Что такое ветер с точки зрения физики. Как появляются ветры? Как дует ветер - современная версия

руководитель: Бабушкина Вера Владимировна

Автор: старшая группа Бабушкин Максим

МБДОУ детский сад № 10 «Золотой ключик»г. Кстово

Научно-исследовательская работа «Почему дует ветер?»

1. Введение
2. Общие сведения
3. Использование ветра человеком
4. Эксперимент
5. Список литературы

1.Введение.

Во время прогулки на улице у меня возник вопрос «Почему дует ветер?». Мама мне объяснила, что ветер – это воздух, который приходит в движение. Теплый воздух поднимается наверх, потому, что он легче холодного, а холодный опускается вниз. Это перемещение воздуха образует ветер. Солнце греет землю и от земли нагревается воздух, но на земле естьрастения, дома, вода – они нагреваются неодинаково, а значит воздух над ними разной температуры. Над полями, морями, лесами, жаркими пустынями всё время движется воздух. Вокруг всей земли воздухкружится, то сильнее, то слабее дует ветер. Мне стало интересно: «Почему дует ветер?». Поэтому я решил ответить на этот вопрос.

Проблема: почему дует ветер.

Объект исследования: ветер.

Цель: узнатьпочему дует ветер.

Задачи:

• подобрать и изучить литературу, в которой рассказывается о ветре, какого вида ветры бывают
• определить почему дует ветер
• путём эксперимента выяснить, как появляется ветер, что может усилить и ослабить ветер

Актуальность:

Значение ветра в нашей жизни трудно недооценить. При отсутствии перемещения воздушных масс, испаряющаяся с водных поверхностей под действием солнца вода, так бы и висела над водоемами в виде туч и облаков. Соответственно, ветер выполняет самую важную роль в круговороте воды в природе, тем самым поддерживая жизнь на земле.Также ветер издревле использовался человеком для улучшения жизни.

Гипотеза: ветер – это воздух, который приходит в движение.

Методы исследования:

• чтение литературы по данной теме
• проведение опытов
• наблюдение
• анализ полученных результатов

За время исследования вот, что я узнал:

2.Общие сведения.

В арсенале капризов погоды одно из главных мест, безусловно, отведено ветру. Он может быть теплым и ласковым, а может дуть с такой силой, что поток воздуха срывает крыши с домов и уносит домашнюю утварь.

Он приносит с собой дождь или наоборот, разгоняет зависшие над городом тучи, возвращая голубое небо и хорошую погоду . Он подчиняется только своим желаниям, непредсказуем и может оказаться как другом, так и врагом. Но что такое ветер на самом деле, как он возникает?

Что такое ветер?

Ветром называется перемещение воздушной массы из зоны высокого давления в зону пониженного давления. Как правило, эти перемещения направлены горизонтально.

Хотя существуют восходящие и нисходящие воздушные потоки, формирующие перепады давления атмосферы в разных частях планеты, их не принято называть ветрами. Помимо перепадов давления, на скорость и направление ветров оказывают некоторое влияние океанские течения, вращение Земли, рельеф местности и другие факторы.

Как появляются ветры?

В течение светового дня Солнце дарит поверхности Земли огромное количество тепловой энергии, нагревая сушу и толщу Мирового океана. Но этот нагрев крайне неравномерен и зависит от многих факторов.

Важнейшим из них является расстояние до Солнца: экваториальные области, за счет того, что ось вращения Земли располагается вертикально к ее орбите, оказываются немного ближе к светилу, и на их долю достается больше энергии, чем полюсам.

Суша прогревается в течение дня лучше, чем водное пространство, зато вода лучше удерживает тепловую энергию.

Все это приводит к тому, что атмосферный воздух, который нагревается в основном от поверхности планеты, в одних местах оказывается более теплым, чем в других. Нагретый воздух устремляется вверх, создавая разреженное пространство, на его место устремляется более холодный воздух из соседней зоны.

На формирование ветров большое влияние оказывают местные условия. В определенных частях планеты в результате такого влияния образуются специфические местные ветры. Они наряду с постоянными участвуют в воздушной циркуляции и во многом формируют климатические условия на определенных участках планеты. Иногда на формирование местных ветров влияет разница температуры у берегов водоемов, в гористой местности или на равнинах. 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:

Торнадо – интенсивный ветер, который наблюдается в основном над сушей Северной Америки, и образуется так же в результате взаимодействия холодных арктических масс воздуха с теплыми над Карибским морем. Этот ветер очень часто повторяется, носит шквалистый характер

Суховей – так же ветер, который связан с атмосферным давлением воздуха. Он дует в пустынных и полупустынных местностях, в степных зонах – например, в пустынях Казахстана. Суховей монотонно дует в течении нескольких суток, а так как температура воздуха высока, а влажность в такой местности низкая, то он очень сильно сушит почву и губительно действует на растительность.

