Чому вітри дмуть? Чому виникає вітер? Значення вітру в природі

Вітер являє собою потік повітря, що рухається в певному напрямку. На інших планетах він являє собою масу властивих їх поверхні газів. На Землі вітер рухається переважно горизонтально. Класифікація, як правило, здійснюється відповідно до швидкості, масштабом, типами сил, їх викликають, місць розповсюдження. Під впливом потоків знаходяться різні природні явища і погода. Вітер сприяє переносу пилу, насіння рослин, сприяє переміщенню літаючих тварин. Але як з`являється спрямований повітряний потік? Звідки дме вітер? Від чого залежить його тривалість і сила? І взагалі, чому вітри дмуть? Про це та багато іншого - далі в статті.

Класифікація

В першу чергу вітри характеризують по силі, напрямку і тривалості. Поривами вважаються сильні і короткочасні переміщення (до декількох секунд) повітряних потоків. Якщо дме сильний вітер середньої тривалості (приблизно хвилину), то його називають шквалом. Більш тривалі повітряні потоки називають відповідно до їх силою. Так, наприклад, легкий вітер, що дме на узбережжі, - це бриз. Є ще тайфун, ураган, шторм, буря. Тривалість вітрів може бути також різною. Деякі тривають кілька хвилин, наприклад. Бриз, що залежить від перепаду температур на поверхні рельєфу протягом доби, може тривати до декількох годин. Місцева та загальна циркуляція атмосфери складаються з пасатів і мусонів. Обидва цих типу відносяться до категорії "глобальних" вітрів. Мусони викликані сезонними змінами в температурі і мають тривалість до кількох місяців. Пасати - це повітряні маси, постійно переміщаються. Вони обумовлені різницями температур на різних широтах.

Як пояснити дитині, чому дме вітер?

Для дітей у ранньому віці це явище представляє окремий інтерес. Дитина не розуміє, де утворюється потік повітря, через що в одному місці він є, а в іншому - ні. Досить просто пояснити малюкові, що взимку, наприклад, дме холодний вітер через низьку температури. Як же відбувається цей процес? Відомо, що повітряний потік являє собою масу молекул газів атмосфери, спільно переміщаються в одному напрямку. Невеликий за обсягом повітряний потік, обдуваючи висотна будівля, може свистіти, зривати шапки з перехожих. Але якщо маса газових молекул має великий обсяг і шириною в кілька кілометрів, то вона може покрити досить велику відстань. У закритих приміщеннях повітря практично не переміщається. І про його існування можна навіть і забути. Але якщо виставити, наприклад, руку з вікна автомобіля, що рухається, то можна шкірою відчути повітряний потік, його силу і тиск. Звідки дме вітер? Рух потоку здійснюється внаслідок різниці тиску в різних ділянках атмосфери. Розглянемо цей процес більш докладно.

Різниця атмосферного тиску

Так чому дме вітер? Для дітей краще привести в приклад греблю. З одного боку висота стовпа води, наприклад, три, а з іншого - шість метрів. При відкритті шлюзів вода перетече в ту ділянку, де її менше. Приблизно те ж саме відбувається і з повітряними потоками. У різних частинах атмосфери тиск різному. Це обумовлено різницею в температурі. У теплому повітрі рух молекул здійснюється швидше. Частинки прагнуть розлетітися один від одного в різні боки. У зв`язку з цим тепле повітря більше розряджений і важить менше. В результаті тиск, який в ньому створюється, знижується. Якщо ж температура знижена, то молекули утворюють більш тісні скупчення. Повітря, відповідно, важить більше. Тиск при цьому підвищується. Аналогічно воді, повітря має властивість перетікати з однієї зони в іншу. Так, потік переходить з ділянки з підвищеним тиском в область із зниженим. Ось чому вітри дмуть.

Рух потоків біля водойм

Чому вітер дме з моря? Розглянемо приклад. У сонячний день промені прогрівають і берег, і водойму. Але вода нагрівається набагато повільніше. Це пов`язано з тим, що поверхневі теплі шари негайно починають змішуватися з більш глибокими, і тому холодними шарами. А ось берег нагрівається набагато швидше. І повітря над ним більше розряджений, а тиск, відповідно, нижче. Атмосферні потоки спрямовуються від водойми до берега - в більш вільну область. Там вони, нагріваючись, піднімаються вгору, знову звільняючи місце. Замість них з`являється знову прохолодний потік. Ось так відбувається циркуляція повітря. На пляжі відпочивальники можуть періодично відчувати легкий прохолодний вітерець.

