Как зарождается ветер. Что такое ветер и откуда он берётся

Говоря коротко, ветер — это движение молекул воздуха. Для понимания того, откуда берется ветер, достаточно знать две основные вещи: чем является воздух и что такое давление воздуха (атмосферное давление). Воздух состоит из молекул азота (около 78 %), кислорода (около 21%), водяного пара (от 1 до 4 % около поверхности земли) и других микроэлементов. Каждый раз, когда мы дышим, воздух, который мы вдыхаем, состоит из примерно одинаковых относительных соотношений этих молекул, а кубический сантиметр воздуха на уровне земли содержит около 10 20 молекул.

Все эти молекулы воздуха движутся очень быстро, легко сталкиваясь друг с другом и любыми объектами на уровне земли. Давление воздуха определяется как величина силы, с которой эти молекулы воздействуют на заданную поверхность. В общем, чем больше молекул воздуха присутствует, тем выше давление воздуха.

Ветер, в свою очередь, управляется так называемой силой градиента давления . Изменения давления воздуха на заданном горизонтальном расстоянии заставляют молекулы воздуха из области относительно высокого атмосферного давления перемещаться в область более низкого давления. Такая горизонтальная разницы давления объясняет откуда берется ветер, который мы ощущаем.

Как солнце влияет на то, откуда берется ветер?

Итак, причем здесь солнце? Солнце нагревает поверхность Земли каждый день, но не равномерно. Поверхность Земли состоит из разных веществ на разных высотах. В результате воздух над ним будет неравномерно нагреваться солнцем. Например, воздух над землей нагревается быстрее, чем воздух над океанами и озерами. Эти разные воздушные массы будут иметь разное давление воздуха, и определять то место, откуда берется ветер.

Когда воздух над землей нагревается, он расширяется и поднимается выше в атмосферу, создавая более низкое давление на своем пути. С другой стороны, воздух над близлежащим океаном будет более прохладным и тяжелым, что приводит к образованию зон с более высоким атмосферным давлением.

По мере того, как теплый воздух над землей поднимается, более прохладный воздух над водой будет быстро перемещаться, заполняя пространство, оставленное восходящим теплым воздухом. В общем, молекулы воздуха будут стремиться двигаться быстрее перемещаясь из области высокого давления в зону более низкого давления. Именно по этой причине, устанавливают на побережьях морей и океанов.

Области высокого и низкого давления, отображаемые на карте погоды, обычно перемещаются легким атмосферным потоком воздуха, который мы испытываем на открытом пространстве. Разница давления, вызывающая такой ветер составляет всего около 1% от общего атмосферного давления. Напротив, ветры во время штормов являются результатом гораздо более сильных и более концентрированных изменения атмосферного давления. Их отличным примером служат торнадо.

В июне 2003 года исследователи из Applied Research Associates разместили научный зонд прямо на пути разрушительного торнадо F4 около Манчестера, в американском штате Южная Дакота. Они обнаружили, что по радиусу торнадо давление воздуха упало на 10 процентов сравнительно с общей величиной атмосферного давления. Магнитуда этих скачков давления воздуха и очень короткое расстояние, на котором они происходят, объясняют, почему ветер при торнадо настолько разрушителен: молекулы воздуха на большой скорости стремятся в центр торнадо с низким атмосферным давлением. При этом водяной пар содержащийся в воздухе часто конденсируется, создавая видимую «конденсационную воронку».

Источник: Экологический блог (сайт)

Другие новости экологии:

Ученые доказали, что вода на самом деле имеет вкус. По их словам, человеческий язык благодаря своим кислым клеткам способен распознать уникальный вкус...

В США набирает все большую популярность использования возобновляемых источников энергии. За последние девять лет мощность возобновляемой энергетики в...

Ученые работают над выведением «коров будущего». Новая порода коров будет более устойчивой к высоким температурам воздуха. В мире более половины крупн...

Стивен Хокинг предложил человечеству покинуть Землю в ближайшие 100 лет... Известный английский физик-теоретик Стивен Хокинг (Stephen Hawking) заявил, что человечество должно покинуть Землю на в ближайшие 100 лет, учитывая уг...

