, я всегда получаю готовый ответ: потому, что деревья качаются. Но ученым метеорологам известно, по каким причинам приходят в движение воздушные массы, вызывая порой:

• не только легкий бриз и устойчивый муссон,
• но и сильные ветры в виде морской бури и бушующего шторма
• и даже разрушительный ураган и смертоносный тайфун,

где ужасные циклоны в виде бури смерча и гигантских цунами способны стать настолько грозной и опасной движущей силой, которой обладает водная стихия.

Большинство наших людей представляет себе отдых на море романтическим удовольствием:

1. с ласковыми волнами моря и золотым теплым песочком,
2. раскаленной галькой каменистого пляжа и приятными лучами южного солнца,

где якобы соленая морская вода с мягким, но влажным континентальным климатом укрепляет человеческий организм.

Правда даже кратковременное нахождение в морской воде не безопасно, поскольку она обладает уникальной способностью постоянно накапливать активные органические соединения и натуральный раствор агрессивных солей, поэтому легко может вместо оздоровления организма принести обратный эффект.

Однако именно на открытом и продуваемом всеми ветрами огромном пространстве ласкового моря часто дуют ветры в различном направлении и происходят часто меняющиеся атмосферные процессы, влияющие на состояние неустойчивой погоды.

Чтобы узнать, что происходит в природе, когда дует ветер, то все довольно просто. Человеку необходимо набрать в легкие как можно больше воздуха, тем самым повысив в груди воздушное давление, а затем с силой выдохнуть его из себя.

То же самое происходит в живой природе, где в одном месте атмосферное давление повышается, а в другом понижается, начинает дуть ветер, перемещая воздушные массы из одной области с высоким давлением в другую область с низким давлением.

А вот почему в атмосфере земли – воздушной оболочке, окутывающей нашу живую планету, давление то и дело меняется, ученые до сих пор не могут ответить однозначно: причин для этого может быть достаточно много.

Одна из причин такова: земля постоянно движется, вращаясь вокруг оси, вызывая смешение и перемещение воздушных масс. За этими глобальными процессами изо дня в день наблюдают специалисты метеорологи, синоптики и аэрологи.

Они предупреждают о том, куда дует ветер, и с какой скоростью переместится тот или иной атмосферный фронт, где ждать ясной погоды, а где грянет буря, и пойдут грозовые дожди.

Ученые синоптики несколько раз в сутки снимают в различных слоях атмосферы физические показания:

• атмосферного давления,
• климатической температуры
• и насыщенную влажность

в нижних слоях тропосферы, а в слои стратосферы на расстояние до 50 километров от поверхности земли запускают аэростатные метеозонды, с помощью которых ведут наблюдения и за самыми верхними слоями – мезосферой (высота 80 км), ионосферой (до 1000 км) и экзосферой – она еще выше.

Все это осуществляется для того, чтобы точнее предсказывать изменения погоды, ведь вблизи поверхности земли перемещение воздушных масс происходят чаще всего в виде:

1. вращающихся циклонов с огромной массой атмосферного вихря с пониженным в центре давлением воздуха, и ветры дуют там от окраины к центру, но не по прямой линии, а закручиваясь по спирали
2. и теплых антициклонов с вращающими вокруг центра южными ветрами с повышенным давлением воздуха, создающих хорошую погоду,

причем в Северном полушарии нашей земли теплые ветры антициклонов с малооблачной и сухой погодой дуют по часовой стрелке, а холодные ветры циклонов с плохой погодой дуют в противоположном направлении.

К тому же их фронтальные размеры настолько огромны, что в поперечнике атмосферные возмущения могут достигать нескольких сотен и даже тысяч километров, где некоторые циклоны так разгуливаются, что превращаются в грозные ураганы с ветрами большой силы действия, которые в экзотических тропиках называют мощными тайфунами.

