Постоянные ветры. Разница атмосферного давления
Ветер - движение воздуха обычно в горизонтальном направлении относительно земной поверхности. Воздух движется из . Причиной возникновения ветра является неравномерный нагрев различных участков Земли. Над обширными территориями нашей планеты формируются системы постоянных и переменных ветров - воздушных течений.
Постоянные ветры (воздушные течения):
Пассаты . Они дуют от тропиков Северного и Южного полушарий, где формируются области высокого давления, находящемуся в области низкого давления. В результате вращения Земли вокруг своей оси эти ветры отклоняются: в Северном полушарии они дуют с северо-востока на юго-запад, в Южном - с юго-востока на северо-запад. восточных берегов , Африки, находится круглый год под влиянием пассатов, зарождающихся над океанами и приносящих в течение всего года. Северная находится под влиянием пассатов, которые зарождаются на 30° широтах Северного полушария в центре Азии. Эти ветры осадков не приносят: они приходят сухими и жаркими. Влиянием этих ветров можно объяснить расположение в самой большой мира - .
Западные ветры . Это ветры, преобладающие в тропосфере и стратосфере средних широт Земли. Они дуют от тропиков Северного и Южного полушария, где формируется область высокого давления, в сторону 60° широт, где формируются области низкого давления. Вследствие вращения Земли они постоянно отклоняются к востоку (в Северном полушарии вправо, в Южном - влево) и создают воздушный поток с запада на восток.
Существуют также ветры местной циркуляции:
Бриз (франц. brise - легкий ветер). Это местный ветер небольшой скорости, меняющий свое направление два раза в сутки. Он возникает на берегах морей, озер. Днем суша нагревается быстрее, чем вода. Над сушей устанавливается область низкого давления, а над водой — высокого, и дневной бриз дует с моря или озера на побережье. Ночью картина меняется. Суша охлаждается быстрее, чем вода, и ночной бриз дует с охлажденного побережья, над которым устанавливается область высокого давления, на прогретый .
В эпоху парусного судоходства бризы использовались для начала плавания.
Бора (итал. bora; греч. boreas - северный ветер). Это сильный, порывистый ветер, дующий с прибрежных гор в сторону моря, преимущественно в холодное время года. Бора возникает в том случае, если холодный воздух над сушей отделен от теплого воздуха над водой невысоким хребтом. Холодный воздух постепенно скапливается перед хребтом и затем с большой скоростью скатывается вниз к морю, поэтому температура на побережье резко понижается. Особенно типична бора для побережья . На бора приводит к обледенению прибрежных построек, к опрокидыванию судов.
Разновидностью боры является ветер сарма, название которого происходит от названия реки, впадающей в . Это , налетающий внезапно и поднимающий крутые на озере. Возникает при переваливании через хребты гор . При приближении этого ветра метеорологи передают штормовое предупреждение.
Фён. Это теплый и сухой порывистый ветер с гор. Он часто дует зимой и весной и вызывает быстрое таяние снегов. Фён очень распространен в горах Средней Азии, .
Самум (араб.) - знойный ветер в пустынях Аравийского полуострова и Северной Африки, несущий раскаленный песок и пыль. Возникает этот ветер при сильных прогревах Земли в
Правообладатель иллюстрации Robert Mora Alamy Stock Photo Image caption Деревья, сгибаемые ветрами, постоянно дующими на берегу Кэтлинс Южного острова Новой Зеландии
Среди претендентов на звание самой продуваемой точки планеты - штат Оклахома в США, Антарктида, Южный океан и маленький остров у побережья Австралии. Но все зависит от того, по каким параметрам эту продуваемость измерять. В проблеме ветренности разбирался корреспондент .
Остров Барроу, Австралия
Правообладатель иллюстрации Suzanne Long Alamy Stock Photo Image caption 10 апреля 1996 года метеостанция на острове Барроу зарегистрировала порывы ветра до 408 км/часНа этом маленьком острове, расположенном у северо-западного побережья Австралии, временами изрядно сквозит.
10 апреля 1996 года расположенная там автоматическая метеостанция зарегистрировала порывы ветра до 408 километров в час. По данным Всемирной метеорологической организации (ВМО), это самые сильные порывы ветра за всю историю наблюдений.
