Как появляется ветер
Атмосфера и ее движение
Земля окружена толстым слоем воздуха — атмосферой. С высотой воздух становится всё более разрежённым, менее плотным. У поверхности Земли, на уровне моря, один кубический метр воздуха весит при 0 градусов около 1,3 килограмма; а на высоте 25 километров над земной поверхностью кубический метр воздуха весит уже в тридцать с лишним раз меньше.
Хотя толщина земной атмосферы достигает многих сотен километров, но по сравнению с объёмом земного шара она совсем не велика.
Нижний слой атмосферы, в пределах от 9 до 18 километров над поверхностью Земли, называется тропосферой. В этом слое находится более 3/4 по весу воздуха. Верхние слои называют стратосферой и ионосферой.
Воздух, как и все предметы, имеет вес; он давит на Землю и на всех, живущих на ней, с большой силой; эта сила у поверхности Земли равна примерно одному килограмму на каждый квадратный сантиметр площади тела.
С высотой давление воздуха постепенно уменьшается.
Давление воздуха, равное давлению, которое оказывает при 0 градусов столб ртути высотой в 760 миллиметров, называется нормальным атмосферным давлением. Это давление равно 1,0336 килограмма на квадратный сантиметр.
В метеорологии давление воздуха принято измерять в миллибарах. Один миллибар равен примерно давлению, которое оказывает один грамм на поверхность одного квадратного сантиметра. Нормальное атмосферное давление равно примерно 1000 миллибар.
Атмосфера никогда не находится в покое. Всюду — у полюсов и под тропиками, внизу, у поверхности Земли, и вверху, там, где плывут облака, — воздух находится в движении.
Движение воздуха, окружающего Землю, и называют ветром.
Что же вызывает движение воздуха в атмосфере? Почему дуют ветры?
Чтобы хорошо уяснить себе причину ветра, вспомните всем известное явление. Когда зимой вы открываете дверь из натопленной комнаты на улицу или в более холодную комнату, понизу устремляется в тёплую комнату холодный воздух.
Почему это так происходит? А вот почему. Если взять два одинаковых объёма воздуха, но различно нагретые, то более холодный объём воздуха будет всегда более плотным, а значит, и более тяжёлым. Нагреваясь, воздух, как и все тела, расширяется, становится менее плотным и более лёгким. Когда мы открываем дверь на улицу, более холодный и более плотный наружный воздух устремляется в тёплую комнату, вытесняя менее плотный и более лёгкий комнатный воздух кверху.
Как более тяжёлый, наружный воздух входит в комнату понизу, располагается в комнате в нижних слоях, у пола.
Вытесняемый холодным тяжёлым воздухом тёплый воздух поднимается вверх и уходит из комнаты наружу через верхнюю часть открытых дверей.
Этот пример позволит нам понять причины движения воздуха в атмосфере.
Солнечное тепло, падающее на Землю, нагревает прежде всего её поверхность. Атмосфера поглощает только незначительную часть солнечной тепловой энергии. От нагретой поверхности земного шара нагреваются нижние, соприкасающиеся с ней слои воздуха. Тёплые слои воздуха перемешиваются с холодными, отдают им своё тепло; так происходит нагревание воздуха.
Таким образом, чем сильнее нагревается Солнцем земная поверхность, тем сильнее нагревается и воздух, лежащий над ней.
Но как нагревается поверхность Земли Солнцем? Далеко не одинаково. Это связано прежде всего с тем, что в разное время года и в разных климатических поясах Земли Солнце поднимается над горизонтом по-разному. Чем выше Солнце стоит над горизонтом, тем более приходится солнечного тепла на одну и ту же площадь поверхности Земли.
Благодаря шарообразной форме Земли на экваторе и близ него лучи Солнца падают круто, в полдень почти отвесно.
В странах умеренного климата солнечные лучи падают на земную поверхность уже значительно более полого. А в полярных странах и на полюсах солнечные лучи лишь как бы скользят по земной поверхности — Солнце поднимается над горизонтом сравнительно невысоко. Более того, зимой Солнце здесь совсем не появляется над горизонтом: стоит длинная полярная ночь.
Кроме того, неравномерный нагрев земной поверхности объясняется тем, что различные участки поверхности нагреваются Солнцем и охлаждаются различно. Особенное значение имеет способность воды и суши различно нагреваться и охлаждаться.
Суша быстро нагревается до более высокой температуры, но быстро и остывает. Вода же (особенно в морях и океанах) благодаря постоянному перемешиванию нагревается очень медленно, но зато сохраняет своё тепло значительно дольше, чем суша.
Объясняется это тем, что теплоёмкость (количество тепла, необходимое для нагревания тела на один градус) воды и суши различна.
По-разному нагреваются под лучами Солнца и различные участки суши. Например, чёрная голая земля нагревается значительно сильнее, чем, скажем, зелёное поле. Сильно нагревается Солнцем песок и камень, много слабее — лес и трава.
Способность различных участков земли по-разному нагреваться под лучами Солнца зависит также от того, какая доля падающих на поверхность лучей поглощается поверхностью и какая отражается. Различные тела имеют различную отражательную способность. Так, снег усваивает лишь 15 процентов солнечной энергии, песок — 70 процентов, а вода отражает только 5 процентов и поглощает 95.
От различно нагретых участков земного шара по-разному нагревается и воздух. Насколько различно количество тепла, получаемое воздухом в разных местах, видно из такого примера. В пустыне воздух получает от нагретого песка в 130 раз больше тепла, чем получает воздух от воды в море, находящемся на одной широте с пустыней.
Но различно нагретый воздух имеет, как уже говорилось, и различную плотность. Это создаёт в разных местах различное атмосферное давление: там, где воздух менее нагрет и, значит, более плотный, атмосферное давление выше; наоборот, где воздух нагрет сильнее и, следовательно, более разрежён, давление воздуха ниже.
А воздух с более высоким давлением всегда стремится двигаться туда, где имеется более низкое атмосферное давление, подобно тому, как вода всегда течёт от более высокого уровня к более низкому. Так и возникает в природе ветер.
Постоянное движение воздуха создает разность температур и давлений в атмосфере, что связано с неравномерным нагреванием земного шара Солнцем.
Таким образом, ветер в природе возникает за счёт энергии солнечных лучей.
На рисунке показана упрощённая схема главных воздушных течений. Как видно из схемы, даже в простейшем виде движение воздушных масс над Землёй представляет собой довольно сложную картину.
Рисунок.
Упрощённая схема главных воздушных течений.
У экватора благодаря сильному нагреванию поверхности наблюдается постоянное пониженное давление воздуха. Сюда текут воздушные потоки с севера и с юга и создают постоянные ветры — пассаты. Эти ветры отклоняются под влиянием вращения Земли. В северном полушарии, если смотреть по тому направлению, куда дует пассат, ветер отклоняется вправо, в южном — влево. На высоте 3-7 километров в этих областях дуют антипассаты — ветры обратных направлений. У самого экватора находится зона затишья.
По мере удаления от экватора антипассаты всё сильнее отклоняются от своего направления к полюсам.
Примерно на широте 30 градусов по обе стороны от экватора наблюдаются полосы затишья; в этих районах притекающие от экватора воздушные массы (антипассаты) опускаются и создают области повышенного давления. Именно здесь и зарождаются пассаты.
Отсюда же внизу дуют ветры по направлению к полюсам. Ветры эти — преобладающие западные; по сравнению с пассатами они значительно более изменчивы.
Старые моряки называют области между 30 и 60 градусами областями «западных штормов».