Взаимоотношения человека и ветра всегда были чрезвычайно тесно связаны друг с другом. Именно от этого природного явления в доисторические времена (как, впрочем, и сейчас) нередко напрямую зависела жизнь человека. С его помощью человечество смогло развить ремёсла и значительно облегчить себе жизнь, что можно наблюдать даже на таком банальном примере, как ветряная мельница. Нет ничего удивительного в том, что сколько существует человечество, столько люди задавали и по сей день задают себе и друг другу вопрос, почему дует ветер?

Эта загадка до сих пор остаётся чрезвычайно сложной не только для понимания ребёнка, но и взрослого человека. Учёные, которые изучают неживую природу, до сих пор спорят о том, почему дует ветер, откуда дует ветер и куда дует ветер.

Научно-технический энциклопедический словарь даёт определение ветру — как поток воздушных масс (смеси газов, частицы которых беспрепятственно летают в пространстве), который быстро передвигается параллельно поверхности Земли. Ещё одно толкование ветра говорит о том, что ветер – это природное явление, заставляющее воздушные массы двигаться из-за тех или иных изменений, которые происходят в окружающей среде.

Ветер зарождается из-за неравномерного распределения давления в атмосфере. Как только он появляется, он сразу же начинает двигаться от зоны высокого давления к зоне низкого. Если говорить проще, почему дует ветер, то можно смело заявить, что если бы не Солнце, суша и Мировой океан нашей планеты, то воздух через довольно-таки непродолжительное время стал бы повсюду иметь одинаковую температуру и влажность, из-за чего ветер не дул бы никогда.

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.

Классификация ветров

Сильные ветры, которые имеют среднюю продолжительность (одна минута) – это шквалы. Существуют такие виды ветров:

• Бриз – тёплый ветер возле моря, где можно наблюдать легкий ветер, дующий на побережье. Направление ветра изменяется на протяжении суток дважды. Дневной (или морской) зачастую дул с моря на берег, ночной (или береговой) – наоборот. Скорость бриза обычно составляет от 1 до 5 м/с;
• Буря – чрезвычайно сильный ветер, скорость которого составляет от 16 до 20 м/с.
• Шторм – возникает во время циклона, скорость – от 15 до 32 м/с;
• Ураган – очень сильная буря, которую вызвали двигающие в разных направлениях на огромной скорости воздушные массы, скорость которых – от 32 м/с;
• Тайфун – ураган огромной разрушительной силы, который дул и дует в основном возле восточного побережья Азии, на Дальнем Востоке, а также западной части Тихого океана.

Порывы ветра – это кратковременные (несколько секунд) и сильные (несколько часов и даже месяцев) перемещения воздушных масс. Например, для тропического климата выделяют следующие типы ветров:

• Муссоны – ветра, характерны в основном для тропических областей, дуют несколько месяцев, иногда изменяя направление ветра. Летом – с океана на сушу, зимой – наоборот. При этом летом муссоны характеризует повышенная влажность.
• Пассаты – такой ветер обычно дул и дует в тропических широтах на протяжении целого года, в Северном полушарии – с северо-восточного направления, в Южном – с юго-восточного. Друг от друга их отделяет безветренная полоса.

Из-за постоянного изменения давления направление ветра постоянно меняется. Но в любом случае ветер всегда перемещается из области высокого давления в область низкого.

На протяжении тысячелетий люди наблюдали за ветрами, делали определённые выводы, выдвигали гипотезы, составляли графики для того, чтобы как можно лучше использовать в своей деятельности это удивительное явление неживой природы. Так, появилась так называемая Роза ветров – чертёж, точнее сказать – диаграмма, которая изображает, как именно ветер дует в конкретной местности.

Составляют Розу ветров таким образом: из центра на расстоянии друг от друга в 45° чертят восемь прямых, на которые наносят метки длиной, пропорциональной или частоте ветров, или их скоростям. После этого концы меток соединяют и получаются две многоугольные фигуры – Роза повторяемости ветров, и Роза скорости ветров.

Роза ветров даёт возможность определить направление, силу, и продолжительность преобладающего ветра, а также частоту воздушных потоков. Розу ветров чертят как для того, чтобы определить средние показатели, так и для определения максимальных значений. Можно создать комплексный чертёж, на котором будут нанесены диаграммы, состоящие сразу из нескольких параметров, которые также будут показывать куда ветер дует.