Тайфун Оливия вызвал самый мощный одиночный порыв ветра, но не стал самым мощным тропическим циклоном в истории
Поставлен этот серьезный рекорд был с помощью тропического циклона Оливия.
Тропические циклоны - это вращающиеся области штормовых ветров. Они возникают, когда теплый и влажный воздух поднимается с поверхности океана и образует погодную систему низкого давления.
Тайфун ускоряет пассаты, дующие по направлению к экватору. Столб поднимающегося воздуха закручивается благодаря так называемому эффекту Кориолиса, при котором вращение Земли отклоняет ветры от экватора.
Такие погодные системы способны порождать ветер ураганной силы. Особо мощные циклоны называются на Дальнем Востоке и в Юго-Восточной Азии тайфунами, а в Северной и Южной Америке - ураганами.
Правообладатель иллюстрации NASA Image caption Иногда два тайфуна могут формироваться одновременно, как видно на снимке из космосаИтак, тайфун Оливия вызвал самый мощный одиночный порыв ветра – что, впрочем, не делает его самым мощным тропическим циклоном в истории. Для этого лучше оценивать шторм по параметру устойчивой скорости ветра.
По сведениям ВМО, чемпионом в этой категории, похоже, является тайфун Нэнси 1961 года. Он сформировался над Тихим океаном и привел к гибели 170 человек, когда обрушился на побережье Японии.
Сообщалось, что при том тайфуне устойчивая скорость ветра достигала 346 километров в час - хотя сейчас метеорологи подозревают, что эта оценка могла быть несколько завышена.
Однако спиральные вихри-торнадо могут порождать даже более сильные порывы ветра.
А значит, одно из самых продуваемых мест на Земле находится аккурат в середине Соединенных Штатов.
Штат Оклахома, США
Правообладатель иллюстрации Reed Timmer SPL Image caption Больше всего смерчей возникает в юго-восточных штатах США, прозванных "Аллеей торнадо"Торнадо - это вращающийся вертикальный вихрь, образующийся между нижней кромкой грозовых облаков и поверхностью земли.
Если вместо земли внизу оказалась вода, то такой вихрь называют водяным смерчем.
Торнадо - "самый яростный из всех атмосферных штормов", считают в Национальной лаборатории по изучению бурь, расположенной в городе Норман в американском штате Оклахома.
Торнадо могут разгонять ветер до невиданной силы, но долго они не длятся
Они могут возникать в любой точке мира, но в США их наблюдается гораздо больше, чем где бы то ни было еще - особенно в юго-восточных штатах, прозванных "Аллея торнадо".
В Оклахоме ВМО отметила самую высокую скорость ветра для вихря такого типа: 486 километров в час. Произошло это 3 мая 1999 года в районе Бридж-крик.
Хотя торнадо могут разгонять ветер до невиданной силы, долго они не длятся.
Но в мире есть и места, где мощный ветер дует круглый год.
Южный океан
Правообладатель иллюстрации Gavin Newman Alamy Stock Photo Image caption Вполне обычный день в Южном океане - штормит и качаетВ результате неравномерного нагревания Солнцем поверхности нашей планеты над ней образуются гигантские пояса преобладающих ветров.
В 30° градусах к северу и югу от экватора стабильно дуют пассаты. На широте 40° доминируют западные ветры, а в районе 60° господствуют полярные восточные.
Если спросить любого моряка, предпринимавшего кругосветное плавание, тот без запинки ответит, что самые сильные ветры - и самые большие волны - встречаются в Южном океане.
Эти буйные южные широты вошли в морской фольклор под прозвищами "ревущие сороковые", "неистовые пятидесятые" и "пронзительные шестидесятые".
В отличие от Северного полушария, в Южном на пути преобладающих западных ветров почти не встречаются континенты - поэтому ветер может без помех разгоняться до скорости свыше 150 километров в час.
Антарктида
Правообладатель иллюстрации fruchtzwergs world CC by 2.0 Image caption Нисходящие или катабатические ветры в Антарктике - порождение холода и формы земной поверхностиВ Антарктиде дуют катабатические, или нисходящие, ветры. Возникают они из-за сочетания холодного климата и своеобразной формы полярного континента.