Зефир – теплый влажный ветер. Он обычен для региона Средиземного моря, но характер его отличается от того, в какой части этой местности он дует. В восточном районе зефир часто приносит с собой ливни и наиболее интенсивен летом, тогда как в западной части это легкий, освежающий, приятный ветер.

Бриз – теплый ветер с меньшей локализацией, чем, например муссон или пассат. Бриз в основном дует в ночное время суток с берега на море, днем с моря на берег. Направление может менятся несколько раз за сутки.
Бора – представляет собой резкий ветер, отличающийся холодностью. Его локализация – горные цепи, с них он дует на долины. Ветер может развивать достаточно большую скорость (до 9 баллов) , но имеет непостоянную природу.

3.Использование ветра человеком.

Чтобы понять, как ветер помогает человеку, достаточно вспомнить, что сила ветра издревле используется человеком. Надувая паруса кораблей, ветер играл очень важную роль в изучении и освоении нашей планеты. Для использования силы ветра люди строили ветряные мельницы, чтобы перемалывать семена злаковых растений, далее употреблявшихся в пищу.

В настоящее время сила ветра используется через промежуточное преобразование ее в механическую энергию, для выработки электроэнергии. В труднодоступных районах, где отсутствуют линии электропередач, используются ветряные двигатели. Например, полярники для получения света и тепла используют именно силу ветра. Также ветер используется в авиации. Известно, что для создания дополнительной подъемной силы самолеты всегда взлетают против ветра. Также, используя попутный ветер, авиация экономит значительное количество топлива.

Важным фактором эрозии поверхности является именно ветер. При его помощи скальные породы планеты преобразуются в осадочные породы. Везде, где сейчас лежит песок, раньше были только горы. Формируя поверхность планеты, именно ветер привел ее к современному виду.

Отмечая, как ветер влияет на человека, следует вспомнить его главную роль в переносе на расстояния семян растений. Также, огромна роль ветра, как помощника в оплодотворении растений пыльцой. Принимая самое активное участие в жизни растений, ветер является главным фактором в жизни флоры планеты, которая является основным поставщиком энергии и строительных материалов. Трудно недооценить эстетическое значение ветра. Приятно ощущать в знойный летний день легкое освежающее прикосновение ветерка.

4.Эксперимент

Я решил путем эксперимента проверить, почему дует ветер.

1. Над свечкой держать змейку «Как получается ветер?»
2. Где теплее
3. Кораблики
4. Буря в стакане
5. Опыт с вертушкой

Когда я поместил змейку над свечой, она начала вращаться. Почему же она вращается? Потому что теплый воздух идет вверх и поднимает змейку.

Также я решил проверить где теплее над батареей, или под батареей. Сначала я подержал руку под батареей, там воздух прохладный.

Потом я подержал руку над батареей, там воздух теплый. Значит теплее вверху, потому что теплый воздух всегда поднимается вверх.

Я подул на кораблики и они поплыли. Они поплыли потому, что их толкает ветерок, который выдохнул я.
Я опустил соломинку в стакан воды и дул в неё, таким образом получилась буря в стакане воды.

Вертушка вертится потому, что ветер из фена ударяет в ее лопасти. Если дуть сильно она вертится быстро, если дуть тихо она вертится медленно.

5.Заключение

Из литературы я узнал, что ветер – это движение воздуха. Что теплый воздух поднимается наверх, потому, что он легче холодного, а холодный опускается вниз. Это перемещение воздуха образует ветер. Мне очень интересно было узнать какие виды ветров бывают: торнадо, бриз, бора, суховей, зефир. Еще я узнал, зачем человеку нужен ветер: ветры переносят семена многих растений; помогают работать мельницам, плыть парусникам. Так же я узнал о приборах, которые измеряют силу и направления ветра – анемометры.

После проведения экспериментов я выяснил, что:

• Теплый воздух поднимается на верх, холодный воздух опускается вниз
• Ветер толкает корабли
• Могут быть сильные и слабые ветры

Таким образом, проблема заинтересовавшая меня решена. Цель которую я для себя поставил выполнена.

