Почему ветры дуют? Почему возникает ветер? Значение ветра в природе. Значение слова «ветер
Что такое ветер?
Природа наполнена множеством различных явлений, интересных, красивых и даже пугающих. Данную статью мы посвятим такому явлению, как ветер. Ветер нельзя увидеть, но последствия данного природного явления могут быть более чем очевидны.
Для начала расскажем о том, что такое ветер. Ветром называется горизонтальное движение воздушных масс над поверхностью суши или воды.
Почему дует ветер?
Движение воздушных масс обусловлено разницей температур и атмосферного давления в различных областях местности. Так, например, теплые и соответственно более легкие воздушные массы поднимаются, образуя область низкого давления, в которую стремится воздух из области, где давление выше. Ветер всегда движется в направлении от области с высоким давлением в область с низким атмосферным давлением.
Виды ветров
Земные ветра классифицируют по различным признакам, в зависимости от силы (скорости), продолжительности и направления.
- Сила ветра определяется по шкале Бофорта, которая делит ветра на 18 разновидностей - от штиля до шторма и урагана. Скорость ветра измеряется в узлах или метрах в секунду и является средней величиной (усредняют в большинстве стран скорость, измеренную в течение 10 минут). Измеряют скорость ветра с помощью ветромера (анемометра) или зондов.
- Кратковременные ветры, длящиеся несколько секунд, называют порывами. Ветер средней продолжительностью называют шквалом. Название же продолжительных ветров зависит от их силы.
- В метеорологии направлением ветра принято считать направление, откуда дует ветер. Например: западные, юго-восточные ветра и т.д. Для определения направления ветра используется прибор - флюгер.
Помимо основных признаков ветра так же делятся на:
- Глобальные. Выделяют два вида ветра, которые обеспечивают общую циркуляцию атмосферы Земли: пассаты и муссоны. При этом причиной возникновения муссонов является сезонное изменение температуры, зимой они дуют с суши, летом с океана, и являются продолжительными ветрами. Пассаты - постоянно дующие между тропиками ветра, одной из причин их возникновения является суточное вращение Земли и возникающая вследствие этого сила Кориолиса.
- Местные (преобладающие) - дуют в определенных видах местности. Например, бора является местным долинно-горным ветром и свойственен для горных ландшафтов.
Роль ветра в природе и цивилизации
Значение ветров в жизни природы и планеты в целом трудно переоценить: они участвуют в формировании рельефа и климата планеты; образуют песчаные дюны, перенося песок пустынь; помогают расширению ареалов произрастания растений, перенося их семена, и так далее.
В настоящее время ветра приводят к усугублению влияния человека на природу. Так, благодаря ветрам лесные пожары распространяются с огромной скоростью, что усложняет их локализацию и тушение.
Человек издавна пользуется силой ветров:
- В путешествиях и открытиях (мореходство, воздушные шары);
- В качестве источника экологически чистой энергии;
- Для развлечений (парапланинг, виндсерфинг, кайтсерфинг, воздушные змеи и т.д.)
Помимо положительного влияния на жизнь и развитие человеческого общества, ветра не раз приводили к трагедиям. Так, сильные ветра могут разрушить как отдельно стоящие ветхие постройки, так и целые поселения. Для определения возможного ущерба от ветра существует специальная шкала ураганов Саффира-Симпсона.
Образование ветра
Хотя воздух и невидимое для глаза, мы всегда чувствуем его движение - ветер. Главной причиной возникновения ветра является разница в атмосферном давлении над участками земной поверхности. Стоит лишь давления где-нибудь уменьшиться или увеличиться, как воздух направится от места большего давления в сторону меньшего. А равновесие давления нарушается неодинаковым нагревом различных участков земной поверхности, от которых по-разному нагревается и воздух.
Попробуем представить как это происходит на примере ветра, возникающего на побережьях морей и называется бризом . Участки земной поверхности - сушу и вода - нагреваются неодинаково. Суходол нагревается быстрее. Поэтому и воздух над ним нагреется быстрее. Оно поднимется вверх, давление снижается. Над морем в это время воздух холоднее и соответственно выше давление. Поэтому воздух с моря перемещается на сушу на место теплого. Вот и подул ветер -дневной бриз . Ночью все происходит наоборот: сушу охлаждается быстрее, чем вода. Над ним холодный воздух создает большее давление. А над водой, долго сохраняет тепло и охлаждается медленно, давление будет ниже. Холодный воздух с суши с области высокого давления перемещается в сторону моря, где давление меньше. Возникает ночной бриз .
Следовательно, разница в атмосферном давлении действует как сила, вызывает горизонтальное движение воздуха из области высокого давления в область низкого давления. Так рождается ветер.
Определение направления и скорости ветра
Направление ветра определяют за той стороной горизонта, откуда он дует. Если, например, ветер дует с мероприятия, его называют западным. Это означает, что воздух перемещается с запада на восток.
Скорость ветра зависит от атмосферного давления: чем большая разница в давлении между участками земной поверхности, тем сильнее ветер. Она измеряется в метрах в секунду. У земной поверхности ветры чаще дуют со скоростью 4-8 м / с. В древние времена, когда еще не было приборов, скорость и силу ветра определяли по местным признакам: в море - за действием ветра на воду и паруса судов, на суше - по верхушкам деревьев, отклонением дыма из труб. По многим признакам была разработана 12-балльная шкала. Она позволяет определить силу ветра в баллах, а затем и его скорость. Если ветра нет, есть его сила и скорость равны нулю, то это штиль . Ветер силой в 1 балл, едва колышет листья деревьев, называют тихим . Далее по шкале: 4 балла - умеренный ветер (5 м / с), 6 баллов - сильный ветер (10 м / с), 9 баллов - шторм (18 м / с), 12 баллов - ураган (Свыше 29 м / с). На метеостанциях силу и направление ветра определяют с помощью флюгера , а скорость - анемометра .