"Постоянное охлаждение поверхности, особенно во время антарктической зимы, когда солнце едва поднимается или вообще не поднимается из-за горизонта, приводит к формированию тонкого слоя холодного, плотного воздуха прямо над поверхностью", - поясняет Джон Кинг из Британского центра изучения Антарктики, расположенного в Кембридже.
"Антарктика имеет куполовидную форму, и поэтому холодный воздух движется от ее более высоко расположенного центра по направлению к побережьям, - говорит специалист. - В результате вращения Земли этот воздух движется вниз не по прямой линии: по пути он отклоняется влево".
Правообладатель иллюстрации Atomic Alamy Stock Photo Image caption Снежный буран на мысе Денисон - здесь мало что изменилось с 1912 годаС февраля 1912-го по декабрь 1913 года ученые замеряли скорость ветра на мысе Денисон в море Содружества на востоке Антарктиды. И по сей день считается, что из всех находящихся на уровне моря метеостанций, эта расположена в самом продуваемом месте.
6 июля 1913 года на этой станции был зарегистрирован рекорд по средней силе ветра за час: он составил 153 км/ч.
По широко применяемой для оценки скорости ветра шкале Бофорта, в среднем на мысе Денисон погода расценивается как штормовая.
Сэр Дуглас Моусон, возглавлявший экспедицию на мыс Денисон, писал: "Климат по сути представляет собой круглогодичную пургу и метель: ураганный ветер ревет неделями, прерываясь лишь изредка на пару часов".
Сочетание сильнейших ветров и минусовых температур значительно затрудняет измерение силы катабатических ветров.
Правообладатель иллюстрации Design Pics Inc Alamy Stock Photo Image caption Катабатические ветры Антарктиды - родная стихия для капских голубковВо-первых, если шторм разыгрался не на шутку, он может снести измерительное оборудование и мачты, на которых оно закреплено.
Но даже когда буря стихает, обычные типы чашечных или крыльчатых анемометров (приборов для измерения ветра) часто замерзают и покрываются льдом.
"Можно применять ультразвуковые анемометры, в которых нет движущихся частей, и которые можно оснастить подогревом, чтобы избежать обледенения, - говорит Кинг. - Но они не очень хорошо работают в условиях сильного ветра, сопровождающегося снегом".
В общем, замерять скорость ветра в Антарктиде совсем не просто.
Ветер - это поток воздуха, перемещающийся в природе горизонтально относительно земли. Мы его не видим, но если встать лицом к ветру, то мы чувствуем приятное прикосновение, не сравнимое ни с чем. Ветер может быть: теплым, холодным, порывистым, ураганным, морозным, сильным, слабым. Он может быть везде, не зависимо город это или село, реки или горы, моря или океаны.
Образуется ветер из-за того, что некоторые участки земли прогреваются неравномерно, образуя тем самым теплый или холодный воздух. Дует ветер из области высокого давления в низкое, т.е. полюса земли это область высокого давления, а экватор, полюс низкого давления. С южного направления земли ветер дует налево, с северного направо, происходит это из-за вращения земли. Антициклон создается при столкновении плотных слоев воздуха с менее плотными слоями, и двигаются они медленнее.
Есть ветра муссоны и есть ветра пассаты, это два главных циркулирующих потока над нашей планетой.
Пассаты дуют от тропиков, т.к. они формируются в области высокого давления и движутся к экватору, который находится в области низкого давления. И когда земля вращается, то эти образовавшиеся ветра начинают дуть в южном направлении. Страны, которые больше всего находятся под влиянием ветров пассатов это Южная Америка, Австралия, ветра, которые образуются там над океанами, приносят дожди практически круглый год. В Северную Африку ветра дуют из центра Азии, поэтому они всегда жаркие и сухие. Таким образом, по направлению ветра можно понять, откуда взялась знаменитая пустыня Сахара. И ветра, которые дуют оттуда всегда сухие, не приносящие влагу.
