что такое ветер с точки зрения физики
Почему дует ветер: пояснение, интересные факты
Ветер в поле: Pixabay
Ветер — поток воздушных масс, который человек ощущает каждый день, прогуливаясь на улице. Это атмосферное явление различают по продолжительности, силе и направленности. Поток воздуха непредсказуем: с легкого ветерка может вырасти настоящее стихийное бедствие, которое нельзя предугадать. Давайте разберемся, почему дует ветер.
Почему дует ветер: пояснения
Чтобы понять, почему на улице ощущаем прохладу при легком порыве воздуха в жаркий день, важно знать, что такое ветер. В атмосфере Земли содержатся молекулы различных газов, которые не улетают в космос из-за гравитации. Образование ветра напрямую зависит от движения планеты. Земля крутится вокруг своей оси, из-за чего молекулы начинают синхронно двигаться. Но ответ на вопрос, почему ветер дует, несколько сложнее.
Воздушные массы двигаются из-за атмосферного давления. Оно в разных участках планеты отличается. Как образуется ветер? В разных местах с разным атмосферным давлением разная температура. Это ключевой фактор: в теплом воздухе молекулы двигаются быстрее и стремятся разлететься по сторонам как можно скорее. Это явление объясняет, почему теплый воздух легче, более разряжен и без большого давления. В холоде молекулы начинают группироваться, из-за чего воздух становится тяжелее.
Как возникает ветер? Это атмосферное явление напоминает воду, которая стремится ввысь, когда нагревается. Воздух направляется в область с низким давлением, чтобы заполнить пустоту разряженной атмосферы. Как правило, дует ветер от воды, поскольку образуется над ее поверхностью.
Чтобы понять, откуда берется ветер, разберемся с механизмом его формирования:
Какой бывает ветер? Благодаря особенностям его формирования различают постоянные воздушные потоки:
Также различают сезонные ветра, называемые муссонами. Зимние разновидности стремятся в сторону океана, летние — в обратном направлении. Место формирования — восток и юго-восток Азии.
Когда дует ветер, можно определить его вид:
Как образуется ветер: Nur.kz
Интересные факты о ветре
Разновидностей воздушных потоков большое количество. В зависимости от того, как дует ветер, в природе встречаются необычные воздушные явления:
Ветер наклонил дерево: Pixabay
С таким атмосферным явлением, как ветер, связано множество интересных фактов. Вот некоторые из них:
Ветер — важное явление в природе, которое формирует климат и рельеф, помогает в морских путешествиях, некоторых видах спорта, используется как источник энергии. Человек не смог обуздать его, но научился использовать в корыстных целях.
Узнавайте обо всем первыми
Подпишитесь и узнавайте о свежих новостях Казахстана, фото, видео и других эксклюзивах.
Ветры и их характеристики, как образуются ветры и куда дуют
Содержание:
Ветер – процесс передвижения воздушных масс над поверхностью земли. Зачастую в заданиях есть следующий вопрос: укажите главную причину образования ветра. Главная причина – перепады атмосферного давления над разными регионами. Воздух из областей с высоким давлением начинает активно двигаться в зоны с низким давлением, за счет чего начинает дуть ветер.
Ветер формируется из воздушного потока, который движется в основном по горизонтальной траектории, параллельно Земле. Наиболее сильные ветры свойственны для двух планет — Сатурна и Нептуна.
Как называется ветер, дующий в сторону берега
Основные характеристики ветров — скорость, направление. Ветер может возникать внезапно в районе гор, на море или реке. Для определения направления используется компас, который показывает движение воздушного потока. На реке удобно определять, откуда дует ветер, в соответствии с течением. Если он дует в одном направлении с течением, его называют верховым ветром. Для низовых ветров характерно дуновение против направления течения реки.
Если воздух движется на берег, при этом отмечается небольшой или прямой угол, тогда название ветров в России – навальные ветра. Дуновение с берега к реке – отвальные ветра. Для измерения скорости движения воздушных масс используется километр в час или метр в секунду. Также применяют балльную оценку.
Что такое бриз в географии, что такое бора в географии
Рассмотрим, что такое дневной бриз в географии. Бриз – это ветер, имеющий суточную периодичность. Он формируется на побережье большого озера или моря. Возможно возникновение бриз рядом с крупной рекой. Куда дует дневной бриз? Он направляется от водоема к территории суши. Ночные бризы также называют береговыми. Они двигаются в противоположном направлении – от берега к водоему. Общие характеристики бризов:
Еще один тип ветра – бора. Это зимние ветра, которые двигаются от небольших гор к побережью водоемов. Средняя скорость движения – пятьдесят метров за секунду. Для зимних явлений характерно обилие порывов, которые достигают и ста метров в секунду.
Какие бывают ветра – названия, список
Для формирования ветра не обязательно нужен водоем или долина. Все зависит от типа движения воздушных масс. Рассмотрим основные виды ветра:
Отдельный класс ветров – планетарный. К нему относятся:
Что такое ветер и откуда он берётся?