Сильнейшие ветры у земной поверхности дуют в Антарктиде: 87 м / с (отдельные порывы достигали 90 м / с). Наибольшая скорость ветра в Украине зафиксирована в Крыму на горе - 50 м / с.
Виды ветровМуссон - периодический ветер, несущий большое количество влаги, дующий зимой с суши на океан, летом - с океана на сушу. Муссоны наблюдаются главным образом в тропическом поясе. Муссоны являются сезонными ветрами, которые длятся несколько месяцев каждого года в тропических районах. Этот термин возник на территории Британской Индии и близлежащих стран как название сезонных ветров, которые дуют с Индийского океана и Аравийского моря на северо-восток, принося региону значительные количества осадков. Их движение в направлении полюсов вызвано образованием районов низкого давления в результате нагрева тропических районов в летние месяцы, то есть Азии, Африки и Северной Америки с мая по июль и в Австралии в декабре.
Пассаты - постоянные ветры, дующие с довольно постоянной силой трёх-четырёх баллов; направление их практически не меняется, лишь слегка отклоняясь. Пассатами называется приповерхностная часть ячейки Хадли - преимущественные приповерхностные ветры, которые дуют в тропических районах Земли в западном направлении, приближаясь к экватору, то есть северо-восточные ветры в Северном полушарии, а юго-восточные в Южном. Постоянное движение пассатов приводит к перемешиванию воздушных масс Земли, что может проявляться в больших масштабах: например, пассаты, дующие над Атлантическим океаном, способны переносить пыль из африканских пустынь до Вест-Индии и некоторых районов Северной Америки.
Местные ветры:
Бриз - тёплый ветер, дующий с берега на море ночью и с моря на берег днём; в первом случае называется береговым бризом, а во втором - морским. Важными эффектами образования преимущественных ветров в прибрежных районах является морской и континентальный бризы. Море (или меньший водоем) нагревается медленнее суши за счет большей теплоемкости воды. Более теплый (а поэтому и более легкий) воздух над сушей поднимается вверх, создавая зоны пониженного давления. В результате образуется перепад давления между сушей и морем, который обычно составляет 0,002 атм. Благодаря этому перепаду давления прохладный воздух над морем движется к суше, создавая прохладный морской бриз на побережье. Из-за отсутствия более сильных ветров, скорость морского бриза пропорциональна разнице температур. При наличии со стороны суши ветра со скоростью более 4 м/с, морской бриз обычно не образуется.
Ночью, благодаря меньшей теплоемкости, суша охлаждается быстрее моря, и морской бриз останавливается. Когда температура суши падает ниже температуры поверхности водоема, то возникает обратный перепад давления, вызывающий (в случае отсутствия сильного ветра со стороны моря) континентальный бриз, который дует с суши на море.
Бора - холодный резкий ветер, дующий с гор на побережье или долину.
Фён - сильный тёплый и сухой ветер, дующий с гор на побережье или долину.
Сирокко - итальянское название сильного южного или юго-западного ветра, зарождающегося в Сахаре.
Переменные и постоянные ветры
Переменные ветры меняют свое направление. Таковы уже известные вам брызги (с французской "Бриз" - легкий ветер). Они изменяют свое направление дважды в сутки (Днем и ночью). Брызги возникают не только на побережьях морей, но и на берегах крупных озер и рек. Однако они охватывают лишь узкую полоску побережья, проникая в глубь суши или моря на несколько километров.
Муссоны образуются так же, как и бризы. Но они меняют свое направление дважды в год по сезонам (летом и зимой). В переводе с арабского "муссон" означает "Сезон". Летом, когда воздух над океаном нагревается медленно и давление над ним больше, влажный морской воздух проникает на сушу. Это - летний муссон, который несет ежедневные грозовые ливни. А зимой, когда высокое давление воздуха устанавливается над сушей, начинает действовать зимний муссон. Он дует с суши в сторону океана и приносит холодную сухую погоду. Итак, причиной образования муссонов является не суточные, а сезонные колебания температуры воздуха и атмосферного давления над материком и океаном. Муссоны проникают на сушу и океан на сотни и тысячи километров. Они особенно распространены на юго-восточном побережье Евразии.
В отличие от переменных, постоянные ветры дуют в одном направлении в течение года. Их образования связано с поясами высокого и низкого давления на Земле.
Пассаты - Ветры, что в течение всего года дуют от поясов высокого давления вблизи 30-х тропических широт каждого полушария до пояса низкого давления на экваторе. Под влиянием вращения Земли вокруг оси они направлены не прямо к экватору, а отклоняются и дуют с северо-востока в Северном полушарии и с юго-востока - в Южной. Пассаты, отличаются равномерной скоростью и удивительным постоянством, были любимыми ветрами мореплавателей.
От тропических поясов высокого давления ветры дуют не только к экватору, но и в противоположную сторону - к 60-м широт с низким давлением. Под влиянием отклоняющей силы вращения Земли с удалением от тропических широт они постепенно отклоняются на восток. Так возникает перемещения воздуха с запада на восток и эти ветры в умеренных широтах становятся западными .
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.
Что такое реактивные потоки?
Сегодня мы часто слышим слово «реактивный», и ты считаешь, что понятие «реактивные потоки» в данном случае связано с реактивными самолетами. Но это совершенно не так!
