Почему дует ветер? Скорость, сила и направление ветра Почему дует теплый и холодный ветер.

Ветер . Такое привычное и обыденное явление. Каждый человек ощущает эту стихию до сотни раз за день. Но каждый ли понимает и может объяснить суть этого явления?

Согласно общепринятым определениям, ветер - это движение воздушных масс в горизонтальном направлении. Тут все просто и понятно. Более интересный вопрос: почему эти самые воздушные массы двигаются и что заставляет их это делать, проще говоря,

В глобальном масштабе на образование ветра влияют 3 тесно связанных фактора:

Разница в температуре между разными частями атмосферы и суши.
Разница в давлении между разными точками атмосферы.
Сила Кориолиоса - сила порождаемая вращением Земли вокруг своей оси.

Второй фактор (разница в давлении) является прямым последствием первого фактора - давление в разных точках атмосферы неодинаково, т.к. эти точки имеют разную температуру.

В теплых участках атмосферы воздух имеет меньший вес, поскольку его молекулы с ростом температуры дальше и дальше отталкиваются друг от друга - соответственно давление здесь низкое. В холодных местах происходят обратные процессы - молекулы воздуха стремятся максимально сблизиться друг с другом из-за чего воздух становится тяжелее и давление оказываемое им на атмосферу растет.

Так и возникает ветер - воздушные массы из зоны высокого давления движутся в зону низкого давления, как бы заполняя пустоты в атмосфере. Чтобы понять как и почему это происходит представьте себе такую картину: некоторый водоем поровну разделен плотиной, причем уровень воды с одной стороны составляет 40 метров, а с другой - 60 м. Если открыть шлюзы плотины, вода моментально выйдет из той части, где уровень воды выше (т.е. оттуда где выше давление) в другую, и будет поступать пока уровень воды в обеих частях не сравняется.

формирование урагана

Как уже говорилось, все 3 фактора влияют на образование ветра только в масштабе всей планеты. Так сила Кориолиоса причастна к формированию глобальных планетарных ветров - муссонов и пассатов, которые дуют на протяжении до 6 месяцев. А вот для локальных (местных) ветров достаточно присутствия лишь одного образующего фактора - разницы температур (в последствии - разницы давлений).

Ветры играют исключительную роль как для всей планеты, так и для человеческой цивилизации. Именно ветер когда-то разнес семена первых растений по всему свету. Ветры формировали рельефы, из одних земель они делали пустыни, а из других - плодородные "оазисы". Именно благодаря ветру человек смог быстро преодолевать большие расстояния по морю, что способствовало развитию торговли и наук, а также зарождению международных отношений. А уже завтра огромная и безграничная сила ветра может стать для человека основным источником энергии.

Элементарные вопросы чаще всего загоняют в тупик. Вроде бы понимаешь и знаешь, откуда берется ветер, но как это правильно сформулировать и красиво выразить мысль? А если спрашивает ребенок, ситуация значительно усложняется. Ведь у него еще толком не представлений об окружающем мире и познаний в области физики.

Откуда появляется ветер?

Чтобы объяснить что-то кому-то другому следует самому разобраться в вопросе. Хотя бы в упрощенном варианте:

Воздух на нашей планете прогревается не равномерно.
Разная температура может быть вызвана особенностями рельефа и изменчивой погодой.
С курса физики можно вспомнить, что более легкий нагретый воздух устремляется вверх.
Природа пустоты не потерпит, она нуждается в срочном замещении.
На место «ушедшего вверх» теплого воздуха приходят холодные массы из менее прогретого региона.
Холодный воздух движется горизонтально, вдоль земли.

Вот и выходит, что если перемещения теплого воздуха вверх мы не ощущаем, то поток холодного воздуха над землей не заметить сложно.

Конечно же, все немого сложнее, свою роль играют зону повышенного и пониженного давления , на формирование ветра и воздушных масс влияет даже солнечный ветер. Но если вдаваться в такие подробности, самостоятельно ничего понять не получится. А ведь еще кому-то «простым языком » это объяснить надо.