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 хорошую погоду. 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.
Что такое ветер?
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. 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.
Откуда появляется ветер?
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. А на его место устремляется более холодный воздух из соседней зоны.
Сталкиваясь друг с другом, теплые и холодные воздушные потоки порой образуют шквалы. Эти процессы идут над всей поверхностью планеты, которая при взгляде сверху напоминает бурлящий котел. Там 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 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.
Что такое ветер
Причины образования
Ни для кого не секрет, что ветер существует. Однако почему в некоторые дни ветра нет, в некоторые дни он слабый, в некоторые дни сильный, а в некоторые дни случаются настоящий ураган? Причина заключается в разном прогревании различных регионов суши, вследствие чего в этих регионах наблюдается различное атмосферное давление. Проще всего это показать на примере береговой зоны, где суша всегда нагревается быстрее, чем вода. Как итог воздух над земной поверхностью более горячий и по законам физики, становясь легче, поднимается вверх. Освободившееся место занимает холодный воздух с моря. Если говорить научным языком, то всё это связано напрямую с атмосферным давлением. Воздух всегда движется из области с более высоким атмосферным давлением к области с более низким атмосферным давлением. Если вернуться к примеру выше, то воздух над сушей прогревается быстрее, а значит атмосферное давление падает. Над морем воздух прогревается не так быстро, а значит атмосферное давление падает не так сильно. В результате образуется разброс между показателями. Как только между двумя регионами образуется разница в атмосферном давлении, начинает дуть ветер. Причем, чем сильнее эта разница, тем сильнее ветер.
Чем характеризуется ветер
Скорость
| Баллы | Название | Скорость (м/с) | Характеристика |
|---|---|---|---|
| 0 | Штиль | до 0,2 | Дым из труб поднимается прямо вверх |
| 1 | Тихий | 0,3-1,5 | Дым из труб имеет легкий наклон в сторону ветра |
| 2 | Легкий | 1,6-3,3 | Листья на деревьях слабо шевелятся |
| 3 | Слабый | 3,4-5,4 | Листья на деревьях достаточно сильно шевелятся |
| 4 | Умеренный | 5,5-7,9 | С земли поднимаются листья, пыль и другие легкие предметы. |
| 5 | Свежий | 8-10,7 | Тонкие деревья начинают качаться |
| 6 | Сильный | 10,8-13,8 | Толстые деревья начинают качаться |
| 7 | Крепкий | 13,9-17,1 | Сгибает стволы деревьев |
| 8 | Очень крепкий | 17,2-20,7 | На деревьях начинают ломаться ветки |
| 9 | Шторм | 20,824,4 | У домов отлетают трубы и черепица |
| 10 | Сильный шторм | 24,5-28,4 | Даже достаточно крупные деревья вырываются с корнем |
| 11 | Жестокий шторм | 28,5-32,6 | Массовые повреждения |
| 12 | Ураган | более 32,7 | Массовые разрушения |
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:
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.
Типы ветров
Все ветры, которые дуют на Земле, можно разделить на 3 большие категории:
Переменные ветры
Днем вода холодная, а суша достаточно быстро прогревается. Это означает, что над водой атмосферное давление выше, а над сушей ниже. Теплый воздух поднимается, и начинает дуть прохладный ветер с моря.
В ночное время ситуация меняется. На этот раз суша более прохладная, поскольку быстро остывает, а море продолжает сохранять тепло. Следовательно, теплый воздух над морем поднимается вверх и с суши дует прохладный ветерок.
Именно с этим свойством бриза связан тот факт, что раньше, когда корабли были в основном парусными, рыбки выходили на промысел ночью (был попутный ветер В море), а возвращались утром (был попутный ветер С моря).
Все, о чем мы говорили выше, характерно и для муссонов, представляющих собой аналог бриза, но со сменой цикла не 2 раза в сутки, а 2 раза в год. Эти ветра наиболее характерны для азиатского побережья Тихого океана. Летний муссон дует с моря и несет с собой сезон дождей. Зимний муссон, напротив, дует в море. В это время года влага минимальная, поскольку воздушные массы движутся в океан.
Постоянные ветры
Постоянными называются ветры, которые в течение года не меняют своего направления. Примерами таких ветром могут служить:
Местные ветра
Выше уже отмечалось, что во многих источниках бриз называется главным местным ветром. Кроме него к этой категории относятся:
Схема распределения
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.
Откуда появляется ветер
Какие бывают ветры?
Есть ветры мирового значения — муссоны и пассаты. Они дуют через параллели и меридианы. Другие же ветры дуют на небольших территориях — их называют местными, например бризы.
Ветры мирового значения
Виды местных ветров
Местной циркуляции
Ветра местной циркуляции можно разделить на несколько отдельных видов.