Реактивные потоки являются частью системы ветров вокруг Земли, поэтому начнем с понятия «ветер». Ветры - это потоки воздуха, движущиеся параллельно поверхности земли и на небольшом расстоянии от нее.
Перемещение ветров в основном связано с наличием районов с различными давлениями, поэтому ветры дуют из районов с высоким давлением в районы с низким.
В глобальном (а не местном) масштабе можно сказать, что, в целом, холодный воздух перемещается от полюсов к экватору, а теплый - от экватора к полюсам. Это не равномерные потоки, а турбулентные струи воздуха. Различные условия влияют на погоду в каждом районе. На величину давления может оказывать влияние местный источник тепла. На направление ветра в районе оказывает влияние расположение суши, водной поверхности, гор.
И, наконец, в некоторых районах существуют участки, где почти постоянно существует высокое давление. Эти участки называются «антициклоны», и они определяют направление ветров в данном регионе.
Итак, ты можешь себе представить в целом, отчего дует ветер и что воздействует на него. Но все это относится к ветрам, которые дуют в нижних слоях атмосферы. Как известно, вокруг Земли существует атмосфера, которая простирается до высоты 2800 км. В верхних слоях атмосферы существуют другие условия для ветра. Ветры здесь дуют с большей скоростью, чем у поверхности Земли. На высоте порядка 9 км скорость ветра достигает такой величины, что его называют «реактивным потоком». Скорость такого потока достигает 200-400 км в час.
Ветер - Направление В, обозначается страной света, откуда он дует, причем для сокращения употребляются буквы латинского алфавита: N - обозначает север, Е - восток, S - юг, W - запад, С - затишье. Обыкновенно различают 8 направлений, или румбов, а именно, к вышеуказанным прибавляют: NE - северо-восток, SE - юго-восток, SW - юго-запад, NW - северо-запад. Моряки и различают 16 или 32 румба . В первом случае NNE - обозначает северо-северо-восток, ENE - востоко-северо-восток, ESE - востоко-юго-восток и т. д.; а если различают 32 румба, то прибавляют t (тен), напр., NtE означает ветер между N и NNE, EtN ветер между Е и ENE и т. д. Нужно еще добавить, что у наших моряков, особенно в военном флоте, принято голландское обозначение стран света - обычай, сохранившийся со времени Петра Великого: N - норд , Е - ост, S - зюйд , W - вест. Если требуется точное обозначение, то прибегают к градусам круга, начиная с N через Е, S, W и N. Таким образом, NE будет = 45°, NW = 315° и т. д. Иногда для сокращения цифр обозначают числа градусов от ближайшего из главных четырех направлений, напр., N2°E обозначает ветер на 2° вправо от N, a E2°N - ветер на 2° влево от Е.
Для измерения направления ветра служит флюгер (см. чертеж 1), который устанавливается вертикально на открытом и возвышенном месте, напр. на башне, крыше здания или высоком столбе.
Флюгер должен быть легко подвижен, иначе он не будет указывать слабых ветров, а также и возможно устойчив. В этом отношении клинообразные флюгера, как, например, изображенный на чертеже 1, заслуживают предпочтения. Шар слева служит противовесом. Внизу прикреплен указатель стран света. Вместо флюгера можно пользоваться и вымпелом, т. е. небольшим флагом, прикрепленным к шесту, или направлением дыма. Для наблюдения над движением слоев воздуха наблюдают движение облаков (см. это слово) и движение дыма высоких сопок (вулканов). Чертеж изображает флюгер, посредством которого можно приблизительно определить и скорость ветра, для чего сверху прикрепляется свободно вращающаяся на горизонтальной оси жестяная доска (а ). Во время затишья она висит вертикально, а при ветре поднимается, смотря по его силе, до одного из 8 штифтов (делений) на дуге (b), по следующей шкале:
Когда доска колеблется | Сила ветра |
около 1 штифта | около 1 метра в сек. |
" 2 " | " 2 " " " |
" 3 " | " 4 " " " |
" 4 " | " 6 " " " |
" 5 " | " 8 " " " |
" 6 " | " 10 " " " |
между 6 и 7 " | " 12 " " " |
около 7 " | " 14 " " " |
между 7 и 8 " | " 16 " " " |
около 8 " | " 20 " " " |
В местах приморских и вообще там, где бывают очень сильные ветры, имеется в запасе другая, более тяжелая доска, которая при сильных ветрах надевается вместо обыкновенной. Для нее составлена особая шкала. Упомянутый флюгер с дощечкой - инструмент очень грубый; для более точного измерения скорости ветра употребляются анемометры (ветромеры), всего чаще изображенный на черт. 2 анемометр системы Робинсона.
На вертикальной оси свободно вращается горизонтальный крест, на концах которого прикреплены полые металлические полушария, обращенные отверстиями в одну сторону. Вращением чашек приводятся в движение зубчатые колеса, а они, в свою очередь, двигают стрелку циферблата, изображенную внизу чертежа. На материке Европы они обыкновенно дают показания в метрах. Если желаем узнать скорость ветра за данное время, то отсчитываем показания циферблата в начале и конце, вычитаем первое число из второго и делим на число протекших секунд. Если, напр., циферблат стоял на 15, а по окончании минуты на 90, то, следовательно, средняя скорость ветра была 1 1/4 метра в секунду.