Полосы затишья около 30 градусов широты называют иногда конскими широтами. Здесь преобладает ясная погода при высоком атмосферном давлении. Это странное название сохранилось ещё с тех времён, когда мореплаватели ходили на парусных кораблях, и относилось только к району около Бермудских островов. Многие корабли перевозили лошадей из Европы на острова Вест-Индии. Попадая в полосу затишья, парусники теряли возможность двигаться. Нередко при этом моряки оказывались в тяжёлых условиях. Истощались запасы воды, от жажды в первую очередь погибали лошади. Выброшенные за борт трупы лошадей долго носились волнами.
Ветры, дующие от полюсов, часто называют полярными восточными ветрами
.Описанная нами картина главных воздушных течений над Землёй ещё более усложняется постоянными ветрами, возникающими благодаря неравномерному нагреванию воды и суши.
Как уже было указано выше, суша нагревается и охлаждается быстрее, чем вода.
Благодаря этому за день суша успевает нагреться значительно сильнее, чем вода: ночью же, наоборот, вода охлаждается медленнее, чем суша.
Поэтому днём над сушей воздух нагревается сильнее; нагретый воздух подымается вверх и увеличивает там атмосферное давление. Потоки воздуха (примерно на высоте 1 км) устремляются к воде, и над водной поверхностью устанавливается повышенное атмосферное давление. В результате этого внизу с воды начинает дуть свежий ветер — бриз.
Но вот наступает ночь. Суша быстро охлаждается; охлаждается и прилегающий к ней воздух. Холодный воздух, уплотняясь, опускается. Его давление в верхних слоях уменьшается. В то же время вода остаётся долгое время тёплой и нагревает находящийся над ней воздух.
Подсчитано, что охлаждение 1 кубического метра морской воды на один градус даёт такое количество тепла, которого достаточно для нагревания на один градус более 3 тысяч кубических метров воздуха! Нагреваясь, воздух поднимается кверху и создаёт там повышенное атмосферное давление.
В результате вверху начинает дуть ветер на берег, а внизу дует материковый бриз — с суши к воде.
Такие береговые ветры известны всем, кто живет на берегу больших озёр или морей. Хорошо известны, например, бризы на Чёрном, Азовском и Каспийском морях; так, в Сухуми бризы бывают круглый год. Бризы дуют и на больших озёрах, на таких, как Севан, Иссык-Куль, Онежское и другие. Наблюдают бризы и на берегах больших рек, например, на Волге у Саратова, на её высоком правом берегу.
Бризы не распространяются далеко. Это — чисто местные ветры. Неравномерное нагревание воды и суши в береговых районах морей и океанов создаёт ветры, аналогичные бризам. Это — так называемые муссоны.
Муссоны — сезонные ветры, они дуют полгода в одном направлении, полгода в другом. Они дуют благодаря различному нагреванию и охлаждению морей и материков в зимнее и летнее время.
Летом воздух над материком нагревается намного сильнее, чем над морем. Наоборот, зимой воздух над морем (океаном) оказывается более тёплым, чем воздух над материком.
Объясняется это тем, что летом материки нагреваются сильнее, а зимой охлаждаются сильнее, чем вода, в то время как море, более холодное летом, зимой становится теплее суши.
Большая теплоёмкость воды позволяет океану хранить в себе с лета огромные запасы тепла.
Таким образом, летом материки как бы нагревают атмосферу, а моря и океаны — охлаждают её. Зимой положение меняется: «атмосферными печками» становятся моря, а «холодильниками» — материки.
По этой причине и дуют муссоны; зимой — с суши на море, а летом с моря на материк.
Муссоны наблюдаются во всех климатических поясах, даже на берегах Северного Ледовитого океана.
На направление муссонов также влияет вращение Земли.
Наиболее ярко выражены муссоны в Индии.
Наконец, для общей характеристики воздушных течений необходимо сказать и об атмосферных вихрях — циклонах.
Воздушные течения, о которых было сказано выше, связаны с перемещением в атмосфере громадных объёмов воздуха — воздушных масс.
Воздушной массой принято называть такие объёмы воздуха, которые сохраняют некоторое время свои определённые свойства. Так, например, воздушная масса, идущая из Арктики, несёт с собой низкую температуру и сухой прозрачный воздух.
Поверхность раздела двух различных воздушных масс называют фронтом. По обе стороны фронта часто резко различны температура воздуха, скорость ветра и т. д. Поэтому, когда над каким-либо местом проходит фронт, то в этом районе обычно резко меняется погода.
Когда две соседние воздушные массы, имеющие разную температуру (а значит, и разную плотность воздуха), движутся с различной скоростью, или когда они перемещаются друг относительно друга вдоль фронта на пограничной поверхности воздушных масс, благодаря взаимодействию тёплых и холодных масс воздуха, возникает волновое возмущение — на фронте образуется как бы воздушная волна. При этом холодный воздух подтекает под тёплый, а тёплый воздух в свою очередь начинает оттеснять холодный воздух.
Начинается завихрение воздушных потоков. Волновое возмущение на фронте растёт, поверхность раздела двух воздушных масс изгибается всё более круто: так постепенно возникает всё более сильное вихревое движение воздуха — циклон.
Имеется три главных фронта, где возникают циклоны: арктический, полярный и тропический. Арктический фронт является линией раздела арктического и полярного воздуха (северные широты). Полярный фронт разделяет полярный и тропический воздух (умеренные широты). Тропический фронт является линией раздела тропического и экваториального воздуха (южные широты).
Атмосферное давление в циклоне понижается к его центру. В центре циклона давление воздуха самое низкое.
Если на карте местности, где развивается циклон, все точки с одинаковыми давлениями соединить линиями — например, одна линия соединит все точки с давлением 990 миллибар, другая — с давлением 995 миллибар и т. д., — то окажется, что все такие линии в области циклона будут замкнутыми кривыми линиями.
Такие линии называются изобарами. Изобара, находящаяся в центре этой области, будет соединять точки с самым низким давлением.
Благодаря такому распределению давлений в циклоне ветры дуют в нём от краёв к центру, так, что образуется круг ветров, дующих против часовой стрелки.
Циклон перемещается в атмосфере; он приносит с собой резкое изменение ветра по направлению и по скорости. Средняя скорость движения циклонов 25-40 километров в час.
Помимо циклонов, т. е., иными словами, областей с пониженным давлением, в атмосфере возникают также области с повышенным давлением — антициклоны. Здесь давление воздуха повышается к центру.
Циклоны и антициклоны нередко захватывают очень большие пространства, простирающиеся на тысячи километров. Поэтому эти атмосферные возмущения оказывают заметное влияние на общую циркуляцию воздуха в атмосфере, в ещё большей степени осложняют её. Возникновение и смена различных ветров в умеренных широтах связаны главным образом с перемещением циклонов и антициклонов.
Очень сильные, ураганные ветры возникают в циклонических возмущениях, зарождающихся на тропическом фронте, над южными морями. Эти циклоны носят название тропических.
Откуда берется ветер? — Вокруг Света
Фото: EPA
Пятница, 7 июня 2019
В возникновении ветра участвуют: разница температур на разных широтах; суточное вращение Земли; разная теплопроводность воды и почвы.
Солнце нагревает Землю неравномерно.
Экваториальные области нагреваются сильнее, чем полярные. Теплый воздух в хорошо прогретых областях поднимается вверх, образуется область низкого давления. На его место устремляется холодный воздух хуже прогретых областей из зоны высокого давления.
Движение этого воздуха и есть ветер. Например, от экватора ветра постоянно дуют к полюсам.
Кроме того, из-за суточного вращения Земли течения воздуха еще и сдвигаются вправо в Северном полушарии или влево в Южном полушарии. Такие ветра называют пассатами.
Суша нагревается сильнее, чем море, потому что хуже отражает солнечные лучи. Поэтому возникают бризы, морские ветры, которые днем дуют от холодных областей моря в сторону прогретой суши, а ночью – наоборот.
Читайте также:
Что будет, если все люди одновременно подпрыгнут?
