Ветер и причины его возникновения

Главная причина возникновения ветра — неравномерный нагрев поверхности Земли солнцем. При этом движение воздуха возникает относительно земной поверхности в определённом направлении и с разной скоростью^[1].

На экваторе поверхность получает больше тепла, чем в полярных областях, что приводит к разнице температур воздуха, его плотности и давления.

Менее плотный горячий воздух стремится вверх. Остывая, он опускается вниз. Горячие воздушные массы с экватора мигрируют к полюсам — в область пониженного давления. Более холодный и плотный воздух движется над поверхностью Земли к экватору. Граница между этими областями называется фронтом, в котором зарождаются различные метеоявления: циклоны и антициклоны с разной погодой.

Разница в давлении вызывает перемещение воздуха из областей высокого давления в области низкого давления. Это движение воздуха и есть ветер^[2].

Направление ветра определяют по сторонам света, от которых он дует, а также используют детализацию, например, юго-восточный или северо-западный.

На направление ветра влияют несколько сил:

• Сила Кориолиса — возникает от суточного вращения Земли и заставляет движущиеся линейно объекты отклоняться вправо в Северном полушарии и влево в Южном полушарии;

• Градиент давления — уравнивает давление, вынуждая воздух перемещаться из зоны высокого давления в область с низкими значениями.

• Трение — из-за неоднородности поверхности Земли ветер может замедляться, а также сходиться и расходиться в разных слоях^[3].

Направление ветра определяется с помощью ветроуказателей или флюгеров.

Также используются розы ветров — векторные диаграммы, на которых отмечены составленные на основе наблюдений основные направления ветра для конкретной местности. Роза ветров бывает годовой, сезонной или для отдельного месяца.

Скорость ветра измеряется анемометрами и выражается в метрах в секунду (м/с) или километрах в час (км/ч). Замеры проводят на расстоянии не менее 10 м над землёй. Для скорости ветра характерна сезонность, которая отличается в разных регионах.

Для описания силы ветра используется шкала Бофорта, где каждому значению от 0 до 12 соответствует определённая скорость и описание ветра — от штиля до урагана.

• 0 баллов. Штиль: 0-0,2 м/c;
• 1 балл. Тихий: 0,3-1,5 м/c;
• 2 балла. Лёгкий: 1,6-3,3 м/c;
• 3 балла. Слабый: 3,4-5,4 м/c;
• 4 балла. Умеренный: 5,5-7,9 м/c;
• 5 баллов. Свежий: 8,0-10,7 м/c;
• 6 баллов. Сильный: 10,8-13,8 м/c;
• 7 баллов. Крепкий: 13,9-17,1 м/c;
• 8 баллов. Очень крепкий: 17,2-20,7 м/c;
• 9 баллов. Шторм: 20,8-24,4 м/c;
• 10 баллов. Сильный шторм: 24,5-28,4 м/c;
• 11 баллов. Жёсткий шторм: 28,5-32,6 м/c;
• 12 баллов. Ураган: более 32,6 м/c.

Атмосфера Земли состоит из нескольких слоёв:

• Тропосфера — нижний слой атмосферы до высоты 8-18 км. Здесь происходят основные погодные явления и формируются ветры. Температура воздуха снижается с высотой, а давление и плотность уменьшаются.

• Стратосфера — слой от 11 до 50 км. В стратосфере температура сначала остаётся постоянной, затем повышается из-за поглощения ультрафиолетового излучения озоновым слоем.
  

  Атмосфера Земли

Глобальная циркуляция атмосферы — система крупных воздушных течений, определяющая климатические пояса Земли.

Ветры делят на глобальные (постоянные), сезонные и местные. Глобальные ветры определяются постоянством направления и скорости. Сезонные характерны для одного времени года или времени суток. Местные ветры свойственны локальной зоне, например конкретным горам.

Постоянные ветры являются частью глобальной циркуляции атмосферы. Выделяют три типа таких ветров:

• Пассаты — постоянные ветры, дующие от областей высокого давления в субтропиках к экватору. В Северном полушарии они дуют с северо-востока, в Южном — с юго-востока. Пассаты приносят влажный воздух и влияют на климат приэкваториальных областей.
• Западные ветры умеренных широт — в умеренных широтах преобладают ветры, дующие с запада на восток. Они переносят воздушные массы и оказывают влияние на климат западных побережий континентов.
• Полярные восточные ветры — в полярных областях дуют восточные ветры, приносящие холодный и плотный воздух в более тёплые районы умеренных широт. Они спускаются с Южного и Северного полюсов, двигаясь в сторону экватора.

Это воздушные массы, направление которых может меняться в зависимости от времени года или даже времени суток. Основные из таких ветров — муссоны и бриз^[4].

Муссоны — сезонные ветры, меняющие направление дважды в год в зависимости от сезона. Летом они дуют с океана на сушу, принося осадки и повышенную влажность, зимой — с суши на океан, принося сухую погоду.

Бриз — ветер, возникающий у побережья морей или больших озёр, с выраженной сменой направления в течение суток. Возникает из-за разницы в нагреве суши и воды. Днём ветер дует с моря, ночью — с суши. Направление морского бриза перпендикулярно берегу, а расстояние, на сушу он может проникнуть на расстояние 20-40 км от берега.

• Фён — тёплый сухой ветер, спускающийся с гор в долины, вызывая резкое повышение температуры и снижение влажности.

• Бора — холодный порывистый ветер, дующий с гор на побережье, вызывая резкое понижение температуры.

• Мистраль — холодный и очень сильный ветер, характерный для средиземноморского побережья Франции. Скорость может превышать 18 м/c.
• Хамсин — горячий и сухой ветер в Северной Африке и на Аравийском полуострове. Дует с юга или юго-востока в конце зимы и начале весны. Температура может превышать 40 °C.
• Сарма — ветер, дующий у берегов Байкала. Его провоцирует переход арктического воздуха через горные хребты вокруг озера. Скорость ветра превышает 15 м/c, с порывами до 50 м/c.

• Энергетика: Ветер используется для выработки электроэнергии на ветряных электростанциях, являясь возобновляемым источником энергии.

• Транспорт: В прошлом ветер был основным двигателем парусных судов. В современной авиации и мореплавании ветер учитывается для обеспечения безопасности и эффективности перемещения.

• Климат и хозяйство: Ветер влияет на распределение осадков, температуру и влажность, что сказывается на сельском хозяйстве и экосистемах.