Анемометр Робинсона легко превращается в самопишущий, или регистрирующий (см. ст. Метеорологические инструменты). Робинсоновы полушария, или кружала, довольно тяжелы, трение велико, а потому они обладают большою инерцией , т. е. не очень легко приводятся в движение, а раз приведенные в движение не останавливаются несколько секунд, а при сильном движении - и минут, после прекращения его. Бр. Ришар в Париже построили анемометр, в котором, вместо кружал приводятся в движение легкие алюминиевые крылья, очень легко приводящиеся в движение и легко останавливающиеся. Кроме скорости движения воздуха, важно еще знать силу ветра или давление, оказываемое на данную единицу поверхности. Она зависит от скорости движения и плотности среды, поэтому ветер одинаковой скорости далеко не окажет того же давления на данную поверхность в нижнем слое воздуха и на высокой горе, зимою и летом и т. д.
Затем часто, особенно во время бурь и вихрей, В. дует порывами, т. е. его сила или давление быстро меняются, и обыкновенные анемометры, записывающие скорость ветра, не в состоянии уследить за быстрыми изменениями силы ветра. Между тем для науки и практики очень важно знать в особенности наибольшее давление, которое бывает при бурях. Для измерения силы или давления ветра поступают следующим образом. Вертикально поставленная доска укреплена на флюгере, в середине квадратная подвижная часть, за нею укреплены пружины; на эту часть действует В., и по величине движения пружин судят о силе ветра. По новейшей формуле Ферреля, основанной на точных опытах
p = [(0,002698V 2)/(t + 0,004)] ×
где p - давление в английск. фунтах на квадратный английский фут, v - скорость ветра в английских милях в час, t - температура воздуха по ° C, Р 0 - давление 760 мм, Р - действительно наблюдаемое давление воздуха. Эта формула дает возможность вычислять соотношение между скоростью ветра и его силой (давлением). При давлении воздуха = 760 мм и температуре = 15°С имеем р = 0,00255v. Прежние формулы не принимали в расчет давления и температуры воздуха, а принимали эмпирически p = 0,005v ., т. е. почти вдвое более действительной величины. Наибольшее давление ветра очень важно знать для многих целей практической жизни, особенно для вычисления устойчивости зданий. Известная катастрофа - разрушение большого моста через залив Тэй (Forth of Tay) в Шотландии - произошла именно от того, что наибольшее давление не было верно рассчитано. Скорость В. на европейском материке обыкновенно обозначают в метрах в секунду, иногда в километрах или (у нас) верстах в час, а в Англии и Соединенных Штатах - в английских милях в час. Чтобы перевести числа, выраженные в этих единицах, в метры в секунду, нужно помножить версты в час на 3,38; километры в час на 3,6; англ. мили в час на 1,96 (следовательно, почти вдвое). В тех случаях, когда скорость ветра не измеряется, а определяется на глаз, она обозначается обыкновенно цифрами, или так наз. баллами, от 0 до 6.
Шкала (баллы). | Скорость ветра. | Действие ветра. | |
0 | Тихо | 0 - 0,5 | Дым поднимается вертикально. |
1 | Слабый | 0,5 - 4 | Движется вымпел. |
2 | Умеренный | 4 - 7 | Движутся листья. |
3 | Свежий | 7 - 11 | Качаются ветви. |
4 | Сильный | 11 - 17 | " тонкие стволы. |
5 | Буря | 17 - 28 | " большие деревья. |
6 | Ураган | более 28 | Разрушительные действия. |
Всего употребительнее так наз. Бофортова шкала, особенно на судах.
Следующая таблица дает возможность перевести баллы Бофортовой шкалы в метры в секунду. Для баллов 1 - 8 имеются правильные определения В. П. Кеппена. Для баллов 9 - 12 приходится довольствоваться менее точными числами Скотта, причем цифры последнего уменьшены мною в размере 8:10.
Бофортова шкала | м в секунду | |||
Баллы. | Паруса корабля и его ход. | 1 | 2 | |
0 | Затишье, штиль | |||
1 | Корабль имеет ход | 2,1 | 2,8 | |
2 | Паруса наполнены. | ход 1 - 2 узла | 3,8 | 4,8 |
3 | " 3 - 4 " | 5,4 | 6,4 | |
4 | " 5 - 6 " | 7,3 | 8,0 | |
5 | Корабль несет в бейдевинд бом, брамсели-брамсели и марсели в 1 риф | 9,0 | 10,0 | |
6 | 11,6 | 12,0 | ||
7 | Марсели в 2 рифа | 13,3 | 14,4 | |
8 | Марсели в 3 рифа | 15,8 | 17,2 | |
9 | Зарифленные марсели и нижние паруса | - | 20,0 | |
10 | Корабль едва может нести зарифленные: грот-марсель фок | - | 23,2 | |
11 | Корабль может нести одни штормовые стаксели | - | 26 | |
12 | Ураган корабль не может нести никаких парусов | - | 32,0 |
1. По Кеппену. 2. По Скотту исправлено.
Нужно заметить, что Бофортова шкала составлена еще в начале XIX столетия, главным образом для тогдашних военных парусных кораблей. Она до сих пор сохранилась у моряков в силу привычки, причем они руководствуются уже иными признаками для различных баллов.
Так как флюгер и анемометры обыкновенно помещают повыше, где строения, деревья и т. д. не мешают ветру, то наши метеорологические наблюдения показывают большую силу ветра, чем та, которую мы испытываем в самом нижнем слое воздуха. Разница далеко не мала. Напр., в Модене , в Италии , делались наблюдения по двум анемометрам, один из них был помещен на высоте 2 метров, а другой - 31 метра, над поверхностью почвы; скорость ветра была в отношении 1:1,8, т. е. по последнему почти вдвое более. Разность еще более, если в нижнем слое мы защищены от ветра деревьями, а анемометр помещен над ними. В густом лесу внизу бывает обыкновенно почти полное затишье, даже тогда, когда верхние ветви деревьев сильно раскачиваются ветром.