В переводе с французского языка означает легкий. Зарождается такой ветер над поверхностью рек, морей, озер и других местных водоемов, где образуется зона высокого давления. На солнце суша прогревается значительно быстрее водных объектов и над ней устанавливается область низкого давления, куда и устремляется бриз. В темное время суток ситуация меняется и все происходит в обратном направлении.
Важно! Этот ветер считался очень благоприятным для начала плавания во времена парусного судоходства.
В переводе с итальянского — северный. Бора воспринимается людьми как порывистый и мощный. Движется в холодные сезоны со стороны прибрежных скал в сторону моря. Образуется на материках со скалистыми берегами. В таких случаях прохладный воздух со стороны суши собирается у подножия хребта и, набрав необходимую массу, срывается вниз к воде. Этим явлением объясняется разительно низкая температура в зонах его действия. Области преобладания: побережья Адриатического и Черного морей.
Видео
Глобальные эффекты
Во многих районах планеты преобладают воздушные массы, обладающие определенным направлением движения. В районе полюсов, как правило, преобладают восточные, а в умеренных широтах – западные ветры. При этом в тропиках воздушные потоки принимают снова восточное направление. На границах между данными зонами – субтропическом хребте и полярном фронте – расположены так называемые области затишья. Преобладающие ветры в этих зонах практически отсутствуют. Здесь движение воздуха осуществляется главным образом вертикально. Это объясняет появление зон высокой влажности (близ полярного фронта) и пустынь (около субтропического хребта).
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.
Сам воздух всюду стремится быть одинаковым. Когда образовывается некая неоднородность (в одном месте теплее, в другом холоднее, в третьем – частичек газов больше, в четвёртом – меньше), он горизонтально перемещается, пытаясь ликвидировать «неравенство».
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.
Виды ветров
По основной классификации ветры делятся на постоянные (или преимущественные) и сезонные.
Интересно: Почему весна наступает с опозданием? Причины, фото и видео
Постоянными называются ветры, которые не меняют своего направления. Они образуются благодаря соприкосновению зон высокого и низкого давления. Сезонные ветры, соответственно, меняют свое направление в зависимости от текущего времени года.
Также отдельную категорию составляют местные ветры. Это воздушные массы, которые циркулируют только на определенных территориях планеты. При этом они определяют климатические условия данной зоны.
Постоянные
Разновидности преимущественных ветров:
Пассаты – ветры, дующие с востока между тропиками и устремляющиеся к экватору. Они разделены безветренной полосой. Именно пассаты направляют тропические циклоны в западном направлении.
Западные ветры умеренного пояса представляют потоки воздуха, которые преобладают на умеренной широте – в зоне между 35 и 65 градусами северной и южной широты. Движутся они с запада на восток.
Восточные ветры полярных районов направляются из зон высокого давления в зоны низкого давления.
Сезонные
Сезонные ветры представлены одной категорией – муссонами. Они дуют в области тропиков на протяжении нескольких месяцев. При этом дважды в год муссоны резко меняют свое направление.
В летний период воздушные потоки движутся с океана на сушу, а зимой, наоборот – с материковой части в сторону океана. Муссоны приносят с собой большое количество осадков в теплое время года. Формирование ветров происходит на востоке и юго-востоке Азии.
Местные
Наибольшим разнообразием отличаются местные ветры. Среди них можно выделить следующие виды:
Также бывают необычные виды ветров, такие как торнадо (ураган, встречающийся в Северной Америке), хабуб (африканские песчаные бури), близзард (канадский буран наподобие сибирской пурги), хамсин (горячий штормовой ветер в Саудовской Аравии, длящийся около 50 дней) и другие.
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.
Откуда появляется ветер?
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. А на его место устремляется более холодный воздух из соседней зоны.
Сталкиваясь друг с другом, теплые и холодные воздушные потоки порой образуют шквалы. Эти процессы идут над всей поверхностью планеты, которая при взгляде сверху напоминает бурлящий котел. Там сталкиваются и кружатся в различных направлениях воздушные течения, увлекая за собой белую пену облаков.
Как образуется ветер?
Солнечное излучение, достигнув планетарной поверхности, нагревает сушу и океан. Увеличение температуры неравномерное, что обусловлено разным расстоянием до Солнца: экваториальные пояса, находясь ближе к звезде, получают больше энергии, чем полярные области. Нагрев суши более активный, чем океанических вод, но в водной среде тепло сохраняется дольше.
В итоге воздушные массы, нагреваемые планетарной поверхностью, на разных участках оказываются неодинаково теплыми. Теплые потоки воздуха поднимаются в высокие атмосферные слои, освобожденное пространство заполняется холодными потоками, поступившими с менее нагретых областей.
Схема образования ветра
Столкновение теплых и холодных воздушных масс – причина образования ветра разной степени интенсивности. Процесс глобальный. Земная атмосфера пребывает в постоянном движении: воздушные потоки сталкиваются, изгибаются, закручиваются, формируют облака, вихри, ураганы, торнадо.