Значення вітрів

З`ясувавши, чому вітри дмуть, слід сказати про те, який вплив вони надають на життя на Землі. Вітер має велике значення для людської цивілізації. Вихрові потоки надихали людей на створення міфологічних творів, розширювали торговельний і культурний діапазон, впливали на історичні явища. Вітри також виступали в якості постачальників енергії для різних механізмів і агрегатів. За рахунок руху потоків повітря вітрильні судна отримали можливість долати значні відстані по океанах і морях, а повітряні кулі - по небу. Для сучасних літальних апаратів вітри мають велике практичне значення - вони дозволяють економити паливо і збільшувати підйомну силу. Але слід сказати, що повітряні потоки можуть приносити і шкоду людині. Так, наприклад, через градієнтних коливань вітру може бути втрачений контроль над управлінням літака. У невеликих водоймах швидкі повітряні потоки і викликані ними хвилі можуть зруйнувати будівлі. У багатьох випадках вітри сприяють збільшенню масштабу пожежі. В цілому, явища, пов`язані з утворенням повітряних потоків, різними способами впливають на живу природу.

Глобальні ефекти

У багатьох районах планети переважають повітряні маси, що володіють певним напрямком руху. У районі полюсів, як правило, переважають східні, а в помірних широтах - західні вітри. При цьому в тропіках повітряні потоки беруть знову східний напрямок. На кордонах між даними зонами - субтропічному хребті і полярному фронті - розташовані так звані області затишшя. Переважаючі вітри в цих зонах практично відсутні. Тут рух повітря здійснюється головним чином вертикально. Це пояснює появу зон високої вологості (поблизу полярного фронту) і пустель (близько субтропічного хребта).

Тропіки

У цій частині планети в західному напрямку дмуть пасати, наближаючись до екватора. За рахунок постійного переміщення цих повітряних потоків відбувається перемішування атмосферних мас на Землі. Це може проявлятися в значних масштабах. Так, наприклад, пасати, що переміщаються над Атлантичним океаном, переносять пил з африканських пустельних територій у Вест-Індію і деякі райони Північної Америки.

Локальні ефекти формування повітряних мас

З`ясовуючи, чому вітри дмуть, слід сказати і про вплив наявності тих чи інших географічних об`єктів. Одним з локальних ефектів формування повітряних мас вважається температурний перепад між не надто віддаленими ділянками. Він може бути спровокований різними коефіцієнтами поглинання світла або різної теплоємністю поверхні. Найсильніше останній ефект проявляється між водною гладдю і сушею. В результаті виникає бриз. Ще одним локальним фактором, що представляє важливість, є присутність гірських систем.

Вплив гір

Ці системи можуть являти собою якийсь бар`єр на шляху руху повітряних потоків. Крім цього, гори в багатьох випадках самі викликають ветрообразованіе. Повітря над взгорьямі прогрівається сильніше, ніж атмосферні маси над низовинами на тій же висоті. Це сприяє формуванню зон зниженого тиску над гірськими хребтами і ветрообразованію. Даний ефект часто провокує появу гірничо-долинних атмосферних рухомих мас. Такі вітри переважають в областях з пересіченою місцевістю.

Підвищення тертя у долинною поверхні призводить до відхилення паралельно спрямованого повітряного потоку на висоту розташованих поруч гір. Це сприяє формуванню струминного висотного течії. Швидкість цього потоку може перевищувати силу навколишнього вітру до 45%. Як було вище сказано, гори можуть виступати в якості перешкоди. При обході ланцюга потік змінює свій напрямок і силу. Перепади в гірських хребтах роблять істотний вплив на рух вітру. Наприклад, якщо в гірському ланцюзі, яку долає атмосферна маса, є перевал, то потік проходить його з помітним збільшенням швидкості. У цьому випадку працює ефект Бернуллі. Необхідно відзначити, що навіть незначні перепади висот викликають коливання швидкості вітру. Через істотне градієнта швидкості повітря потік стає турбулентним і продовжує таким залишатися навіть за горою на рівнині на певній відстані. Такі ефекти представляють в деяких випадках особливе значення. Наприклад, вони важливі для літаків, що здійснюють зліт і посадку на гірських аеродромах.