Муссоны - это переменчивые ветра. Они дуют в определенное время года, отсюда и получили свое название (с араб мавсим - время года). Летом муссоны дуют с моря на сушу, зимой наоборот происходит это из-за того, что на материке в теплое время года воздух быстро нагревается, расширяется и поднимается, образуя область низкого давления. А в это время над океаном воздух прогревается медленнее, тем самым получается, что ветер начинает дуть на сушу, принося влажный воздух и дожди. Зимой все происходит наоборот, океан остывает медленнее, на нем образуется область низкого давления, которая встречается с областью высокого давления идущего с материка, поэтому муссон, который приходит с океана будет холодный и сухой.
Бора - это сильный, резкий, шквалистый ветер, который даже при низкой температуре движется с сильной скоростью. В основном этот ветер приходит с вершин гор и спускается ближе к водоемам, озерам, морям и может продержаться несколько дней. Собственно из-за того, что горы разделяют местности и образуется ветер бора, разница между температурой ветра и температурой образующейся над водоемом заставляет ветер двигаться еще сильнее. Нередко по вине этих ветров происходят кораблекрушения.
Фён - это вид ветров немного схож с ветром бора. Фен также движется с гор на побережье при его достаточной высокой скорости это теплый, легкий ветерок. Чаще всего такой ветер преобладает в горных местностях, и благодаря дуновению фена тают снега, сходят лавины, происходит высокой испарение влаги.
Бриз - это ветер, дующий со стороны водоемов озер, морей. Его направление напрямую зависит от температурных перепадов, поэтому он может циркулировать и менять свое направление несколько раз в день. В основном дневной бриз движется со стороны водоема на сушу, ночью, наоборот, с остывшего побережья в сторону воды.
Торнадо - иными словами это смерч. Из-за сильной разницы атмосферного давления образуется воронка. Образуется воронка под кучевыми дождевыми облаками и спускается до самой земли. Движется торнадо с огромной силой и скоростью, втягивая и разрушая все на своем пути. Так же при движении можно услышать сильный гул и рев. Мощность этого ветра настолько сильная, что он с легкостью поднимает в небо машины, дома, и тяжелые предметы.
Суховей - это жаркий ветер, дует чаще всего в равнинных, степных и пустынных зонах. Продолжаться он может несколько дней и из-за сильно высокой температуры при низкой влажности местности, он сушит воздух, пересушивает почву, что плохо сказывается на плодородности земли. А при длительных суховеях и вовсе наступает засуха.
Зефир - приятный, теплый, легкий ветерок приносящий влагу и получивший свое название от древнегреческого бога Зефира, который дул на территории Средиземноморья. Наблюдается этот ветер чаще всего летом, и он может быть как теплым и легким, так и прохладным приносящим ливневые дожди.
| Название ветра | Районы распространения | Направление, откуда дует ветер |
|---|---|---|
| Пассаты | Тропики | С.-В., Ю.-В. |
| Ветры зап. переноса | Умеренные широты | З., С.-З. |
| Муссоны | Вост. побережье Евразии и Сев. Америки | Летом - с океана на материк, зимой - с материка на океан |
| Стоковые ветры | Антарктида | От центра материка к периферии |
| Бриз | Морские побережья | Днем - с моря на сушу, ночью - с суши на море |
| Фён | Горные системы, особенно Альпы, Памир, Кавказ | С гор в долины |
Ветер, слово, которое подразумевает в себе так много - это и ласковое дуновение, которое мы видим и чувствуем теплым летним днем и разрушительные ураганы, которые срывают и сметают все, что встречают на своем пути.
«Ветер, ветер на всём Божьем свете», – писал А.Блок. С поэтом трудно поспорить: трудно найти на нашей планете такое место, где никогда не было ветра. И это неудивительно, ведь воздух, окружающий Землю, находится в постоянном движении. Почему так происходит?