Чертежи чрезвычайно необходимых человеку – при строительстве, для решения различных хозяйственных задач (например, в последнее время благодаря ветру появилась возможность получать электроэнергию) и т.п. Ведь ветер вполне может быть, как другом, так и врагом – если не обращать на него внимание и не учитывать его влияние на окружающую среду, он вполне способен нанести непоправимый ущерб, разрушив созданное человеком творение. Хотя ветер — это неконтролируемое человеком явление, поскольку он дул и будет дуть куда ему захочется, но теперь человечество может предсказать ориентировочное его направление и силу, что может спасти многие жизни.

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 . 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.

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, зарождение ветров и их дальнейшее поведение. 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.

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, на его место устремляется более холодный воздух из соседней зоны.


Сталкиваясь друг с другом, теплые и холодные воздушные потоки порой образуют шквалы, вихри и даже смерчи. Эти процессы идут над всей поверхностью планеты, которая при взгляде сверху напоминает бурлящий котел, где 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 . Воздушные потоки выбирают разные направления, смотря по сопутствующим обстоятельствам.

Основными факторами, оказывающими влияние на направления ветров, являются вращение планеты и разница атмосферного давления. Установлено, что в районах полюсов доминирующим направлением ветров является восточное, а в умеренном поясе Северного и Южного полушарий дуют преимущественно западные ветры.

Тропический пояс находится во власти ветров восточного направления. Между этими основными зонами ветрообразования лежат четыре пояса относительного затишья – 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, орошая ее поверхность и обеспечивая возможность существования многочисленного животного и растительного мира Земли.

Вячеслав Федорков

Ученик выступал с данной работой на окружном Фестивале исследовательских работ в 2013-2014 учебном году.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Цель проекта: Рассказать о происхождении ветра, его воздействии на окружающую среду, влияние на формирование климата и доказать это опытами. Гипотеза: Ветер как погодное явление оказывает влияние на формирование климата в данной местности. Задачи: 1. Изучить литературу по проблеме исследования. 2. Сделать выводы после изучения литературы. 3. Проведение опытов. 4. Подведение итогов. Методы исследования: 1. Метод анализа теоретической литературы. 2. Наблюдение за окружающей средой. 3. Метод моделирования. 4. Метод эксперимента. 5. Метод прогнозирования.

Что такое ветер Ветер - это движение воздушных масс в следствии их неравномерного прогрева. Так воздух перемещается всегда из области более высокого атмосферного давления на территорию с более низким. В любой местности существует разница давления, поэтому в данном районе дует ветер. Если вы живете на морском побережье, то можете наблюдать это каждый день. В течение дня суша нагревается, воздух, находящийся над землей, поднимается вверх, а холодный ветер с моря занимает его место. Ночью земля остывает, вода же остается теплой, теплый воздух, находящийся над водой, поднимается вверх, и бриз уже дует с берега, занимая место теплого поднимающегося воздуха.

Классификация ветров В метеорологии ветры классифицируют, в первую очередь, по их силе, продолжительности и направлению. Таким образом, порывами принято считать кратковременные (несколько секунд) и сильные перемещения воздуха. Сильные ветры средней продолжительности (примерно 1 минута) называются шквалами. Названия более продолжительных ветров зависят от силы, например, такими названиями являются бриз, буря, шторм, ураган, тайфун. Анализ литературы по нашему вопросу позволил провести следующие эксперименты.

Откуда берется ветер. Опыт 1 Из-за разницы температур на улице и в квартире воздух должен двигаться с холодной стороны в теплую, то есть туда где температура выше. К приоткрытому окну поднесли легкий материал который будет служить индикатором движения воздуха. Вывод: Воздух движется в сторону более теплого.

Почему ветер дует. Опыт 2 Так как теплый воздух легче холодного проведем опыт из которого будет видно, что потоки холодного воздуха вытесняют теплый. Зажженую свечу поднесли к приоткрытой двери. Если держать свечу над верхним краем двери, то пламя свечи будет отклонятся в сторону улицы. Если же свечу поставить на пол, то пламя свечи будет отклонятся в сторону комнаты. Вывод: ветер - это движение воздуха. Теплый воздух легче, он поднимается вверх и выходит на улицу, его место занимает холодный воздух.