Что ответить ребенку на вопрос о ветре?

Конечно же, можно пойти по простому пути и использовать какую-то замену реальному описанию:

Так дышит земля и море, им ведь тоже надо дышать.
Ветер от того появляется, что Бог начинает сердито дышать.
Это так деревья листьями шелестят и воздух гоняют, чтобы общаться.

Но все это даже близко не отображает реальное положение дел, а местами даже подменяет причину и следствие.

Наверное, самое оптимальное объяснение: «Холодный воздух приходит в гости к теплому воздуху, оттого и дует ».

В это легко поверить, это не имеет никакого религиозного подтекста, если ребенок запомнит, то подрастя, он поймет, что родители действительно знали, как правильно и пытались ему объяснить в меру его развития.

Можно показать на элементарном примере - открыть дверь в подъезд и показать, что оттуда «тянет» холодный воздух. После объяснить, что в квартире тепло, а на лестничной площадке холодно. Оттого и образуется ветер и сквозняк, что холодный воздух идет туда, где теплее.

Любознательный малыш может поинтересоваться, куда же девается теплый воздух? Здесь уже или будьте честными до конца и пытайтесь объяснить, что он поднимается выше, или придумайте какую-то убедительную отговорку. Мол, остается там же, но замерзает из-за такого соседа.

Ветер - друг и враг человечества

На жизнь человека ветер влияет самым разным способом:

Положительное влияние	Негативное воздействие
Технология ветряных мельниц на протяжении столетий обеспечивала производство муки.	Ураганы на протяжении тысячелетий забрал множество жизней, люди гибнут от стихии даже в наше время.
Современные ветряки дают достаточно электроэнергии.	Сильный ветер может «выдувать» землю, снижая ее плодородность.
В жаркую погоду прохладный ветерок спасает от перегрева.	Сквозняк и плохая погода - одна из самых распространенных причин простуды.
Влияет на перемещение туч и выпадение осадков.	На море ветер может вызвать волнения целых пластов воды.

Человек во многом смог «приручить» первобытную стихию и научился использовать многие природные явления себе на благо. Но нет никаких эффективных способов и даже теоретических наработок, которые позволили бы победить ветер. Он всегда дует куда хочет. Даже , в этом плане, оказалась куда податливее, но может, уже через пару десятилетий, мы увидим первые воздушные плотины.

Осталось только понять, в чем будет смысл таких сооружений. Можно привести в качестве аргумента защиту от ураганов , но такой вариант грубого воздействия на атмосферу может привести к еще более плачевным последствиям.

Как объяснить ребенку, что такое ветер?

Кстати, малышу даже сложно объяснить, что такое ветер и откуда он берется. Лучше двигаться поэтапно, начиная с наиболее простого:

Ветер - движущийся воздух.
Воздух движется, потому что он по-разному нагрет и всегда стремится туда, где теплее.
Он может шелестеть листьями и даже гнуть деревья, потому что у него есть вес.
Если кто-то идет и у него есть вес, во время движения он будет перемещать все, на что наталкивается.
У воздуха слишком маленький вес, но его очень много и передвигается он сразу в большом количестве.
Мы просто не видим этого, поэтому сложно поверить, что все дело в массе.

Из-за надуманных объяснений у детей может сформироваться представление, что ветер это какое-то одушевленное существо , жестокое или справедливое, наделенное своей волей.

Все это может пугать ребенка или закладывать шаткий фундамент для получения новых знаний в дальнейшем. Именно поэтому лучше научить малыша читать лет в 5-6 и купить ему пару энциклопедий, которые будут способны дать ответ на большую часть вопросов. Но это еще не гарантирует родителям хоть минуту покоя.

На самом деле, лучше ценить тот непродолжительный отрезок, когда ребенок постоянно спрашивает «почему?» , ведь он пройдет и никогда больше не повторится. И возможности побыть для ребенка всезнающим мудрецом, способным ответить на любой вопрос, может больше и не представиться.