Представим себе, что воздух на Земле нагревается равномерно. Тогда ветра в привычном нам виде не было бы: воздух двигался бы только вертикально – поднимался бы, нагреваясь, и опускался бы, остывая. Но поскольку атмосфера нагревается неравномерно, на место поднимающемуся тёплому воздуху постоянно движется более тяжёлый холодный. Сильнее всего воздух нагревается над экватором, слабее – над полюсами. Потому и существуют постоянные ветры, дующие в направлении от полюсов к экватору (конечно, не совсем прямолинейно, ведь вращение Земли тоже влияет на их направление): в северном полушарии – с северо-востока, в южном полушарии – с юго-востока. Над материками их направление несколько меняется, а вот над океанами им не мешает ничто, и именно эти ветры были главными «помощниками» моряков во времена парусных кораблей. Потому их и назвали «благоприятствующими передвижению» – по-испански viento de pasada, или пассатами.
Над самим районом экватора, между тридцатыми градусами северной и южной широты, пассаты не властны. Здесь, как правило, стоит штиль – сущее «проклятие» для парусных судов. В старину корабли, попав сюда, рисковали «застрять» надолго – запасы воды иссякали, и чтобы сэкономить её, морякам приходилось выбрасывать за борт лошадей, находившихся на кораблях. Поговаривали, что в этих краях по ночам можно увидеть призраки несчастных животных… и потому эти широты прозвали «конскими».
Разница в температуре воздуха существует не только между экватором и полюсами, но и между океаном и сушей. Она порождает муссоны – сезонные ветры в Африке и Азии. Летом они дуют с океана на материк и приносят дожди, зимой же их направление меняется: они дуют с материка к океану.
Направление постоянных ветров может меняться не только в масштабах континентов в зависимости от сезонов, но и локально – в зависимости от времени суток (ведь в течение суток температура воздуха и воды тоже меняется). Такой ветер, дующий на морском побережье или на берегу большого озера называется бризом. Днём Солнце нагревает сушу быстрее, чем воду, и с моря на сушу дует морской бриз (его ещё называют дневным бризом). Ночью всё происходит с точностью наоборот: суша остывает быстрее, чем море – и теперь ветер дует с берега к морю, это называется береговым (или ночным) бризом. Скорость такого ветра невелика, не больше пяти метров в секунду, но ощущаться он может даже в нескольких десятках километров от берега.
В ряде случаев ветер порождается особенностями рельефа суши. Так, в районах, где неподалёку от побережья располагаются невысокие горы, поток холодного воздуха, преодолев препятствие в виде гор, может обрушиться на побережье с огромной силой, вызвав перепад температуры до сорока градусов. Такой ветер называется «бора». Он «живёт» от одного дня до недели, но бед натворить успевает (так, в 2002г. в Новороссийске из-за такого ветра погибло несколько десятков человек).
Бывают и ветра «местного значения», которые даже могут иметь собственные имена Так, на средиземноморском побережье Франции весной дует холодный ветер с горной цепи Севенн – его называют мистраль. Он способен вырывать с корнем деревья, а те, что уцелели, так и вырастают наклонёнными к югу. Мистраль доставляет столько проблем (в особенности – сельскому хозяйству), что А. Дюма назвал его бичом Прованса наряду с рекой Дюранс, печально знаменитой своими разливами, и… парламентом.
Есть свой местный ветер и на Байкале, происходящий от движения холодного воздуха из Даурских степей. Особенно силён он осенью, но и тогда его скорость не превышает 20 м/с. Это о нём поётся в старинной песне ссылки и каторги: «Эй, баргузин, пошевеливай вал, слышатся грома раскаты».
На Русском Севере ветер, дующий с Белого моря, называют сиверко. Поморы издавна верили, что сиверко бодрит в работе и веселит в минуты отдыха... Впрочем, о локальных ветрах можно говорить бесконечно… ведь ветер, как известно, «на всём Божьем свете».
Из области, где давление повышено, воздух перемещается, «течет» туда, где оно ниже. Движение воздуха называется ветром. Для наблюдения за ветром - его скоростью, направлением и силой - используют флюгер и анемометр. По результатам наблюдений за направлением ветра строят розу ветров (рис. 37) за месяц, сезон или год. Анализ розы ветров позволяет установить преобладающие направления ветров для данной местности.
Рис. 37. Роза ветров
Скорость ветра измеряют в метрах в секунду. При штиле скорость ветра не превышает 0 м/с. Ветер, скорость которого более 29 м/с, называется ураганом. Самые сильные ураганы отмечены в Антарктиде, где скорость ветра достигала 100 м/с.