Сила ветра имеет большое влияние на распределение сыпучих тел по земной поверхности. Чем сильнее ветер, тем более размер частиц, которые носятся в воздухе или двигаются по поверхности; при ослаблении ветра они падают на землю. Малейшее препятствие для ветра, напр. забор, а особенно деревья и кустарники, немедленно отражается на сыпучих телах, несомых ветром; они отлагаются перед ними, а особенно за ними. Мы можем это видеть каждую зиму на способе залегания снега [Статьи А. Воейкова, "Снежный покров" (в "Записках И. Р. геогр. общ.", т. XXIII) и И. Н. Клингена, "Снежный покров" ("Метеор . Вести.", , № 6).], на берегах моря и в песчаных пустынях, на залегании дюн (см. это слово), наконец, во многих сухих странах внутри материков на пыли, почти постоянно носящейся в воздухе и осаждающейся в виде так назыв. лёсса (см. это сл.). Вообще исследование ветра в самом нижнем слое воздуха, в зависимости от его направления, условий погоды и действия разных препятствий, обещает очень важные результаты. Обыкновенные метеорологические станции довольствуются 8 румбами ветра, а при печатании месячных и годовых средних их наблюдений вычисляют число ветров в процентах. Положим, что в ноябре было наблюдаемо следующее число ветров, при трех наблюдениях в день: N6, NE11, Е8, SE10, S14, SW20, W11, NW8, С2; в таблице будет помещено:
N | NE | Е | SE | S | SW | W | NW | С |
7 | 12 | 9 | 11 | 16 | 22 | 12 | 9 | 2 |
Иногда таблицам направления дают еще такой вид; напр., для чисел предыдущей таблицы:
SE | S | SW | W |
11 - 9 | 16 - 7 | 22 - 12 | 12 - 9 |
Это называется обозначением по наветренной стороне горизонта (die Luvseite des Horizontes). Здесь следовательно берут 4 преобладающих направления (это первые цифры каждой графы), а за ними, со знаком, - ставят число ветров или % противоположного направления; напр., в данном примере, за SE ставят число ветров NW, за SW - число NE и т. д. Такие таблицы дают более наглядное представление о преобладающем направлении ветров.
Возьмем, напр., Николаевск-на-Амуре , где направление ветра резко изменяется от лета к зиме и обратно, или, как обыкновенно говорят, господствуют муссоны (см. это сл.). Многолетние наблюдения дают следующие результаты в %:
Для вывода среднего направления ветра обыкновенно употребляется так называемая формула Ламберта. Она основана на законе параллелограмма сил и имеет целью определение общего направления воздушных течений. Если, напр., мы наблюдаем, как обыкновенно, 8 румбов ветров: N, NE и т. д., то получаются следующие уравнения:
А = Е - W + (NE + SE - SW - NW)Sin45°
B = N - S + (NE + NW - SE - SW)Cos45°
tang α = A/B.
Здесь α угол, который считается от N к Е, т. е. именно угол, показывающий среднее направление ветра, в градусах круга.
Затем R = √(А 2 + В 2),
где R - равнодействующая, показывающая сколько раз ветер должен был бы дуть по среднему направлению, чтоб произвести то перемещение воздуха над данным местом, какое произошло от влияния всех ветров. Его обыкновенно называют румбом, выражая в % всех ветров, дувших в данное время. По величине R, или равнодействующей, можно, следовательно, судить о том, насколько ветры разного направления уравновешиваются или насколько есть действительно преобладающее направление. Для того, чтобы формула Ламберта действительно выражала направление и хоть приблизительный размер перемещения воздуха, нужно, конечно, иметь показания о силе (скорости) ветров, иначе это отвлеченная величина, выражающая очень мало. Ветры могут дуть одинаково часто, но быть очень неравной силы, и при обыкновенном способе вывода формулы Ламберта они войдут с одинаковым весом. Даже если есть наблюдения над силой В., они обыкновенно находятся в очень большой зависимости от трения у земной поверхности и, следовательно, все-таки не выражают перемещения воздуха над данной точкой даже на малой высоте над поверхностью. Когда нет достаточно точных данных, то знание направления и хотя бы приблизительно силы преобладающего ветра дает почти такое же понятие о движениях воздуха, как и формула Ламберта. Чем решительнее преобладает в данное время одно направление В., тем ближе сходятся оба способа в существе дела. Сила В. имеет заметный суточный ход (скорость) на материках, особенно в ясные дни, и чем сильнее нагревание солнцем среди дня и суше воздух, тем яснее выражен этот суточный ход, а именно при таких условиях днем В. очень силен, нередко достигая силы бури, а ночью слаб, часто бывает даже полное затишье. Укажем, напр., на наблюдения знаменитых путешественников: Н. М. Пржевальского в Центральной Азии ("Монголия и страна Тангутов" и "Третье и 4-е путешествие по Центр. Азии") и Нахтигаля в Сахаре и Судане (Nachtigall, "Sahara und Sudanе, т. I и II). На высоких отдельных горах бывает обратно - среди дня сила В. несколько менее, чем ночью и рано утром. В высоких широтах зимою, при пасмурной погоде, и везде на открытом океане сила В. не имеет правильного суточного хода. Причины этих явлений хорошо объяснены В. П. Кеппеном ["Annalen der Hydrographie" ( , стр. 625).]