Земля, как и многие другие небесные тела, окружена атмосферой – оболочкой из газов, которая удерживается вокруг планеты благодаря гравитации, или силе притяжения.


Отдельные молекулы газов, составляющих атмосферу, перемещаются в разных направлениях с различной скоростью. Земная атмосфера весит пять квадриллионов тонн, и давление воздуха в разных ее участках различно. Именно из-за разницы в атмосферном давлении и возникает такое природное явление, как ветер.

Температура воздуха и атмосферное давление

Отдельные участки воздуха в атмосфере имеют разную температуру. В теплых потоках молекулы движутся с высокой скоростью и быстрее разлетаются в разные стороны. именно по этой причине более разрежен, его вес снижается, а создаваемое им атмосферное давление уменьшается.

В участках атмосферы с более холодным воздухом происходит обратное явление: молекулы образуют скопления с высокой плотностью, вес таких участков увеличивается, соответственно, повышается и атмосферное давление.

Воздух всегда перемещается из области повышенного давления в область пониженного. Чтобы понять этот механизм, достаточно представить себе, как работает плотина: если открыть шлюзы между участками с высотой в 7 и 5 метров, то вода потечет туда, где ее уровень изначально был ниже, то есть на участок с меньшей высотой. И это движение продолжится, пока уровень на обоих участках не сравняется.

Аналогичным образом происходит и движение атмосферных масс, что, в свою очередь, и образует такое явление, как ветер.

Бризы, муссоны, пассаты

Представьте себе ясный погожий день у морского побережья. Солнце воздействует и на воду, и на берег, но быстрому нагреву воды мешает ее подвижность: верхние слои, более теплые, постоянно смешиваются с более прохладными нижними слоями. Это мешает воде нагреваться так же быстро, как нагревается берег.

Воздух над берегом оказывается более теплым, чем над морем. И этот теплый воздух довольно быстро расширяется, расстояние между молекулами внутри этой области увеличивается, а давление снижается. В итоге воздух с более высоким давлением (то есть воздух с моря) двигается туда, где давление ниже, то есть в сторону суши, и приносит на побережье прохладу.

Ночью же все происходит наоборот: вода остывает медленнее, чем суша, и ветер начинает дуть с земли на море, воздух над которым теплее, чем над берегом. Этот ветер называют бризом – дневным и ночным. Кстати, направление ветра в горах тоже меняется вместе со временем суток: днем ветер дует из долины в сторону гор, а ночью – с гор в долину.

Бриз меняет направление дважды в сутки. Есть ветры, которые меняют направление дважды в году – летом и зимой; эти ветры называют муссонами. Принцип смены направления аналогичен принципу, согласно которому образуется бриз: над прогретой летом сушей давление воздуха низкое, и прохладный воздух перемещается со стороны океана.


Зимой муссон дует с быстро остывающего берега в строну еще сохраняющей тепло воды. Смена муссонов влечет за собой и перемену погоды: вместо сухой и малооблачной она становится дождливой. Муссоны характерны для восточной части материковой суши – там, где берег соприкасается с широкой полосой океана.

Помимо переменных, Земля имеет и постоянные ветры – пассаты и западные ветры. На протяжении всего года возле поверхности Земли дуют ветры, направленные от 30-х широт с высоким давлением в сторону экватора, где давление ниже. Но, поскольку планета вращается вокруг своей оси, эти ветры словно закручиваются по спирали: в Северном полушарии – на юго-запад с северо-востока, в Южном – с юго-востока на северо-запад.

Западные ветры образуются из-за перемещения воздушных масс от 30-х широт к полюсам. Именно пассаты приносят сухой воздух в Сахару, а западные ветры – влажную и дождливую погоду со стороны Атлантики в Европу.

Скорость, сила и направление ветра

Ученые характеризуют ветры по их скорости и силе. Скорость измеряют в баллах или метрах в секунду (один балл – около двух метров в секунду). Сила ветра зависит от разницы в атмосферном давлении между разными областями: чем эта разница больше, тем мощнее ветер.

Для оценки силы ветра еще в XIX веке была разработана шкала Бофорта, с 1874 года принятая для использования в Международной синоптической практике. На протяжении десятилетий в шкалу вносили изменения и дополнения, и сегодня ветры оценивают по 12-балльной системе.

Например, отсутствие ветра, или штиль, соответствует 0 баллов. Слабый ветер оценивают в 3 балла, свежий – в 5, сильный – в 6 баллов. Ветер силой в 9 баллов – это уже шторм, а в 12 – ураган. Шкалой Бофорта сегодня активно пользуются, прежде всего, в морской навигации.