Как образовывается ветер?

Формирование ветра происходит за счет движения огромных воздушных масс.
Перемещение пластов воздуха объясняется разным уровнем прогрева атмосферы, перемещением по градиенту давления и влиянием солнечного ветра.
Холодный, ощущаемый нами воздух в виде ветра всегда перемещается как можно ближе к земле.
Чаще всего сильный ветер возле водоема, потому что над водой воздух всегда холоднее.
Грунт и даже асфальт нагреваются быстрее, чем вода. Это связано с химическими и физическими особенностями. Поэтому с моря и речки постоянно веет прохладой.

Опасен ветер в некоторых северных и приморских регионах. В той же тундре на пути холодного воздуха нет никаких естественных преград, поэтому он может развивать колоссальные скорости.

Те, кто живут недалеко от моря, знают, что такое штормовое предупреждение и прекрасно понимают, что в такую погоду на улице лучше не показываться.

Постарайтесь не запутаться в попытке объяснить ребенку, откуда берется ветер. Ведь доверие детей очень легко потерять, малыш может разубедиться во всесильности своих родителей.

Видео об источнике ветров

Бывает, выглянешь за окно, а там деревья машут ветвями. На самом деле не деревья машут ветвями, а ветер дует с такой силой, что ветви с листьями гнутся в разные стороны. Ветер может быть лёгким и тёплым, а может быть сильным и холодным. А во многих сказках его даже называет могучим. Откуда же в нём столько силы? Почему дует ветер?

Наверняка вы не раз чувствовали, как дует ветер. Огромные потоки воздуха передвигаются с места на место вокруг нашей планеты. А что такое воздух? Это смесь газов, частички которых свободно летают в пространстве. В воздухе нет никаких стенок или границ. Однако где-то он теплее, где-то прохладнее, где-то частичек больше, где-то меньше - но он стремится стать везде одинаковым. И это движение воздуха, его стремление перемешаться - и есть ветер.

Подойди к двери (например, ведущей на застеклённый балкон) и попробуй определить, куда дует ветер вверху дверного проёма (выше) и около пола (ниже). Для этого можно поставить две свечи, внизу и вверху, и посмотреть, куда отклоняется их пламя. Или взять тонкую салфетку или ватку и поднести к дверям. Куда она отклонится? Вверху воздух выходит из комнаты наружу. Это тёплый воздух. Он легче и, поднимаясь, выходит на улицу. А холодный воздух тяжелее и занимает освободившееся от теплого воздуха место. Именно так получается и ветер в природе.

Солнечные лучи в течение дня пронизывают воздушную оболочку Земли. Часть из них достигает поверхности - они нагревают почву, камни и скалы, воду морей и океанов. А те отдают это тепло окружающему воздуху, и воздушная оболочка, окутывающая нашу планету - атмосфера - нагревается. Именно из-за солнца ветра на нашей планете не могут утихнуть.

Но в течение дня суша нагревается быстрее и сильнее, чем море. Воздух, находящийся над землёй, поднимается вверх, а холодный ветер с моря занимает его место. Ночью наоборот - земля остывает, вода же остается тёплой. Тёплый воздух, находящийся над водой, поднимается вверх, и бриз уже дует с берега, занимая его.

То же самое происходит и в огромных масштабах на поверхности всей планеты. На Земле самым тёплым местом является экватор. Поэтому в этой полосе тёплый воздух постоянно поднимается вверх. Он направляется в сторону полюсов, на Север и Юг. Затем, на определенных широтах, он опускается вниз и продолжает своё движение, но уже в двух направлениях - к полюсам и обратно к экватору.

Ещё одна сила, действующая на поток воздуха - это вращение Земли. Из-за него все ветры в Северном полушарии сдвигаются вправо, в Южном полушарии - влево.

Если бы солнце, земля и океаны оставили воздух в покое, то через некоторое время он всюду стал бы одинаковой температуры и влажности, а ветры затихли бы навсегда.