Как устроена Вселенная?
Почему Земля круглая?
Урок 9.
атмосферное давление. ветер — География — 6 классГеография, 6 класс
Урок 09. Атмосферное давление. Ветер
Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке
- Урок посвящён изучению атмосферного давления и ветра как характеристик погоды.
- В ходе урока школьники познакомятся с особенностями размещения поясов атмосферного давления, особенностями возникновения ветра у поверхности Земли.
- Узнают о причинах изменения атмосферного давления в атмосфере.
- Видах ветров.
- Узнают о влиянии атмосферного давления и ветра на человека.
Тезаурус
Атмосферное давление – сила, с которой воздух давит на земную поверхность и находящиеся на ней предметы.
Ветер – горизонтальное движение воздуха в приземном слое, направленное из области высокого давления в область низкого давления.
Бриз – ветер, возникающий на берегу водоёмов, дважды в сутки меняющий своё направление на противоположное.
Дневной бриз дует с водоёма на берег, ночной – с берега на водоём.
Муссон – ветер, резко меняющий своё направление по сезонам.
Изобара – линия на географической карте, соединяющая точки на земной поверхности одинакового атмосферного давления.
Барометр – прибор для измерения атмосферного давления.
Обязательная и дополнительная литература по теме
- География. 5 – 6 класс / А. И. Алексеев, В. В. Николина, Е. К. Липкина и др. – М.: Просвещение, 2019.
- Сайт: Научно – популярная энциклопедия. Вода России. http://water-rf.ru/.
- Сайт: География. https://geographyofrussia.com/mirovoj-okean-i-ego-chasti/.
- Сайт: Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов www.school-collection.edu.ru.
- Сайт: Издательство «Просвещение» www.prosv.ru.
- Сайт: Российская версия международного проекта Сеть творческих учителей www. it-n.ru.
- Сайт: Российский общеобразовательный Портал www.school.edu.ru.
- Сайт: Федерация Интернет-образования, сетевое объединение методистов www.
som.fio.ru. - Сайт. Мир океана. http://www.seapeace.ru.
- Сайт. Гидрометцентр России. https://meteoinfo.ru.
som.fio.ru.Теоретический материал для самостоятельного изучения
Воздух в атмосфере невесомый. Но он оказывает давление на земную поверхность. В среднем на площадь в 1 см² воздух давит с силой 1 кг 33 г. На человеческое тело, в среднем давит столб воздуха с давлением 12 т, но почему мы его не ощущаем? Вспомните, как по поверхности Земли распределены тепловые пояса? Различия в нагреве земной поверхности влияют на размещение областей давления. А вот загадка: летит, а не птица; воет, а не зверь; тучи нагоняет; воет завывает; по свету рыщет; поёт да свищет.
Давление – одна из важных характеристик атмосферы. Резкие перепады давления влияют на здоровье людей. Атмосферное давление зависит от температуры воздуха и высоты местности над уровнем моря.
Ветер – это горизонтальное движение воздуха в приземном слое, направленное из области высокого давления в область низкого давления.
Ветер возникает из-за разности в атмосферном давлении на разных участках поверхности Земли. Чем больше разница в атмосферном давлении над разными участками поверхности, тем сильнее ветер. Ветер имеет две главные характеристики: скорость и направление. Направление ветра определяют по той стороне горизонта, откуда дует ветер.
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля
Задание 1. Установите соответствие между ветром и его определением
Муссон | Сильный порывистый ветер в приморских районах, дующий преимущественно в холодное время года со склонов гор |
Фён | Тёплый ветер, спускающийся с гор в межгорные долины и предгорья |
Бора | Устойчивые ветры, меняющие своё направление два раза в год |
Бриз | Местные ветры, возникающие на берегах морей и крупных озёр |
Правильный вариант ответа:
Муссон | Устойчивые ветры, меняющие своё направление два раза в год |
Фён | Тёплый ветер, спускающийся с гор в межгорные долины и предгорья |
Бора | Сильный порывистый ветер в приморских районах, дующий преимущественно в холодное время года со склонов гор |
Бриз | Местные ветры, возникающие на берегах морей и крупных озёр |
Задание 2.
Заполните пропуски в тексте.
За счёт движения Земли ветры отклоняются от своего направления в северном полушарии ____________, а в южном – _________.
Варианты ответов:
Влево
Вправо
Назад
Вперед
Правильный вариант:
За счёт движения Земли ветры отклоняются от своего направления в северном полушарии влево, а в южном – вправо.
|
Сила ветра у земной поверхности по шкале Бофорта |
||||
| Баллы Бофорта | Словесное определение силы ветра | Скорость ветра, м/сек | Действие ветра | |
| на суше | на море | |||
| 0 | Штиль | 0-0,2 | Штиль. Дым поднимается вертикально |
Зеркально гладкое море |
| 1 | Тихий | 0,3-1,5 | Направление ветра заметно по относу дыма, но не по флюгеру | Рябь, пены на гребнях нет |
| 2 | Лёгкий | 1,6-3,3 | Движение ветра ощущается лицом, шелестят листья, приводится в движение флюгер | Короткие волны, гребни не опрокидываются и кажутся стекловидными |
| 3 | Слабый | 3,4-5,4 | Листья и тонкие ветви деревьев всё время колышутся, ветер развевает верхние флаги | Короткие, хорошо выраженные волны. Гребни, опрокидываясь, образуют стекловидную пену, изредка образуются маленькие белые барашки |
| 4 | Умеренный | 5,5-7,9 | Ветер поднимает пыль и бумажки, приводит в движение тонкие ветви деревьев | Волны удлинённые, белые барашки видны во многих местах |
| 5 | Свежий | 8,0-10,7 | Качаются тонкие стволы деревьев, на воде появляются волны с гребнями | Хорошо развитые в длину, но не очень крупные волны, повсюду видны белые барашки (в отдельных случаях образуются брызги) |
| 6 | Сильный | 10,8-13,8 | Качаются толстые сучья деревьев, гудят телеграфные провода | Начинают образовываться крупные волны. Белые пенистые гребни занимают значительные площади (вероятны брызги) |
| 7 | Крепкий | 13,9-17,1 | Качаются стволы деревьев, идти против ветра трудно | Волны громоздятся, гребни срываются, пена ложится полосами по ветру |
| 8 | Очень крепкий | 17,2-20,7 | Ветер ломает сучья деревьев, идти против ветра очень трудно | Умеренно высокие длинные волны. По краям гребней начинают взлетать брызги. Полосы пены ложатся рядами по направлению ветра |
| 9 | Шторм | 20,8-24,4 | Небольшие повреждения; ветер срывает дымовые колпаки и черепицу | Высокие волны. Пена широкими плотными полосами ложится по ветру. Гребни волн начинают опрокидываться и рассыпаться в брызги, которые ухудшают видимость |
| 10 | Сильный шторм | 24,5-28,4 | Значительные разрушения строений, деревья вырываются с корнем. На суше бывает редко | Очень высокие волны с длинными загибающимися вниз гребнями. Образующаяся пена выдувается ветром большими хлопьями в виде густых белых полос. Поверхность моря белая от пены. Сильный грохот волн подобен ударам. Видимость плохая |
| 11 | Жестокий шторм | 28,5-32,6 | Большие разрушения на значительном пространстве. На суше наблюдается очень редко | Исключительно высокие волны. Суда небольшого и среднего размера временами скрываются из вида. Море всё покрыто длинными белыми хлопьями пены, располагающимися по ветру. Края волн повсюду сдуваются в пену. Видимость плохая |
| 12 | Ураган | 32,7 и более | Воздух наполнен пеной и брызгами. Море всё покрыто полосами пены. Очень плохая видимость | |
Ветер
Ветры и их происхождение
Ветер — движение воздуха обычно в горизонтальном направлении относительно земной поверхности. Воздух движется из области высокого давления в область низкого давления. 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, к экватору, 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.