Любой ветер также характеризуют с точки зрения его направления. Определяется направление, в зависимости от стороны горизонта, с которой дует ветер: если с севера – то ветер северный, если с юга – то южный. Направление ветра зависит не только от разницы в атмосферном давлении, но и от вращения Земли вокруг своей оси.


Ветер – это крупные воздушные потоки, вместе с которыми перемещаются огромные массы молекул газов атмосферы. Эти потоки могут охватывать тысячи километров и облетать всю землю, а могут иметь местные, «локальные» масштабы, как описанные выше ветры у моря и у подножия гор.

Воздух только кажется нам невесомым; чтобы понять, что атмосфера действительно имеет плотность, достаточно выставить руку за окно движущегося автомобиля – вы сразу почувствуете, как вашу руку обтекает поток воздуха.

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

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

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

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

Как движутся воздушные массы

На протяжении дня поверхность нашей планеты неравномерно нагревается. Это касается не только предметов, которые находятся на расстоянии друг от друга, но и тех, которые расположены совсем рядом. Например, за один и тот же период времени вещи более тёмного цвета нагреваются (впитывают тепло) намного больше, чем светлые. То же самое можно сказать, сравнивая воду с сушей (последняя отражает меньшее количество солнечных лучей).

В свою очередь, нагретые предметы неравномерно передают тепло воздуху, который их окружает. Например, поскольку земля нагревается намного больше, чем вода, то днём воздух с земли поднимается вверх, а более холодный – с моря, идёт на его место. Ночью происходит обратный процесс – тогда как земля остыла, воды моря остаются тёплыми. Соответственно, тёплый воздух над морем, уходит вверх, а воздух с суши идёт на его место.

Более тёплый воздух поднимается вверх, где сталкивается с холодным. Это происходит потому, что нагретый воздух становится лёгким – и стремится вверх, а холодный наоборот, тяжелеет, и устремляется вниз. Чем большую разницу имеют температуры холодного и тёплого потока, тем сильнее обычно дул ветер. Таким образом, возникает не только лёгкий ветерок, но и небольшие вихри, ураганы и даже смерчи.

Сам воздух всюду стремится быть одинаковым. Когда образовывается некая неоднородность (в одном месте теплее, в другом холоднее, в третьем – частичек газов больше, в четвёртом – меньше), он горизонтально перемещается, пытаясь ликвидировать «неравенство».

Подобный процесс происходит по всей территории земного шара. Наиболее тёплое место на нашей планете – это экватор. Именно здесь нагретый тёплый воздух всё время уходит вверх, а оттуда направляется или к Северному, или Южному полюсам. После этого он на определённых широтах спускается снова на землю и начинает двигаться. Куда именно ветер дует – смотря по обстоятельствам. Может, дальше к полюсам, а может – возвращаться к экватору.

Вращение Земли

На потоки движения воздушных масс действует вращение нашей планеты. Именно из-за него все ветры, которые дуют в Северном полушарии, сдвигаются в правую, а в Южном – в левую стороны.

Атмосферное давление

Наш организм, даже не зная этого, всё время ощущает на себе давление воздуха – несмотря на то, что он кажется нам абсолютно невесомым. Согласно последним научным данным, вся атмосфера нашей Земли (иначе говоря, слой газов), состоящая преимущественно из азота и кислорода, весит пять квадриллионов тонн.

Атмосферное давление в разных местах Земли – разное. Молекулы газов стремятся возместить это, и постоянно на огромной скорости двигаются в разных направлениях (эти частицы из-за силы притяжения Земли полностью к ней привязаны, и улететь в космос никак не могут).

Вот так и получается, что ветер – это перемещение огромного количества молекул атмосферных газов в одном направлении. Воздушные массы обычно перетекают из зоны повышенного давления (когда воздух холодный – антициклон) в район пониженного (когда он тёплый – циклон), заполняя тем самым пустоты разреженного воздуха.

Классификация ветров

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Согласно определению, ветер – это горизонтально направленное движение воздушных масс (потоков) на небольшом расстоянии от поверхности земли. Тут все понятно. Более сложный вопрос: что приводит в движение эти воздушные массы, то есть, почему дует ветер?