Знаете ли вы, что…

Самое ветреное место в мире - это порт Мартин. Находится он в Антарктиде. Здесь расположен так называемый полюс ветров. В течение года в Антарктиде бывает 340 бурных дней со средней скоростью ветра около 20 метров в секунду.

История человека тесно связана с ветром : именно он приводил в движение парусные корабли, лопасти мельниц, которые преобразовывали его энергию в механическую.

Самый быстрый ветер рождается внутри воронки торнадо. Его скорость достигает 480 километров в час .

Перемещение воздуха над поверхностью Земли в горизонтальном направлении называется ветром. Ветер всегда дует из области высокого давления в область низкого.

Ветер характеризуется скоростью, силой и направлением .

Скорость и сила ветра

Скорость ветра измеряется в метрах в секунду или в баллах (один балл приблизительно равен 2 м/с). Скорость зависит от барического градиента: чем больше барический градиент, тем выше скорость ветра.

От скорости зависит сила ветра (табл. 1). Чем больше разность между соседними участками земной поверхности, тем сильнее ветер.

Таблица 1. Сила ветра у земной поверхности по шкале Бофорта (на стандартной высоте 10 м над открытой ровной поверхностью)

Баллы Бофорта	Словесное определение силы ветра	Скорость ветра, м/с	Действие ветра
Баллы Бофорта	Словесное определение силы ветра	Скорость ветра, м/с
			Штиль. Дым поднимается вертикально	Зеркально гладкое море
			Направление ветра заметно но относу дыма, но не по флюгеру	Рябь, пены на гребнях нет
			Движение ветра ощущается на лице, шелестят листья, приводится в движение флюгер	Короткие волны, гребни не опрокидываются и кажутся стекловидными

	Листья и тонкие ветви деревьев все время колышутся, ветер развевает верхние флаги	Короткие, хорошо выраженные волны. Гребни, опрокидываясь, образуют стекловидную пену, изредка образуются маленькие белые барашки
Умеренный	Ветер поднимает пыль и бумажки, приводит в движение тонкие ветви деревьев	Волны удлиненные, белые барашки видны во многих местах
	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)
	Качаются толстые ветви деревьев, гудят телеграфные провода	Начинают образовываться крупные волны. Белые пенистые гребни занимают значительные плошали (вероятны брызги)
	Качаются стволы деревьев, идти против ветра трудно	Волны громоздятся, гребни срываются, пена ложится полосами по ветру
Очень крепкий	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
	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

Сильный шторм		Значительные разрушения строений, деревья вырываются с корнем. На суше бывает редко	Очень высокие волны с длиннымизагибающимися 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
Жестокий шторм		Большие разрушения на значительном пространстве. На суше наблюдается очень редко	Исключительно высокие волны. Суда небольшого и среднего размера временами скрываются из вида. Море все покрыто длинными белыми хлопьями пены, располагающимися по ветру. Края волн повсюду сдуваются в пену. Видимость плохая
	32,7 и более		Воздух наполнен пеной и брызгами. Море все покрыто полосами пены. Очень плохая видимость

Шкала Бофорта — условная шкала для визуальной оценки силы (скорости) ветра в баллах по его действию на наземные предметы или по волнению на море. Была разработана английским адмиралом Ф. Бофортом в 1806 г. и сначала применялась только им самим. В 1874 г. Постоянный комитет Первого метеорологического конгресса принял шкалу Бофорта для использования в Международной синоптической практике. В последующие годы шкала менялась и уточнялась. Шкалой Бофорта широко пользуются в морской навигации.

Направление ветра

Направление ветра определяется по той стороне горизонта, с которой он дует, например, ветер, дующий с юга, — южный. Направление ветра зависит от распределения давления и от отклоняющего действия вращения Земли.

На климатической карте господствующие ветры показаны стрелками (рис. 1). Ветры, наблюдаемые у земной поверхности, очень разнообразны.