Климат восточных берегов Южной Америки, Африки, Австралии находится круглый год под влиянием пассатов, зарождающихся над океанами и приносящих обильные осадки в течение всего года. Северная Африка 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 Северной Африке самой большой пустыни мира — Сахары.
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.
Так как пояса атмосферного давления смещаются по временам года то к северу, то к югу, то области постоянных ветров также смещаются.
Переменные ветры (воздушные течения) — это муссоны (араб, мавсим — время года). Это ветры, которые меняют свое направление два раза в год: летом они дуют с моря на сушу, зимой — с суши на море. Причина изменения направления заключается в том, что зимой и летом над сушей и морем устанавливается разное давление, а ветер всегда дует из области высокого давления в область низкого давления. Летом материк нагревается сильнее (поскольку земля нагревается быстрее, чем вода). От материка нагревается воздух, он расширяется, становится легким и поднимается вверх, поэтому над землей устанавливается область низкого давления. Океан нагревается медленнее, над ним устанавливается область высокого давления, и ветер начинает дуть с океана на сушу. Он приносит не очень жаркий, но насыщенный влагой воздух, из которого выпадают осадки. Зимой материк остывает значительно быстрее, чем океан, и над ним устанавливается область высокого давления. Над океаном же формируется область низкого давления.
Зимний муссон дует с материка на океан и несет холодный, сухой воздух. Климат Дальнего Востока России находится в большой зависимости от муссонной циркуляции.
Постоянные и переменные ветры — воздушные течения — входят в общую систему атмосферной циркуляции.
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, рек, 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 водоем.
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 Адриатического моря. На Черном море бора приводит к обледенению прибрежных построек, к опрокидыванию судов.
Разновидностью боры является ветер сарма, название которого происходит от названия реки, впадающей в Байкал. Это ураганный ветер, налетающий внезапно и поднимающий крутые волны на озере. Возникает при переваливании арктического воздуха через хребты гор юга Сибири. 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, на Кавказе.
Самум (араб.) — знойный ветер в пустынях Аравийского полуострова и Северной Африки, несущий раскаленный песок и пыль. Возникает этот ветер при сильных прогревах Земли в циклонах. Шквал длится от 20 минут до 3 часов и иногда сопровождается грозой. При самуме температура воздуха повышается иногда до 50°С. Предвестником самума является медленное движение песков со звуком трения песчинок.
Сирокко (итал. sirocco — сильный). Это жаркий и сухой ветер в Северной Африке. В Италии это, как правило, теплый и влажный южный или юго-восточный ветер.
Суховей. Это жаркий или очень теплый ветер, отмечающийся в степях, полупустынях и пустынях. Суховеи вызывают засуху, порчу урожая зерновых и плодовых культур. Они дуют в Северном Казахстане, степях России и Украины. Защитой от суховея служат лесные полосы и мелиорация.
Разновидностью суховея является сильный ветер, переносящий на большие расстояния огромные массы частиц почвы или песка, называемый пыльной бурей.
Эти ветры наносят большой ущерб сельскому хозяйству, уничтожая плодородный слой почв. Пыльные бури порой резко ухудшают видимость.
11 фактов о ветре
1
Откуда берется ветер? Он возникает из-за неравномерного распределения атмосферного давления и всегда направлен от зоны высокого давления к зоне низкого давления.2
Скорость ветра у поверхности земли измеряют с помощью флюгера, а на высотах — специальным резиновым шаром, наполненным водородом.3
Преобладающие ветра и основные океанские течения тесно связаны между собой. Атмосфера приводит в движение океанские течения, а океан, в свою очередь, влияет на состояние воздуха над его поверхностью и на режим ветра. При этом скорость движения воды во много раз ниже скорости воздуха.4
12-балльную шкалу Бофорта, по которой принято оценивать скорость ветра, английский адмирал Фрэнсис Бофорт разработал в 1806 году.
Правда, в эпоху парусных кораблей скорость ветра еще не измеряли (эта возможность была добавлена в шкалу Бофорта в 1926 году), а лишь визуально оценивали воздействие ветра на суше или на море. Согласно шкале Бофорта, различают штиль (0 баллов), тихий ветер (1), легкий (2), слабый (3), умеренный (4), свежий (5), сильный (6), крепкий (7), очень крепкий (8), шторм (9), сильный шторм (10), жестокий шторм (11), ураган (12).5
Роза ветров в метеорологии и картографии – это совершенно разные вещи. Собственно,к ветру имеет отношение только «метеорологическая» роза ветров: так называют диаграмму, отображающую многолетние изменения направления и силы ветра в конкретной местности. А в картографии это картографическое обозначение основных географических азимутов сторон горизонта в виде звезды с количеством лучей, кратным четырем.
6
Ветер бывает не только горизонтальным, но и вертикальным (упорядоченное движение слоев или объемов воздуха по вертикали). Правда, сила вертикального ветра в сотни раз меньше горизонтального.
7
Во многих местах постоянным ветрам дают имена. Так, на Байкале известно более 30 ветров, каждый со своим характером. Самые известные ― Баргузин, Сарма, Култук.8
40–50 м/с — скорость, при которой ветер сбивает с ног человека. С такой же скоростью падают парашютисты до раскрытия парашюта.9
Рекорд скорости ветра на Земле на стандартной высоте 10 метров зарегистрирован 10 апреля 1996 года на австралийском острове Барроу во время циклона «Оливия». Порыв ветра тогда составил 113 м/с (408 км/ч). Самые сильные ветра (до 450 км/ч) дуют на высоте от 8 до 50 км над Землей.10
Сильные ветры наблюдаются и на других гигантских планетах Солнечной системы. Самая высокая скорость отмечена в атмосфере Нептуна: 670 м/с (2400 км/ч).11
1500 гигаватт — мощность типичного урагана. Для сравнения: объем всей производимой в мире электроэнергии оценивается в 2700 гигаватт, то есть мощность одного урагана составляет более половины мощности всех работающих в мире электростанций.
Почему дует ветер
Ветер — это воздух, находящийся в движении относительно земной поверхности; а движется он вследствие колебаний атмосферного давления. В противном случае ветра не было бы. Разница в давлении существует над регионами, где солнце неравномерно нагревает земную поверхность.
Над теплой поверхностью воздух также нагревается и увеличивается в объеме, соответственно давление его возрастает по сравнению с более прохладными областями.
Воздух можно представить в виде слоев между поверхностями с постоянным давлением (справа), причем самый плотный слой находится внизу. Когда воздух неизменен, его слои — ровные и плоские, как на этапе 1. Но если одна из областей (этап 2, желтый цвет) поглощает определенное количество тепла, то воздух расширяется, давление его увеличивается, и слои воздушного давления также расширяются и приобретают изгиб.
Затем воздух начинает перемещаться из области высокого давления в область низкого давления, отчего высоко над землей возникает ветер (этап 3).
Чем больше амплитуда колебаний температур — и, соответственно, давления — между двумя областями, тем сильнее дующий между ними ветер.
Неравномерное нагревание. Солнце нагревает точку В, отчего температура воздуха над ней повышается (справа). Воздух увеличивается в объеме и поднимается, а давление его возрастает.
Конвекция вызывает ветры
Давление воздуха увеличивается с возрастанием температуры. Поэтому, если масса теплого воздуха граничит с массой более холодного, то давление в этих двух массивах будет разным. Эта разница обуславливает конвекционные потоки (этапы 1—4), которые порождают ветер между двумя зонами.
Равновесие. Температура в точках А и В (слева) одинаковая, как и давление над ними. Следовательно, между этими точками нет ветра.
Созидающая сила. Разница в давлении воздуха над точками А и В порождает градиентную силу, которая перемещает воздух из областей высокого давления в области низкого давления.