Силу ветра измеряют в баллах, она зависит от его скорости и плотности воздуха. По шкале Бофорта штилю соответствует 0 баллов, а урагану максимальное количество баллов - 12.
Зная общие закономерности распределения атмосферного давления, можно установить направление основных потоков воздуха в нижних слоях атмосферы Земли (рис. 38).
Рис. 38. Схема общей циркуляции атмосферы
1. Из тропических и субтропических областей повышенного давления основной поток воздуха устремляется к экватору, в область постоянно низкого давления. Под влиянием отклоняющей силы вращения Земли эти потоки отклоняются вправо в Северном полушарии и влево - в Южном. Эти постоянно дующие ветры называют пассатами.
2. Часть тропического воздуха перемещается в умеренные широты. Это движение особенно активизируется летом, когда там господствует более низкое давление. Эти потоки воздуха в Северном полушарии также отклоняются вправо и принимают вначале юго-западное, а затем и западное направление, а в Южном - северо-западное, переходящее в западное. Таким образом, в умеренных широтах обоих полушарий преобладает западный перенос воздуха.
3. Из полярных областей высокого давления воздух перемещается в умеренные широты, принимая северо-восточное направление в Северном и юго-восточное - в Южном полушариях.
Пассаты, западные ветры умеренных широт и ветры из полярных областей называются планетарными и распределяются зонально.
4. Это распределение нарушается на восточных побережьях материков Северного полушария в умеренных широтах. В результате сезонного изменения давления над сушей и прилегающей водной поверхностью океана зимой здесь дуют ветры с суши на море, а летом - с моря на сушу. Эти ветры, изменяющие свое направление по сезонам, называют муссонами. Под действием отклоняющего влияния вращающейся Земли летние муссоны принимают юго-восточное направление, а зимние - северо-западное. Муссонные ветры особенно характерны для Дальнего Востока и Восточного Китая, в меньшей мере они проявляются на восточном побережье Северной Америки.
5. Кроме планетарных ветров и муссонов имеются локальные, так называемые местные ветры. Они возникают из-за особенностей рельефа, неравномерности нагревания подстилающей поверхности.
Бризы - береговые ветры, наблюдающиеся в ясную погоду на берегах водоемов: океанов, морей, крупных озер, водохранилищ и даже рек. Днем они дуют с водной поверхности (морской бриз), ночью - с суши (береговой бриз). Днем суша нагревается сильнее, чем море. Воздух над сушей поднимается, потоки воздуха с моря устремляются на его место, образуя дневной бриз. В тропических широтах дневные бризы - довольно сильные ветры, приносящие влагу и прохладу с моря.
Ночью поверхность воды нагрета сильнее, чем суша. Воздух поднимается вверх, а на его место устремляется воздух с суши. Образуется ночной бриз. По силе он обычно уступает дневному.
В горах наблюдаются фены - теплые и сухие ветры, дующие по склонам.
Если на пути движущегося холодного воздуха поднимаются подобно плотине невысокие горы, может возникнуть бора. Холодный воздух, преодолев невысокий барьер, с огромной силой обрушивается вниз, причем при этом происходит резкое понижение температуры. Бора известна под разными названиями: на Байкале это сарма, в Северной Америке - чинук, во Франции - мистраль и т. д. В России бора особенной силы достигает в Новороссийске.
Суховеи - это сухие и знойные ветры. Они характерны для засушливых районов земного шара. В Средней Азии суховей называют самумом, в Алжире - сирокко, в Египте - хатсином и т. д. Скорость ветра-суховея достигает 20 м/с, а температура воздуха - 40 °C. Относительная влажность при суховее резко падает и понижается до 10 %. Растения, испаряя влагу, высыхают на корню. В пустынях суховеи нередко сопровождаются пыльными бурями.
Направление и силу ветра необходимо учитывать при строительстве населенных пунктов, промышленных предприятий, жилищ. Ветер - один из важнейших источников альтернативной энергии, его используют для выработки электроэнергии, а также для работы мельниц, водокачек и др.
| |
§ 35. Давление атмосферы
§ 37. Погода и ее прогнозирование