. Днем при ясной погоде нижние слои воздуха нагреваются так сильно, что наступает так назыв. неустойчивое равновесие воздуха в вертикальном направлении (см. ст. Воздух), так как температура уменьшается с высотой более чем на 1° на 100 метров высоты. При таких условиях происходят конвекционные токи (см. это сл.), теплые восходящие и холодные нисходящие, т. е. происходит обмен воздуха между нижними слоями и находящимися на несколько сот метров над ними. Этим обменом воздуха Кеппен и объясняет суточный ход скорости В. на материках в ясные дни. Чем далее от земной поверхности, тем сильнее В., так как он не задерживается трением. Воздух, опустившийся в нижние слои, приносит с собою большую скорость из верхних слоев - отсюда усиление ветра над равнинами и долинами среди дня, а поднявшийся снизу приносит наверх свою меньшую скорость - отсюда меньшая скорость В. на отдельных горах. Усиление В. днем в нижних слоях воздуха объясняется еще: 1) меньшею плотностью воздуха вследствие высокой температуры, и 2) уменьшением трения, зависящим от начавшегося восходящего движения. Ночью воздух находится в устойчивом равновесии, и поэтому в нижнем слое В. гораздо слабее, чем днем, а на отдельных горах сильнее. В пасмурные дни, особенно зимою в высоких широтах, а также везде на океанах, нет большого различия температуры между нижним слоем воздуха и находящимися над ним, равновесие устойчиво, нет восходящих и нисходящих токов, и поэтому правильного суточного изменения силы В. не бывает. На берегу моря, больших озер и т. д. замечаются суточные изменения в направлении и скорости В.: днем он дует с моря, ночью - с суши. Так как над морем трение гораздо меньше, чем над сушей, то морской В. бывает сильнее берегового, и там, где существует правильная смена этих В., наибольшая сила В. бывает между 4 и 5 часами пополудни, а на материках, вдали от моря, В. всего сильнее между 12 - 2 часами дня. Правильная смена морских и береговых ветров наблюдается во многих тропических странах, особенно там, где пассат (см. это слово) не особенно силен. В странах муссонов (см. это слово) она заметнее в сухое, чем в дождливое время года (см. ст. Индия). В России всего правильнее это явление в теплые месяцы на восточном берегу Черного моря и на берегах Каспийского (см. это слово). В горах в ясную погоду также сменяются В. - вверх по долинам и горным склонам - днем, и вниз - ночью. Объяснение этого явления следующее. Ночью воздух движется по склонам, повинуясь закону тяготения. Охлажденный у склонов - стекает по долинам, причем этот ток заметнее в узких долинах, чем в широких. Днем склоны гор и воздух над ними сильнее нагреты, чем воздух на той же высоте вдали от гор. Вследствие нагревания образуется разрежение воздуха и ток воздуха к горам, восходящий по склонам и по долинам. В полосе правильного пассата не замечается почти никакого изменения в направлении и силе В. в течение года. Прямая противоположность этим странам - области муссонов, где направление В. летом и зимою противоположно, причем зимою В. с материка, летом - с моря. В большей части Европы и Северной Америки ветры сильнее в холодное время года, чем в теплое, в восточной Сибири - обратно (см. Россия , Соединенные Штаты, а объяснение этого явления см. Давление воздуха). Местами В. обозначаются у нас особыми названиями, иногда указывающими на их свойства. Достаточно будет нескольких примеров; на Ильмене : N - северяк, NЕ - подсеверяк, Е - зимняк, SW - шалоник (вероятно от реки Шелони), W - мокряк. На Белом море, близ Архангельска: N - сивер, NE - полуночник , Е - восток, SE - обедник, S - лето, или летник , SW - шалоник, NW - глубник, голоменник. В Мезени SW называется паужник, в Коле - побережник. На севере некоторые названия взяты от предков-новгородцев, другие - местного происхождения (к северо-западу от Архангельска море глубже, отсюда и название глубник). В Западной Сибири W называется русский В., напр., говорят зимою: "Вот русский ветер тепло принес". В низовьях Волги , Дона и других больших рек В. с моря, поднимающий уровень воды, называется моряна, нагон , низовой; В. вниз по течению, сгоняющий воду: береговой, матерой, горыч, сухмень, сгон, выгон, верховой [В Толковом словарь Даля, в ст. Ветер приведены в другие примеры.].
Древние греки называли холодный северный В. бореем, и это название сохранилось в несколько измененном виде на берегах Адриатического моря и перенесено итальянскими и далматинскими моряками на восточный берег Черного моря; и там и здесь борой (см. Бора) наз. холодный NE. Древние греки, очевидно, называли бореем не всякий северный В., а только сильный и холодный, так как слабые северные ветры, дующие летом на Средиземном море и сопровождаемые хорошей погодой, они называли этезиями. То же можно заметить и теперь во многих странах, где ветры имеют названия, прямо указывающие на их свойства, напр., на востоке и юго-востоке России суховей. Здесь эти ветры, очень вредные для растительности вследствие их высокой температуры и сухости, дуют обыкновенно с SE, на северном Кавказе - с Е, в Киевской губ. - с SW, то же и в Фергане так назыв. гармсил (см. это слово), и на Алтае и т. д. Эти ветры могут быть отнесены к ветрам пустынь, как самум , хамсин и т. д. Они теплы и сухи, потому что дуют из стран, где температура высока и относительная влажность мала. Высокая температура и сухость еще усиливаются пылью, которую приносят эти ветры. В горных странах существует другой разряд теплых и сухих ветров - нисходящих. Опускаясь, воздух сжимается и нагревается, и притом его относительная влажность уменьшается. Здесь, следовательно, воздух приобретает теплоту и сухость, опускаясь в долины. Даю следующие примеры [Воейков, "Климаты земного шара", стр. 18 и 529.]: 1879 г.