Она же несет часть воздуха, находящегося над точкой В, к точке А, вызывая верхнеатмосферный ветер (красная стрелка) в этом же направлении.
Поверхностные ветры. Воздух, оказавшийся в точке А, заставляет давление расти, в то время как в точке В оно падает. Это порождает поверхностный ветер, стремящийся в направлении, противоположном верхнеатмосферному ветру. Нисходящий поток в А и восходящий поток в В завершают цикл.
Составляя метеорологические карты, ученые опираются на воображаемые атмосферные поверхности, которые называются поверхностями постоянного давления (изогнутые плоскости, сверху). В каждой точке этой поверхности давление неизменно. Когда воображаемая плоскость, параллельная Земле (красный контур), пересекается с поверхностью постоянного давления, метеорологи проводят линию — изобару — отделяющую области с разным давлением воздуха. Воздушная масса между изобарами (темно-синий сегмент) направляется градиентной силой (зеленая стрелка) в область более низкого давления.
Круговые изобары
В областях с разным давлением направление ветра определяется также и центробежной силой. В верхнем слое атмосферы градиентная сила давления, сила вращения и центробежная сила находятся в равновесии, если ветры дуют по часовой стрелке вокруг зоны высокого давления (крайнее слева, вверху) и против часовой стрелки вокруг зоны низкого давления (слева, вверху). Над поверхностью сила трения поворачивает ветер наружу-вверх (крайнее слева, внизу) и внутрь-вниз (слева, внизу).
Почему дует ветер? | NOAA SciJinks — Все о погоде
Краткий ответ:
Газы перемещаются из зон высокого давления в зоны низкого давления. И чем больше разница между давлениями, тем быстрее воздух будет двигаться от высокого к низкому давлению. Этот порыв воздуха — это ветер, который мы испытываем.
Ветер — это часть погоды, с которой мы сталкиваемся постоянно, но почему это происходит на самом деле? В один прекрасный день воздух будет неподвижен, а в следующий раз сильные порывы ветра могут повалить деревья.
Что здесь происходит?
Основная причина ветра немного удивительна. На самом деле это температура . В частности, разница в температуре в разных регионах.
Как из-за разницы температур дует ветер?
Газы, из которых состоит наша атмосфера, делают интересные вещи при изменении температуры. Когда газы нагреваются, атомы и молекулы движутся быстрее, расширяются и поднимаются. Вот почему пар, выходящий из кастрюли с кипящей водой, всегда идет вверх.Когда воздух холоднее, газы становятся медленнее и ближе друг к другу. Холодный воздух опускается.
Солнце нагревает воздух, но это происходит неравномерно. Поскольку солнце падает на разные части Земли под разными углами, и поскольку на Земле есть океаны, горы и другие особенности, некоторые места теплее других. Из-за этого мы получаем карманы теплого и холодного воздуха.
Разные температуры приводят к разному давлению
Поскольку газы ведут себя по-разному при разных температурах, это означает, что вы также получаете карманы с высокого давления и карманы с низким давлением .
В местах с высоким давлением газов в воздухе больше. В зонах низкого давления газы немного более разбросаны.
Вы могли подумать, что теплый воздух приведет к более высокому давлению, но на самом деле все наоборот. Поскольку теплый воздух поднимается вверх, он оставляет за собой область низкого давления позади себя .
А вот и ветер!
Теперь мы переходим к той части, где бывает ветер. Газы перемещаются из зон высокого давления в зоны низкого давления. И чем больше разница между давлениями, тем быстрее воздух будет двигаться от высокого к низкому давлению. Этот порыв воздуха — это ветер, который мы испытываем.
Но почему воздух вообще движется?
Вам может быть интересно, почему воздух вообще переходит с высокого давления на низкое. Это то, что происходит в природе постоянно: вещи всегда стараются уравновеситься. Он называется диффузный .
Это делают даже люди! Когда люди садятся в автобус, все ли они сначала садятся на одну сторону автобуса? Сидят ли незнакомцы рядом друг с другом, когда много открытых мест? Ни за что.
Люди хотят разойтись как можно шире.
В следующий раз, когда вы почувствуете дуновение ветра, подумайте, куда он идет, и какие температуры и давление заставляют его это делать.
Хотите узнать больше о ветре? Узнайте, как образуются ураганы и торнадо. А затем ознакомьтесь с симуляциями, в которых вы можете создать ураган и управлять торнадо.
Как работает ветер? | Sciencing
Воздух, перемещающийся между областями с разным давлением, называется ветром.Разница температур между регионами, являющаяся результатом изменений в солнечной энергии, получаемой на поверхности Земли, вызывает перепады давления, которые вызывают ветры. Вращение Земли влияет на направление ветра в так называемом эффекте Кориолиса. Разница в давлении проявляется на локальном и глобальном уровнях, вызывая переменные локальные ветры, а также постоянные глобальные воздушные потоки.
Разница давлений
Плотность воздуха обратно пропорциональна температуре.
Поэтому горячий воздух менее плотный и поднимается через более холодный воздух. Когда область на поверхности Земли нагревается солнцем, воздух над поверхностью нагревается, заставляя его подниматься. Движение воздуха вверх создает область низкого давления. Природа всегда стремится к равновесию, и поэтому воздух из окружающих областей с более высоким давлением течет в область с низким давлением, чтобы выровнять разницу давлений. Результат — ветер.
Эффект Кориолиса
Ветер не просто дует по прямой линии из областей высокого и низкого давления.Вместо этого он следует изогнутой траектории. Искривление ветра вызвано вращением Земли и называется эффектом Кориолиса. Французский инженер Гаспар Кориолис обнаружил и объяснил, что «путь любого объекта, приведенного в движение над вращающейся поверхностью, будет изгибаться по отношению к объектам на этой поверхности», согласно статье 2010 Universe Today. Эффект Кориолиса заставляет ветры изгибаться вправо в Северном полушарии и влево в Южном полушарии с точки зрения человека, стоящего на поверхности.
Местные ветры
••• NA / AbleStock.com / Getty Images
По данным Государственного университета Северной Каролины, количество солнечной энергии, поглощаемой поверхностью Земли, зависит от «широты местоположения, уклона и подстилающая поверхность (например, грязь нагревается быстрее, чем вода) ». На данной широте изменения в поглощении солнечной энергии вызывают колебания атмосферного давления и порождают местные ветры. Прибрежные бризы являются примером таких ветров.Днем земля нагревается быстрее, чем море, из-за чего на сушу дуют ветры. Ночью земля остывает быстрее, чем море, и картина меняется на противоположную.
Глобальные ветры: ячейка Хэдли
••• Hemera Technologies / Photos.com / Getty Images
Ячейка Хэдли — это схема циркуляции воздуха, которая возникает в тропиках и движет так называемыми пассатами. Экватор получает больше солнечной энергии, чем полюса. Горячий воздух на экваторе поднимается и течет к полюсам далеко над поверхностью Земли.
По мере продвижения к полюсам он охлаждается и в конечном итоге возвращается на поверхность Земли в субтропиках. Затем воздух движется по поверхности Земли обратно к зоне низкого давления, создаваемой восходящим потоком воздуха на экваторе. Возникающий в результате ветер отклоняется к западу из-за эффекта Кориолиса.
Покоящийся объект останется в покое, а объект в движении останется в движении (и будет двигаться с постоянной скоростью по прямая линия) до тех пор, пока к ней не приложена сила.
Сила, действующая на объект, равна его массе, умноженной на ускорение. произведено. Толчок — это простая форма силы, направление ускорения. зависит от направления приложенной силы. Когда мы обсуждаем силы нас интересует, насколько они сильны и в каком направлении они действовать.
Важные силы, действующие в атмосфере
I. Сила градиента давления — направлена от более высокого давления
в сторону более низкого давления под прямым углом к изобарам.