Вы уже знаете, что поверхность суши и воды нагревается по-разному. В летний день поверхность суши нагревается сильнее. От нагревания воздух над сушей расширяется и становится легче. Над водоемом в это время воздух холоднее и, следовательно, тяжелее. Если водоем сравнительно большой, в тихий жаркий летний день на берегу можно почувствовать легкий ветерок, дующий с воды, над которой выше, чем над сушей. Такой легкий ветерок называют дневным бризом (от франц. brise — легкий ветер) (рис. 2, а). Ночной бриз (рис. 2, б), наоборот, дует с суши, так как вода охлаждается гораздо медленнее и воздух над ней теплее. Бризы могут возникать и на опушке леса. Схема бризов представлена на рис. 3.

Рис. 1. Схема распределения господствующих ветров на земном шаре

Местные ветры могут возникать не только на побережье, но и в горах.

Фён — теплый и сухой ветер, дующий с гор в долину.

Бора — порывистый, холодный и сильный ветер, появляющийся, когда холодный воздух переваливает через невысокие хребты к теплому морю.

Муссон

Если бриз меняет направление два раза в сутки — днем и ночью, то сезонные ветры - муссоны — меняют свое направление два раза в год (рис. 4). Летом суша быстро прогревается, и давление воздуха над ее поверхностью надает. В это время более прохладный воздух начинает перемещаться на сушу. Зимой — все наоборот, поэтому муссон дует с суши на море. Со сменой зимнего муссона на летний происходит смена сухой малооблачной погоды на дождливую.

Действие муссонов сильно проявляется в восточных частях материков, где с ними соседствуют огромные пространства океанов, поэтому такие ветры часто приносят на материки обильные осадки.

Неодинаковый характер циркуляции атмосферы в разных районах земного шара определяет различия в причинах и характере муссонов. В результате различают внетропические и тропические муссоны.

Рис. 2. Бриз: а — дневной; б — ночной

Рис. 3. Схема бризов: а — днем; б — ночью

Рис. 4. Муссоны: а — летом; б — зимой

Внетропические муссоны — муссоны умеренных и полярных широт. Они образуются в результате сезонных колебаний давления над морем и сушей. Наиболее типичная зона их распространения — Дальний Восток, Северо-Восточный Китай, Корея, в меньшей степени — Япония и северо-восточное побережье Евразии.

Тропические муссоны — муссоны тропических широт. Они обусловлены сезонными различиями в нагревании и охлаждении Северного и Южного полушарий. В результате зоны давления смещаются по сезонам относительно экватора в то полушарие, в котором в данное время лето. Тропические муссоны наиболее типичны и устойчивы в северной части бассейна Индийского океана. Этому в немалой мере способствует сезонная смена режима атмосферного давления над Азиатским материком. С южноазиатскими муссонами связаны коренные особенности климата этого региона.

Образование тропических муссонов в других районах земного шара происходит менее характерно, когда более четко выражается один из них — зимний или летний муссон. Такие муссоны отмечаются в Тропической Африке, в северной Австралии и в приэкваториальных районах Южной Америки.

Постоянные ветры Земли - пассаты и западные ветры — зависят от положения поясов атмосферного давления. Так как в экваториальном поясе преобладает низкое давление, а близ 30° с. ш. и ю. ш. — высокое, у поверхности Земли в течение всего года ветры дуют от тридцатых широт к экватору. Это пассаты. Под влиянием вращения Земли вокруг оси пассаты отклоняются в Северном полушарии к западу и дуют с северо-востока на юго-запад, а в Южном они направлены с юго-востока на северо-запад.

От поясов высокого давления (25-30° с. ш. и ю. ш.) ветры дуют не только к экватору, но и в сторону полюсов, так как у 65° с. ш. и ю. ш. преобладает низкое давление. Однако вследствие вращения Земли они постепенно отклоняются к востоку и создают воздушные потоки, перемещающиеся с запада на восток. Поэтому в умеренных широтах преобладают западные ветры.