Число. ст. ст. | Час | Владикавказ | Тифлис . | |||
t 1) | é/e 2) | v 3) | S14 | 6,9 | 94 | |
21 " | 7 утра. | 19,4 | 29 | S14 | 4,4 | 93 |
" " | 1 веч. | 13,6 | 62 | NE12 | ||
22 " | 7 утра. | - 0,2 | 100 | NE7 |
1) Температура воздуха по Цельсию.
3) Ветер. Цифры обозначают скорость в метрах в секунду.
Во Владикавказе, к северу от Кавказских гор, в данные дни было гораздо теплее и суше, чем в Тифлисе, который не только лежит южнее, но и с лишком на 200 метров ниже, и где, в среднем выводе, зима на 5°, а весна на 3° теплее, чем во Владикавказе. Необычайно высокая температура в ноябре 1879
1) Температура воздуха по Цельсию. 2) Относительная влажность. 3) Ветер. Цифры обозначают скорость в метрах в секунду.
И здесь, следовательно, на северн. склоне Альп гораздо теплее, чем на южном. Эти cyxиe теплые ветры в Альпах издавна называются фёном, и это слово теперь принято в метеорологии для обозначения теплого и сухого ветра, дующего вниз по долине с гор. В пределах России такие ветры особенно заметны в Кутаиси , где они называются восточными. Вообще в этой местности климат влажен, дождя выпадает много, растительность роскошная. Но если 2 - 3 дня сряду дует сильный восточный В., то деревья теряют листья. О разных так называемых местных ветрах будут помещены особые статьи, как это уже сделано для одного из них - боры. Вопросы о причине В., о их соотношении с давлением воздуха и о главных областях ветров будут разобраны в ст. Давление воздуха.
А. Воейков.По состоянию моря можно приближенно определять силу ветра так; 1 балл - едва заметная рябь; 2, 3, 4 - небольшие волны; 5 - волны с белыми вершинами (барашками); 6 - ветер начинает срывать вершины волн и разносит брызгами; 7 - поверхность волн покрывается сплошною рябью и сетью морщин; вершины волн почти все срываются. Дальнейшее действие ветра на воду нельзя подвести под какие либо правила, потому что это слишком много зависит от характера волн, обуславливаемого глубиной моря, близостью берегов, течением и многими другими данными. Из всего сказанного выше видно, насколько неточны средства для определения силы ветра на море: верность глаза и личная опытность только единственные пока средства. Давление ветра моряки определяют преимущественно на глаз, руководствуясь, как сказано выше, скоростью корабля, парусами, которые можно нести, или состоянием моря, т. е. силой и характером волнения. Неоднократно пробовали устанавливать на судах анемометры, но до последнего времени пробы эти оставались без успеха. Когда судно идет, то анемометры показывают не истинную скорость (следовательно, и не истинную силу) ветра, а кажущуюся, т. е. равнодействующую истинной скорости ветра и скорости хода корабля. Очевидно, что весьма трудно, если не невозможно определить поправки анемометра для всевозможных скоростей ветра, судна и для всяких углов между курсом и ветром. Поэтому, несмотря на все совершенство анемометров, они в море почти не употребляются.
Образование местных ветров связано с характером подстилающей поверхности (орографией, типом поверхности - водой или сушей) и температурой. К местным ветрам термического происхождения относятся бризы. Они лучше выражены в безоблачную антициклональную погоду и особенно часто проявляются на западных побережьях тропиков, где нагретые материки омываются водами холодных течений. Другие местные ветра мы сгруппировали в зависимости от их свойств и происхождения (температуры или типа ландшафта, над которым они формируются) в три группы: холодные, горно-долинные и пустынные. Отдельно привели местные названия ветров Байкала.
Местные ветры |
Описание ветра |
Холодные ветры: |
|
Близзард |
холодный пронизывающий ветер штормовой силы в Канаде и на Аляске (аналог пурги в Сибири). |
Бора (греч. «бореас» - северный ветер) |
сильный, порывистый ветер, дующий преимущественно в зимние месяцы с горных хребтов на побережье морей. Возникает, когда холодный ветер (высокое давление) переваливает через хребет и вытесняет находящийся по другую сторону теплый и менее плотный воздух (низкое давление). Зимой вызывает сильное похолодание. Бывает на северо-западе побережья Адриатического моря. Чёрного моря (у Новороссийска), на Байкале. Скорость ветра при боре может достигать 60 м/с, продолжительность её - несколько суток, иногда -до недели. |
сухой, холодный, северный или северо-восточный ветер в горных районах Франции и Швейцарии |
|
Бораско, бурраска (исп. «borasco» - малая бора) |
сильный шквал с грозой над Средиземным морем. |
небольшой интенсивный вихрь в Антарктике. |
|
холодный северный ветер в Испании. |
|
холодный ветер из Сибири, приносящий резкие похолодания, морозы и снежные бураны, в Казахстане и пустынях Средней Азии. |
|
морской бриз, смягчающий жару на северном побережье Африки. |
|
холодный северо-восточный ветер, дующий над нижней частью Придунайской низменности. |
|
Левантинец |
восточный сильный, влажный ветер, сопровождающийся пасмурной погодой и дождями в холодное полугодие над Чёрным и Средиземным морями. |
холодный северный ветер над побережьем Китая. |
|
Мистраль |
вторжение холодного сильного и сухого ветра из полярных районов Европы по долине реки Роны на побережье Лионского залива Франции от Монпелье до Тулона в зимне-весенний период (февраль, март). |