Контур
линии на диаграмме постоянного давления или изобарической диаграмме, сообщите нам
высота над уровнем моря, на которой можно получить заданное давление
чтение (т.э., изобарическая карта 500 мб). Холодный воздух наверху обычно
связанные с невысокой высотой. График приземного давления — около
на поверхности земли давление снижается примерно на 10 мб на каждые
Увеличение высоты на 100 метров.
II. Сила Кориолиса — описывает кажущуюся силу, которая происходит из-за вращения Земли.
- Действует направо в NH.
- Нуль на экваторе увеличивается к полюсам
- Ноль, если скорость равна нулю, увеличивается по мере увеличения скорости
- Величина зависит от вращения Земли, которое постоянный
Геострофический ветер — баланс между PGF и CF.в
нижнее давление в северном полушарии находится слева. Дуют ветры
против часовой стрелки вокруг системы низкого давления и по часовой стрелке вокруг
высокий в северном полушарии.
III. Трение. Трение всегда действует в противоположном направлении. к движению. Если движения нет, трение равно нулю. Величина зависит от типа поверхности. Трение невелико на замерзшее озеро и сильное в лесу.
Вблизи поверхности трение снижает скорость ветра, что снижает сила Кориолиса.Более слабая сила Кориолиса больше не уравновешивает сила градиента давления, и поэтому ветер дует через изобары в сторону более низкого давления. Таким образом, сила градиента давления уравновешивается трением и силой Кориолиса. В северном полушарии поверхность ветры дуют против часовой стрелки и становятся низкими, и выходят из высоко по часовой стрелке.
Ветер на карте погоды , направление — зубец; флаги обозначают скорость. Полный барб — 10 узлов, флаг — 50 узлов, 1/2 зубца — 5 узлов.Направление — это направление , от которого ветер дует .
Ветер, который дует вокруг изогнутых изобар, называется градиентом .
Ветер . Ветер меняет направление, поэтому он ускоряется.
Это ускорение называется центростремительным ускорением.
IV. Центростремительное ускорение направлено под прямым углом к ветру, к центру кривизны.
Циклострофический ветер — Баланс градиента давления Сила и центростремительная сила (ураганы у экватора).
DIVERGENCE — Распространение из воздуха
КОНВЕРГЕНЦИЯ — Скопление воздуха.
Я не могу переоценить важность расхождения и конвергенции
воздуха. Развивающиеся зимние бури отмечены на картах низким давлением.
на поверхности. Воздух движется, чтобы «восполнить низкое давление»,
это конвергенция. Путем сближения молекул воздуха над заданным
области, мы добавляем молекулы в нашу колонку, поэтому давление
должно увеличиваться. Так как же продолжается область низкого давления?
уменьшаться или «развиваться», «раскручиваться» или «углубляться»? Потому что расхождение
происходит над поверхностью низко.Дивергенция удаляет молекулы воздуха
из нашего столба воздуха, тем самым снижая давление на поверхности.
Таким образом, если дивергенция верхнего уровня удаляет молекулы быстрее
чем низкоуровневая сходимость, понижается поверхностное низкое давление.
Это снижает поверхностное давление, что увеличивает давление.
градиентная сила, которая увеличивает скорость ветра и вызывает
воздух быстрее устремляется к центру низкого давления.
Сначала давайте посмотрим, как выглядит конвергенция на карте погоды на поверхности:
А как насчет расхождения на поверхности?
Как определить расхождение наверху?
А как насчет конвергенции на высоте?
Вопросы для размышления.
Что было бы, если бы было расхождение на поверхности и расхождение? наверху?
Что такое эффект Кориолиса
[/ caption]
Эффект Кориолиса — один из тех терминов, которые вы слышите время от времени, но, кажется, никогда не получает полного объяснения, поэтому вы остаетесь задаваться вопросом: «Что такое эффект Кориолиса?» Эффект Кориолиса — это кажущаяся кривизна глобальных ветров.
, океанские течения и все остальное, что свободно движется по поверхности Земли.Искривление происходит из-за вращения Земли вокруг своей оси. Эффект был открыт французским инженером девятнадцатого века Гаспаром Кориолисом. Он использовал математические формулы, чтобы объяснить, что путь любого объекта, приведенного в движение над вращающейся поверхностью, будет изгибаться по отношению к объектам на этой поверхности.
Если бы не вращение Земли, глобальные ветры довали бы прямо с севера на юг. На самом деле происходит то, что глобальные ветры дуют по диагонали. Эффект Кориолиса влияет на направление ветра во всем мире следующим образом: в Северном полушарии он искривляет ветер вправо; в Южном полушарии он искривляет их влево.Исключение составляют системы низкого давления. В этих системах существует баланс между эффектом Кориолиса и силой градиента давления, и ветер течет в обратном направлении.
Кажется, что спутники следуют изогнутыми траекториями на картах мира, потому что Земля представляет собой сферу, а кратчайшее расстояние между двумя точками на сфере не является прямой линией.
Двумерные карты каким-то образом искажают трехмерную поверхность. Искажение увеличивается по мере приближения к полюсам. В северном полушарии орбита спутника с использованием кратчайшего возможного маршрута будет следовать по пути к северу от прямой от начала до конца, а затем повернуть обратно к экватору.Это происходит потому, что широты, которые проецируются как прямые горизонтальные линии на большинстве карт мира, на самом деле представляют собой круги на поверхности сферы, которые становятся меньше по мере приближения к полюсу. Это происходит просто потому, что Земля является сферой, и было бы так, если бы Земля не вращалась. Эффект Кориолиса, конечно, также присутствует, но его влияние на построенный путь намного меньше, но его важность возрастает при вычислении траектории или конечного пункта назначения. Эффект становится очень важным, когда нужно проложить траектории для ракет или артиллерийского огня.
Подводя итог «что такое эффект Кориолиса», это важная метеорологическая сила, которая используется для предсказания траектории шторма и объясняет, почему снаряд не поразит цель на большом расстоянии, если не учитывать вращение Земли.
Мы написали много статей об эффекте Кориолиса для Вселенной сегодня. Вот статья об урагане, а вот статья о вращении Земли.
Если вам нужна дополнительная информация об эффекте Кориолиса, ознакомьтесь с руководством НАСА по исследованию солнечной системы на Земле.А вот ссылка на Обсерваторию Земли НАСА.
Мы также записали серию Astronomy Cast, посвященную планете Земля. Послушайте, Эпизод 51: Земля.