Формирование ветра в городе. Опыт 3, наблюдение, методика работы В период с ноября по январь проводился эксперимент – наблюдение. Цель его – определить способы формирования и направление ветра в городе Петрозаводске. Реализация эксперимента: каждый день записывать в одно и то же время утром и в одно и тоже время вечером направление ветра, отмечая при этом температуру воздуха, выпавшие осадки, другие погодные изменения. Все данные записывались в один блокнот, заполнялась таблица. После проведения опыта все данные оформились в диаграмму, характеризующую режим ветра в конкретном пункте по данным за месяц - Розу Ветров. Вывод: ветра юго-восточного и восточного направления приносят в Петрозаводск потепление, которое выражается в повышении температуры, выпадении осадков в виде дождя. Ветра северо-восточного и западного направлений приносят в Петрозаводск похолодание, выражающееся в понижении температуры, усилении мороза. Таким образом можно сказать, что различные по направлении ветра оказывают различное влиянии на погоду Петрозаводска.

Формирование ветра в городе. Опыт 3, таблица

Формирование ветра в городе. Опыт 3, результаты На основании полученных данных и построенной диаграммы можно сделать вывод что в городе Петрозаводске преобладают ветра северо-западного и юго-восточного направления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Ветры всегда влияли на человеческую цивилизацию, они вдохновляли на мифологические рассказы, влияли на исторические действия, расширяли диапазон торговли, культурного развития и войн, поставляли энергию для разнообразных механизмов производства энергии и отдыха. В ходе изучения появления ветра и самого понятия ветра удалось понять какое огромное значения оказывает ветер и его изучение и прогнозирование на жизнь человека. После проведения опытов и экспериментов, которые вызвали наибольший интерес в исследовании, удалось понять откуда берется ветер и как он влияет на формирование погоды в городе Петрозаводске в зимний период. Наша гипотеза доказана.

Список литературы и статей из интернета http://www.kartravel.ru/page11.html http://dic.academic.ru/dic.nsf/sea/7856/%D0%A0%D0%9E%D0%97%D0%90 http://dic.academic.ru/dic.nsf/polytechnic/8001/%D0%A0%D0%9E%D0%97%D0%90 http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/127969/%D0%A0%D0%BE%D0%B7%D0%B0 5. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%BE%D0%B7%D0%B0_ %D0%B2%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B2 6. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B5%D1%82%D0%B5%D1%80 7. http://www.solnet.ee/sol/005/v_059.html 8. http://potomy.ru/world/437.html

Откуда берется ветер?

Причины появления ветра можно рассматривать по-разному. Во-первых, можно рассматривать ветер применительно к своему району и, во-вторых, применительно ко всей поверхности Земли.

В любой местности существует разница давления, поэтому в данном районе дует ветер. Если ты живешь на морском побережье, ты можешь наблюдать это каждый день. В течение дня суша нагревается, воздух, находящийся над землей, поднимается вверх, а холодный ветер с моря занимает его место. Ночью земля остывает, вода же остается теплой, теплый воздух, находящийся над водой, поднимается вверх, и бриз уже дует с берега, занимая место теплого поднимающегося воздуха.

То, что происходит в нашем районе, происходит с ветром и в больших масштабах на земном шаре. На Земле самым теплым местом является экватор. Поэтому в этой полосе теплый воздух постоянно поднимается вверх. Этот воздух направляется в сторону полюсов, на север и юг. Затем на определенных широтах, называемых «конские широты», он опускается вниз и продолжает свое движение, но уже в двух направлениях - к полюсам и экватору.

Если бы не было вращения Земли, существовали бы только северные и южные ветры. Но из-за вращения Земли все ветры в Северном полушарии сдвигаются вправо, в Южном полушарии - влево. Ветры, дующие с «конских широт» в сторону экватора, называются «пассаты», в сторону полюсов - «весты». Соединенные Штаты в основном находятся в зоне «вестов».

В других частях земного шара также существуют свои «доминирующие ветры». Как ты уже понял, ветры ниоткуда не берутся, причина их появления - в различной степени нагревания поверхности Земли в разных ее регионах.