Сортер «Домик». Развивающая игрушка для малышей

Значение ветров

Выяснив, почему ветры дуют, следует сказать о том, какое воздействие они оказывают на жизнь на Земле. Ветер имеет большое значение для человеческой цивилизации. Вихревые потоки вдохновляли людей на создание мифологических произведений, расширяли торговый и культурный диапазон, воздействовали на исторические явления.

Ветры также выступали в качестве поставщиков энергии для разных механизмов и агрегатов. За счет движения потоков воздуха парусные суда получили возможность преодолевать значительные расстояния по океанам и морям, а воздушные шары – по небу.

Для современных летательных аппаратов ветры имеют большое практическое значение – они позволяют экономить топливо и увеличивать подъемную силу. Но следует сказать, что воздушные потоки могут приносить и вред человеку.

Так, например, из-за градиентных колебаний ветра может быть потерян контроль над управлением самолета. В небольших водоемах быстрые воздушные потоки и вызванные ими волны могут разрушить постройки.

Во многих случаях ветры способствуют увеличению масштаба пожара. В целом, явления, связанные с образованием воздушных потоков, различными способами воздействуют на живую природу.

Ящик Сегена. Деревянный сортер на 12 деталей

Направление ветра

Направление является одним из основных параметров воздуха. В метеорологии в качестве направления ветра указывают азимут точки, откуда он дует. Например, если условно направить одну стрелку на север, а другую – на какой-либо предмет, то образовавшийся между ними угол и является азимутом. Для измерения направления ветра используют специальные приспособления – ветроуказатели, ветромеры, флюгеры и др.

Ветер может дуть не только с двух сторон, но и со всех сторон одновременно. Это редкое, но вполне возможное явление. Ярким примером его является торнадо – атмосферный вихрь, который образуется в облаке и достигает поверхности земли. К слову, существует множество разновидностей подобных вихрей, которые могут образовываться и на поверхности, а затем подниматься вертикально.

Торнадо

Подобные явления возникают в местах, где происходит столкновение воздушных масс. В целом каждый поток воздуха имеет свое направление и скорость. Но когда такие потоки сталкиваются друг с другом, получается, что ветер дует с разных сторон одновременно. Чаще всего это происходит на участках со сложным рельефом, многоэтажной застройкой и т.п. Направление ветра меняется резко на небольшой территории, и образуются вихри из-за перепада давления.

Ветер может дуть с двух и больше сторон одновременно. Потоки образуются за счет перепадов давления вследствие нагревания воздуха у земли и остывания над землей. При этом из зоны высокого давления воздух устремляется в зону низкого. Когда такие процессы происходят на небольшом участке, например, между зданиями или на территории со сложным рельефом, воздушные потоки перемещаются быстро. В результате образуются вихри – ветер дует с нескольких сторон.

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.

Как появляется солнечный ветер?

Причиной появления потока, состоящего из смеси положительно и отрицательно заряженных частиц, является постоянно образующаяся внутри Солнца плазма. Возникает она в результате бесконечно протекающих реакций термоядерного синтеза, нагревающих центр звезды до нескольких десятков миллионов градусов по Цельсию. Разогретый таким образом ионизированный газ, стремительно вырывается из условно «ограниченного объёма», разлетаясь далеко за пределы нашей звёздной системы.

Появление солнечного ветра
Интересный факт: пределы этого объёма обусловлены гигантскими силами гравитации, «как бы закупоривающими взрывы множества водородных бомб внутриограниченного объёма», возникающими вследствие огромных размеров нашего светила. А оно в 109 раз больше Земли. Итогом процесса является нагрев короны Солнца до миллиона градусов по Цельсию, за счёт серии микровзрывов «вырвавшейся на свободу» плазмы.

В сентябре 2016 года американским учёным с помощью обсерваторий NASA STEREO впервые удалось засечь процесс возникновения солнечного ветра. Согласно их заявлению, происходящее идентично выбросу воды: сначала поток идёт одной струёй, затем распадается на отдельные частички, которые становятся всё меньше и меньше, пока не образуется газообразное «облако».

NASA STEREO

Логические формы на палочках. Развивающая игрушка из дерева