Ветер - это движение воздуха по поверхности Земли, возникающее из-за разницы в давлении воздуха в разных местах. Сила ветра может варьироваться от слабого ветра до силы урагана и измеряется с помощью Шкала Бофорта Ветра.
Ветры названы в том направлении, откуда они берутся. Например, западный ветер дует с запада и дует на восток. Скорость ветра измеряется с анемометр и его направление определяется с помощью лопасти ветра.
Поскольку ветер порождается разницей в давлении воздуха, важно понимать эту концепцию и 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 ученик Галилея, Евангелиста Торричелли, разработал ртутный барометр для измерения давление воздуха после изучения воды и насосов в горных работах. Используя подобные приборы сегодня, ученые могут измерить нормальное давление на уровне моря около 1013,2 миллибар (сила на квадратный метр площади поверхности).
Сила градиента давления и другие воздействия на ветер
В атмосфере есть несколько сил, которые влияют на скорость и направление ветра. Самым важным, однако, является сила тяжести Земли. Когда гравитация сжимает атмосферу Земли, она создает давление воздуха - движущую силу ветра. Без гравитации не было бы атмосферы или давления воздуха и, следовательно, ветра.
Сила, действительно ответственная за движение воздуха, является силой градиента давления. Различия в давлении воздуха и силе градиента давления вызваны неравномерным нагревом поверхности Земли при входе солнечная радиация концентрируется на экваторе. Например, из-за избытка энергии в низких широтах воздух там теплее, чем на полюсах. Теплый воздух менее плотный и имеет более низкое атмосферное давление, чем холодный воздух в высоких широтах. Эти различия в атмосферном давлении создают силу градиента давления и ветер, когда воздух постоянно перемещается между низкое давление.
Чтобы показать скорость ветра, градиент давления наносится на карту погоды с помощью изобары сопоставлены между областями высокого и низкого давления. Бары, расположенные далеко друг от друга, представляют собой постепенный градиент давления и слабые ветры. Те, кто ближе друг к другу, показывают крутой градиент давления и сильный ветер.
Наконец, Кориолисова сила и трение значительно влияют на ветер по всему земному шару. Кориолисова сила заставляет ветер отклоняться от его прямой траектории между областями высокого и низкого давления, а сила трения замедляет ветер при его движении по поверхности Земли.
Ветры верхнего уровня
В атмосфере существуют разные уровни циркуляции воздуха. Тем не менее, те, в среднем и верхнем тропосфера являются важной частью циркуляции воздуха всей атмосферы. Для отображения этих схем циркуляции верхние карты давления воздуха используют 500 миллибар (мб) в качестве контрольной точки. Это означает, что высота над уровнем моря отображается только в областях с уровнем атмосферного давления 500 мб. Например, над океаном в 500 мб может быть 18 000 футов в атмосферу, а над сушей это может быть 19 000 футов. Напротив, карты погоды на поверхности отображают перепады давления на фиксированной высоте, обычно на уровне моря.
Уровень в 500 мб важен для ветров, потому что, анализируя ветры верхнего уровня, метеорологи могут узнать больше о погодных условиях на поверхности Земли. Часто эти ветры верхнего уровня генерируют погодные и ветровые характеристики на поверхности.
Двумя ветрами верхнего уровня, которые важны для метеорологов, являются волны Россби и реактивный поток. Волны Россби имеют большое значение, поскольку они приносят холодный воздух на юг и теплый воздух на север, создавая разницу в давлении воздуха и ветре. Эти волны развиваются вдоль струи.
Местные и региональные ветры
В дополнение к глобальным моделям ветров низкого и верхнего уровня, в мире существуют различные типы локальных ветров. Наземные морские бризы, которые встречаются на большинстве береговых линий, являются одним из примеров. Эти ветры вызваны различиями температуры и плотности воздуха над сушей и водой, но ограничены прибрежными районами.
Горно-долинные бризы являются еще одним локальным паттерном ветра. Эти ветры возникают, когда горный воздух быстро охлаждается ночью и стекает в долины. Кроме того, воздух в долине быстро нагревается в течение дня и поднимается вверх по склону, создавая дневные бризы.
Некоторые другие примеры местных ветров включают в себя теплые и сухие ветры Санта-Ана в Южной Калифорнии, холодный и сухой мистральный ветер Французская долина Роны, очень холодный, обычно сухой ветер бора на восточном побережье Адриатического моря и ветры чинуков на севере Америка.
Ветры также могут происходить в крупном региональном масштабе. Одним из примеров этого типа ветра могут быть катабатические ветры. Это ветры, вызванные гравитацией, и иногда их называют дренажными ветрами, потому что они стекают по долине или склону, когда плотный холодный воздух на больших высотах стекает под действием силы тяжести. Эти ветры, как правило, сильнее, чем бризы в горных долинах, и возникают на больших территориях, таких как плато или нагорье. Примерами катабатических ветров являются ветры Антарктиды и обширных ледяных щитов Гренландии.
Сезонное изменение муссонные ветры найденные в Юго-Восточной Азии, Индонезии, Индии, северной Австралии и экваториальной Африке, являются еще одним примером региональные ветры, потому что они ограничены большей областью тропиков, а не только Индией для пример.
Являются ли ветры локальными, региональными или глобальными, они являются важным компонентом атмосферной циркуляции и играют важную роль в человеческой жизни на Земле, поскольку их поток через огромные территории способен перемещать погоду, загрязняющие вещества и другие находящиеся в воздухе предметы по всему миру.