Источники:
Орегонский университет
Википедия
НАСА
Как это:
Нравится Загрузка …
Эффект Кориолиса
В этом видео Пит использует поворотный стол и мяч для имитации действия силы Кориолиса. Мяч отклоняется по изогнутой траектории через вращающуюся поверхность, чтобы помочь вам визуализировать сгусток воздуха, движущийся над поверхностью Земли.Когда воздух пытается перейти от высокого к низкому давлению в атмосфере, сила Кориолиса отклоняет воздух так, чтобы он повторял контуры давления. В северном полушарии это означает, что воздух обдувается вокруг низкого давления против часовой стрелки и вокруг высокого давления — по часовой стрелке. Подумайте о человеке, стоящем на экваторе. В течение дня планета совершает один оборот, а это означает, что вы путешествуете по космосу на колоссальные 2π x R (радиус Земли — 6370 км) = 40 000 км — со скоростью около 1700 км / ч.Вы не замечаете, что путешествуете так быстро, потому что воздух вокруг вас движется с той же скоростью, поэтому ветра нет. С другой стороны, если вы стоите на полюсе, все, что вы делаете в течение дня, это разворачиваетесь на месте, у вас нет скорости в пространстве, и точно так же воздух вокруг вас неподвижен. движущийся, тропический воздух, который под действием градиента давления притягивается к полюсам. По мере того, как он движется к полюсу, он движется по земле, которая вращается медленнее, поэтому он догоняет землю и выглядит так, как будто движется с запада на восток.Точно так же медленно движущийся полярный воздух будет оставлен позади вращающейся Земли и будет выглядеть так, как будто он движется с востока на запад, если его вытянет к экватору разность давлений. Эффект Кориолиса. Когда воздух движется от высокого к низкому давлению, на него действует сила Кориолиса, отклоняя его, и в итоге мы получаем воздух, который следует контурам давления и обдувает низкое давление против часовой стрелки и вокруг высокого давления по часовой стрелке ( оба верны только для Северного полушария).Возле земли трение немного замедляет движение воздуха, так что на практике ветер действительно дует очень слабо к центру впадины. Рис. 1: Схематическое изображение обтекания зоны низкого давления. Сила градиента давления представлена синими стрелками. Сила Кориолиса, всегда перпендикулярная скорости, показана красными стрелками. © Версия SVG, Roland Geider (Ogre), оригинального PNG, (Cleontuni)На этой диаграмме черные стрелки показывают направление, в котором движется воздух.Сила Кориолиса тянет воздух вправо (красные стрелки). Поскольку воздух втягивается в депрессию градиентом давления (синие стрелки), он постоянно отклоняется силой Кориолиса. Когда воздух движется по кругу вокруг впадины, сила Кориолиса (красные стрелки) уравновешивается силой градиента давления (синие стрелки).
Таким образом, для Северного полушария:
- Низкое давление называется циклоном, и вокруг него дуют ветры против часовой стрелки.
- Высокое давление называется антициклоном, и вокруг него дует ветер по часовой стрелке.
- Ветер имеет тенденцию дуть по контурам давления. Для примера см. Веб-сайт BBC.
- Мы называем ветры по направлению, с которого они дуют.
- В законе Байса говорится, что «В Северном полушарии, если вы стоите спиной к ветру, тогда более низкое давление будет слева от вас».
- В качестве альтернативы, некоторые люди находят правило «правый тесный, левый расслабленный». полезное напоминание о направлении вращения — высокое давление похоже на затягивание винта (прямо-таки плотно), а низкое — как ослабление винта (левостороннее ослабление) (рис. 2).
А как насчет Южного полушария?
В Южном полушарии ветры дуют вокруг высокого давления против часовой стрелки и вокруг низкого давления по часовой стрелке.
Самый простой способ визуализировать, почему это так, — взять мяч (яблоко, апельсин или что-нибудь сферическое!).Отметьте полюса и экватор, а затем отметьте точку в «северном полушарии» и «южном полушарии» вашей сферы. Поверните вашу сферу. Удерживая его во вращении, наклоните вашу сферу так, чтобы вы смотрели на нее с Северного полюса — ваше северное полушарие должно вращаться против часовой стрелки. Теперь, убедившись, что вы продолжаете вращать свою сферу в том же направлении, наклоните ее так, чтобы вы смотрели на «южный полюс». Ваше пятно в южном полушарии должно вращаться по часовой стрелке.Эта демонстрация не объясняет эффект Кориолиса, но показывает, как вещи могут быть разными в двух полушариях одной и той же планеты.
Рисунок 3: Синоптическая карта / карта погоды на 24 января 2009 г. © Crown Copyright, Met Office Эта карта погоды, или синоптическая карта, датирована 24 января 2009 г. (Рисунок 3). Более бледные черные линии показывают изобары или изобары давления. Обычно они рисуются с интервалом 4 гПа (1 гектопаскаль равен 1 миллибар) — 1016, 1012 и т. Д.На диаграмме есть пять областей низкого давления, самое низкое давление в депрессии отмечено крестиком, и указано давление в этой точке (L 978). Аналогичным образом центр любых областей высокого давления отмечен крестиком и дано центральное значение, например, H993. Обратите внимание, что то, является ли давление высоким или низким, просто зависит от того, выше или ниже давление вокруг. Например, не существует простого правила, которое гласит: «Все, что превышает 1000 гПа, является высоким давлением». Значения давления в областях высокого и низкого давления летом обычно выше, чем зимой.Самое низкое давление, показанное на этой диаграмме (Рисунок 3), — это центр минимума недалеко от побережья Исландии (950 гПа), но контуры давления намного ближе друг к другу около минимума 963 гПа в Бискайском заливе, поэтому именно этот минимум вокруг него дуют более быстрые ветры.Лопасти ветряных турбин — Iberdrola
Что такое ветряная турбина и как она работает?
# НИОКР # ветровая энергия # возобновляемая энергия
Вы когда-нибудь задумывались, как башня ветряной турбины может выдерживать такой большой вес? Или почему все они ориентированы в одном направлении? Такова природа ветряных турбин, гигантов возобновляемой энергии.
Ветряная электростанция в Серра-ду-Бурго (Оренсе, Испания).
Путешествуя по дороге вдали от городов, вы наверняка наткнулись на ветряную электростанцию. Любопытно посмотреть, как ветряные турбины работают синхронно. Это похоже на наблюдение за футбольной командой, где все участники расположены стратегически и поворачиваются в одном направлении.
Это может показаться совпадением, но это не так: все детали операции регулируются хорошо изученными и четко определенными исследованиями.Узнай о них больше!
Как ветер преобразуется в энергию?
Почему чаще всего используются ветряные турбины с тремя лопастями?
На протяжении всей истории существовало множество типов турбин и машин, которые использовались для использования кинетической энергии, производимой ветром. Из всех них наиболее часто используемым и широко распространенным в наши дни — и также выбранным компанией Iberdrola — является тот, у которого три лезвия перемещаются относительно горизонтальной оси. Это наиболее эффективный вариант с технической точки зрения: меньшее количество лезвий приводит к лучшему балансу.
Почему они всегда смотрят в одном направлении?
Подобно полю подсолнухов, ветряные турбины всегда ориентированы в одном и том же направлении, так что вместо того, чтобы следовать за солнцем, они могут следовать за ветром и использовать его потенциальную энергию. Это достигается благодаря флюгеру, который у всех есть наверху гондолы. Этот флюгер показывает контроллеру, правильно ли установлен ротор против ветра.
Как ветер перемещает лопасти?
Иногда трудно представить, как лопасти ветряной турбины, нагруженные такими размерами и весом, могут перемещаться ветром с нормальными характеристиками.Причина в его форме, так называемом аэродинамическом профиле: Когда ветер дует перпендикулярно им, создается подъемная сила, которая вызывает движение.
Как башня выдерживает такой вес?
Башня ветряной турбины — это конструктивный элемент, на котором крепятся ротор и гондола. Более того, он поддерживает всю силу ветра. Ключ кроется в его конструкции и составе, так как он должен выдерживать вес до 15 взрослых слонов.
Вы знаете, как изготавливаются лопасти ветряной турбины?
СМОТРЕТЬ ИНФОГРАФИЮ: Вы знаете, как изготавливаются лопасти ветряной турбины? [PDF]
Узнайте об этапах производства лопастей
1. Изготовление балки: это внутренняя часть лопасти, состоящая из материалов, состоящих из стекловолокна и углерода, предварительно покрытых эпоксидной смолой. термостабильный полимер, который затвердевает при смешивании с катализатором.
2. Производство оболочек: покрывают балки, изготовлены из стеклопластика. Кроме того, они покрыты слоем краски, обеспечивающей защиту.
3. Сборка и отверждение: после получения двух оболочек следующим шагом является скрепление балки между двумя оболочками и их прохождение через печь для образования единой прочной и прочной конструкции.
4. Чистовая обработка: После того, как передняя и задняя кромки лопасти закончены, конструкция проходит новый осмотр перед перемещением лопасти на ветряную электростанцию назначения.