Мельтеми |
северный летний ветер в Эгейском море. |
холодный северный ветер в Японии, дующий из полярных районов Азии. |
|
ветер типа боры только в районе Баку (Азербайджан). |
|
Нортсер, нортер (анг. «norther» - северок) |
сильный холодный и сухой зимний (ноябрь - апрель) северный ветер, дующий из Канады в США, Мексику, Мексиканский залив, вплоть до северной части Южной Америки. Сопровождается быстрым похолоданием, нередко с ливнями, снегопадами, гололёдом. |
холодный южный штормовой ветер в Аргентине. Сопровождается дождём и грозой. Затем скорость похолодания достигает 30 °С за сутки, атмосферное давление резко растёт, облачность рассеивается. |
|
сильный зимний ветер в Сибири, поднимающий снег с поверхности, в результате чего снижается видимость до 2-5 м. |
|
Горно-долинные ветры: фёны (борнан, брева, талвинд, хелм, чинук, гармсиль) - теплые, сухие, порывистые ветры, переваливающие через хребты и дующие с гор по склону в долину, продолжаются менее суток. В разных горных районах фёновые ветры имеют свои местные названия. |
|
бриз в Швейцарских Альпах, дующий из долины р. Дранс к средней части Женевского озера. |
|
дневной долинный ветер, сочетающийся с бризом на озере Комо (Северная Италия). |
|
Гармсиль |
сильный сухой и очень жаркий (до 43 °С и выше) ветер па северных склонах Копетдага и нижних частях Западного Тянь-Шаня. |
приятный долинный ветер в Германии. |
|
Чинук (или шинук) |
сухой и теплый юго-западный ветер на восточный склонах Скалистых гор Северной Америки, который может вызывать очень сильные колебания температуры, особенно зимой. Известен случай, когда в январе менее чем за сутки температура воздуха повысилась на 50°: от -31° до + 19°. Поэтому чинук называют «пожирателем снега» или «снегоедом». |
Пустынные ветры: самум, сирокко, хамсин, xaбуб - сухие, очень жаркие пыльные или песчаные ветры. |
|
сухой горячий западный или юго-западный ветер в пустынях Сев. Африки и Аравии, налетает вихрем, закрывает Солнце и небо, бушует 15-20 мин. |
|
сухой, жаркий, сильный ветер южных румбов, дующий в страны Средиземноморья (Франция, Италия, Балканы) из пустынь Северной Африки и Аравии; продолжается несколько часов, иногда дней. |
|
изнуряющий горячий и пыльный ветер, дующий над Гибралтаром и юго-востоком Испании, |
|
это ветер с высокой температурой и низкой влажностью воздуха в степях, полупустынях и пустынях, образуется по краям антициклонов и продолжается несколько суток, усиливая испарение, иссушая почву и растения. Преобладает в степных районах России, Украины, Казахстана и Прикаспия. |
|
пыльная или песчаная буря на северо-востоке Африки и Аравийском полуострове. |
|
Хамсин (или «пятидесятидневник») |
горячий штормовой ветер в Египте, дующий из Аравии до 50 дней подряд. |
Харматтан |
местное название северо-восточного пассата, дующего из Сахары к Гвинейскому заливу; приносит пыль, высокие температуры и низкую влажность. |
аналог хамсина в Центральной Африке. |
|
Эблис («пыльный дьявол») |
внезапный подъём нагретого воздуха в безветренный день в виде вихря, увлекающего песок и другие предметы (растения, небольших животных) на очень большую высоту. |
Другие местные ветры: |
|
пыльный южный или юго-западный ветер, дующий из Афганистана по долинам Амударьи, Сырдарьи, Вахша. Угнетает растительность, засыпает песком и пылью поля, сносит плодородный слой почвы. Ранней весной сопровождается ливнями и похолоданиями до заморозков, губит всходы хлопчатника. Зимой иногда сопровождается мокрым снегом и приводит к обморожению и гибели скота, застигнутого на равнинах. |
|
сильный ветер с Каспия, приносящий нагонные наводнения в низовья Волги. |
|
юго-восточный пассат в Тихом океане (например у островов Тонга). |
|
Кордонасо |
сильные южные ветры вдоль западного берега Мексики. |
морской бриз, дующий с Тихого океана на побережье Чили, особенно сильный после полудня в г. Вальпараисо из-за чего даже приостанавливают портовые работы. Его антипод - береговой бриз - называется террап. |
|
Зонда (сондо) |
сильный северный или западный сухой и горячий ветер типа фёна на восточный склонах Анд (Аргентина). Действует на людей угнетающе. |
преобладает в восточной части Средиземного моря, тёплый, приносит дожди и бури (в западной части Средиземного моря более лёгкий) |
|
попутный ветер на реках и озёрах. |
|
Торнадо (исп. Tornado) |
очень сильный атмосферный вихрь над сушей в Северной Америке, отличается большой повторяемостью, образуется в результате столкновения холодных масс с Арктики и теплых масс с Карибского бассейна. |
Ветры Байкала: |
|
Верховик, или ангара |
северный ветер, пересиливающий другие ветра. |
Баргузин |
северо-восточный штормовой ветер, дует в центральной части озера из Баргузинской долины поперёк и вдоль Байкала |
юго-западный штормовой ветер, несущий пасмурную погоду. |
|
Харахаиха |
осеннее-зимний северо-западный ветер. |
юго-восточный штормовой ветер, дующий из долины р. Голоустной. |
|
холодный сильный леденящий зимний ветер, дует по долине р. Сарма. |
_______________
Источник информации:
Ромашова Т.В. География в цифрах и фактах: Учебнометодическое пособие/ - Томск: 2008.