5. Транспортировка и установка: лопасти ветряной турбины — очень тяжелые, массивные конструкции. Лопасти морской ветряной электростанции Wikinger, например, имеют длину 67,5 метра. Требуются специализированные виды транспорта, способные погрузить эти конструкции и доставить их к месту назначения. В пункте назначения опытная бригада собирает лопасти и ротор на гондоле.
Скрыть информацию
Какие материалы используются?
Большинство лезвий изготовлено из полиэстера или эпоксидной смолы, армированной стекловолокном.Углеродное волокно или арамид (кевлар) также используется в качестве армирующего материала. В настоящее время исследуется возможное использование древесных смесей , таких как древесно-эпоксидная или древесно-волокнистая эпоксидная смола, .
Как проводится техническое обслуживание?
Существует два типа обслуживания: профилактическое и корректирующее. Первый состоит из периодических проверок для определения состояния лопастей и выявления любых повреждений. Эти проверки производятся с использованием различных методов — с земли, с помощью высокоточных телеобъективов, подъема на лопасти с помощью канатов, кранов или подъемных платформ и дистанционно, с помощью беспилотных летательных аппаратов.Между тем, корректирующее обслуживание включает ремонт или реконструкцию лопастей и гондол для исправления любых повреждений, которые появляются как на поверхности, так и внутри конструкции.
Как ремонтируют ножи?
Лопасти ветряных турбин могут иметь трещин, повреждений, вызванных ударами молнии и птиц или отверстиями в передней или задней кромке, среди других повреждений. Ремонтные работы выполняют рабочие на высоте, которые подвешиваются к лопастям на тросах или поднимаются к ним на подвесных платформах.В настоящее время изучаются альтернативные системы ремонта и очистки, такие как дроны, чтобы операторам не приходилось подниматься к турбинам.
Как решить, где установить ветряную электростанцию?
Чтобы проанализировать жизнеспособность проекта ветряной электростанции, необходимо провести оценку того, сколько ветряная электростанция будет производить в течение своего полезного срока службы. Для этого одними из основных критериев являются характеристики ветра, а также давление и температура воздуха. Кампания измерений позволяет преобразовывать данные, полученные с четырех или пяти метеорологических вышек, с учетом нескольких лет (2-3) и на разных высотах от 50 до 60 метров.
Supercomputing
Feds снова включили ветроэнергетику для виноградников, получив разрешение на переднюю горелку
Vineyard Wind, похоже, вернули себе место в начале разрешительной линии для морского ветроэнергетического проекта и снова на пути к тому, чтобы стать первой морской ветряной электростанцией в масштабах коммунального хозяйства Соединенные Штаты.
Федеральное бюро по управлению океанической энергией объявило в среду днем, что оно возобновит рассмотрение ветряной электростанции мощностью 800 мегаватт, запланированной в 15 милях к югу от Виноградника Марты, и «продолжит разработку Заключительного заявления о воздействии на окружающую среду», одного из последние шаги перед тем, как проект действительно может начаться.Это решение может помочь гарантировать, что Массачусетс начнет получать чистую электроэнергию от проекта к концу 2023 года.
«Мы очень рады, что BOEM решила продолжить процесс выдачи разрешений для нашего проекта Vineyard Wind 1», — представитель Vineyard Wind сказал. «Мы с нетерпением ждем сотрудничества с агентством, поскольку мы запускаем отрасль, которая создаст тысячи хорошо оплачиваемых рабочих мест, а также предпримет важные шаги по уменьшению воздействия изменения климата».
После череды задержек с выдачей разрешений, наложенных на проект администрацией Трампа, Vineyard Wind 7 декабря.1 объявила, что выводит свой проект из федерального обзора, чтобы завершить внутреннее исследование того, оправдывает ли решение об использовании определенного типа турбины внесение изменений в план строительства и эксплуатации. Администрация Трампа объявила федеральную экспертизу проекта «прекращенной».
Решение Vineyard Wind отозвать свой план из рассмотрения также означало, что окончательная судьба проекта не будет решена при Трампе, который часто выражал обеспокоенность по поводу ветроэнергетики и сдерживал проект, пока его администрация изучала влияние, которое растущая промышленность окажет на коммерческую деятельность. ловит рыбу.
Компания заявила на прошлой неделе, что ее внутренняя проверка показала, что никаких изменений в ее план строительства и эксплуатации не требуется и что «Федеральный процесс выдачи разрешений может быть завершен» BOEM. Компания заявила, что у нее не было никаких подробных обсуждений с администрацией Байдена о том, как будет обработан ее запрос на повторное представление плана строительства и эксплуатации.
Решение продолжить обзор Vineyard Wind с того места, где он стоял прямо перед тем, как компания отозвала свой план, похоже, было одним из первых заказов для Аманды Лефтон, которая была объявлена новым директором BOEM ранее в среду.Перед тем, как быть призванным в администрацию Байдена, Левон служил первым помощником губернатора Нью-Йорка Эндрю Куомо по вопросам энергетики и окружающей среды и ранее работал в The Nature Conservancy в Нью-Йорке.
«Морской ветер может помочь нашей стране в борьбе с изменением климата, повысить устойчивость за счет надежного электроснабжения и стимулировать экономическое развитие для создания хорошо оплачиваемых рабочих мест», — заявил Левон, объявив о намерении BOEM возобновить обзор Vineyard Wind. «BOEM стремится провести тщательную и своевременную проверку предлагаемого проекта.»
Предлагаемая ветряная электростанция была первым морским ветроэнергетическим проектом, выбранным коммунальными предприятиями Массачусетса при участии администрации Бейкера для выполнения части закона о чистой энергии 2016 года. Предполагается, что она будет производить более чистую электроэнергию для более чем 400 000 домов и предприятий в Массачусетсе. , создать не менее 3600 рабочих мест, сократить расходы для налогоплательщиков штата Массачусетс примерно на 1,4 миллиарда долларов и исключить 1,68 миллиона метрических тонн выбросов углекислого газа в год.
«Это означает, что мы на один шаг ближе к проекту Vineyard Wind, который действительно положила начало стремлению к созданию оффшорной ветроэнергетики и принесла обещание чистой, доступной энергии, рабочих мест и экономического развития, а также действий по борьбе с изменением климата жителям Массачусетса и всему региону в целом «, — сказала министр энергетики и окружающей среды Кэтлин Теохаридс. сказал.«Поэтому мы очень благодарны администрации Байдена за быстрое решение вернуть этот проект в очередь, и, как мы понимаем, он будет продолжен с того места, где остановился».
Теохаридес сказал, что объявление BOEM также является хорошей новостью для проекта Mayflower Wind мощностью 800 МВт, который, как ожидается, будет производить электроэнергию для Массачусетса и для будущих морских ветроэнергетических проектов. Поскольку проект Vineyard Wind находится дальше всего в процессе выдачи разрешений на федеральном уровне, он по сути создает прецедент для проектов, которые последуют за ним.
«Я думаю, что это очень хороший знак того, что администрация очень заинтересована в развитии морской ветроэнергетики из-за своих климатических преимуществ, своих рабочих мест, надежной и чистой энергии, которую он может обеспечить, и мы надеемся и с нетерпением ждем разрешения процесс прогнозируемый и эффективный », — сказал секретарь.
Этот предсказуемый и эффективный процесс выдачи разрешений будет ключевым в Массачусетсе, поскольку администрация Бейкера пытается направить штат на путь к нулевым выбросам парниковых газов к 2050 году.
Теохаридес сказал, что штату будет «очень сложно» достичь какой-либо цели по сокращению выбросов к 2030 году без разработки Vineyard Wind, Mayflower Wind и гидроэнергетического проекта Квебека, и что, по прогнозам, для достижения нуля к 2050 году потребуется около 15 гигаватт морской ветровой энергии в сети.