Факторы, образующие ветер

В глобальном, то есть планетарном масштабе, ветер образуют три фактора, имеющие между собой тесную взаимосвязь:

1. Разница давления в различных точках атмосферы.
2. Температурная разница между различными частями суши и атмосферы.
3. Сила Кориолиса. Она порождается вращением нашей планеты вокруг собственной оси.

Первый фактор - это прямое следствие второго фактора. То есть, разное давление возникает в различных точках атмосферы, потому что эти точки имеют неодинаковую температуру. Теплый воздух имеет низкое давление из-за того, что его молекулы стараются максимально дальше оттолкнуться друг от друга. Молекулы холодного воздуха наоборот стремятся иметь между собой минимальное расстояние. Поэтому холодные воздушные массы оказывают большее давление на атмосферу.

Таким образом возникает ветер – воздушные потоки из области высокого давления перемещаются в область низкого давления. Идет выравнивание давления и заполнение атмосферных пустот. Это можно представить на примере 2-х прудов. У 1-го уровень воды выше, чем у 2-го. Если открыть шлюз, тогда вода из 1-го пруда будет поступать во 2-й до тех пор, пока их уровень не станет одинаковым.

Этим можно объяснить, почему ветер дует с моря на сушу летом, а зимой наоборот. Дело все в том, что летом воздух над морем более прохладный, чем над прогретой сушей. Зимой же морская вода остывает медленнее, чем земная поверхность. Поэтому воздушные массы над морями и океанами имеют в это время года более высокую температуру.

В планетарном масштабе, а не местном, можно сказать, что холодные воздушные массы перемещаются к экватору от полюсов. Эти потоки не равномерные, а турбулентные, то есть являются отдельными воздушными струями. Потому что каждый местный источник тепла по-разному влияет на погоду. Направление ветра в каждом районе Земли зависит от расположения суши, гор и водной поверхности. К тому же, в некоторых областях нашей планеты есть участки с постоянным высоким атмосферным давлением. Такие участки определяют направление ветров в данных областях и называются "антициклонами".

Разновидности ветров

• Муссон – сезонный устойчивый ветер, который вызван разницей температур воздушных масс над определенными районами планеты и меняющий свое направление в зависимости от времени года. Летние муссоны дуют с океанов на сушу, а зимние с суши на океаны.
• Пассаты – постоянное воздушное течение над океанами в тропиках, возникающее под действием силы вращения Земли вокруг своей оси (сила Кориолиса). Откуда дует ветер, возникающий под воздействием этой силы? Для Северного полушария характерно северо-восточное направление ветра, а для Южного – юго-восточное. В океанских просторах пассаты обусловили возникновение морских пассатных течений, на поверхности суши они способствовали образованию зоны тропических пустынь.
• Тайфун – одна из разновидностей тропического циклона, которая типична для юго-восточного побережья Тихого океана.

Ветру принадлежит огромная роль в развитии всей нашей планеты. Ветром разносится большинство семян. Он участвует в формировании рельефа планеты, делая из одних земель цветущие оазисы, а из других бесплодные пустыни. Благодаря ветру, человек научился преодолевать огромные водные пространства, что способствовало развитию науки и торговли.

Это нечто загадочное. Мы никогда его не видим, но мы всегда его чувствуем. Так почему же дует ветер? Узнайте в статье!

Ветер — это движение воздушных масс. Несмотря на то что мы не видим воздуха, мы знаем, что он состоит из молекул различных видов газов, в основном азота и кислорода. Ветер — это явление, при котором множество молекул движется в одном направлении.

Откуда же он берется? Ветер вызван различиями давления в атмосфере Земли: воздух из области с высоким давлением будет двигаться в сторону области с низким. Сильный ветер возникает, когда воздух перемещается между областями с огромными различиями в уровнях давления. Собственно, этот факт во многом объясняет, почему ветер дует с моря на сушу.

Образование ветра

Ветер — это движение воздуха у поверхности Земли. Он может быть нежным дуновением или сильным штормом. Самый сильный ветер случается во время явлений, называемых торнадо, циклонами и ураганами. Его вызывают изменения в температуре воздуха, суши и воды. Когда воздух двигается параллельно теплой поверхности, он нагревается и поднимается — это оставляет место для более прохладных масс. Воздух, «втекающий» в эти пустые пространства, — ветер. Его называют по направлению, из которого он исходит, а не по направлению, в котором он дует.

Бризы: береговые и морские

Береговые и морские бризы — это ветровые и погодные явления, характерные для прибрежных районов. Береговой бриз — это ветерок, дующий от суши к водоему. Морской бриз — это ветер, дующий с воды на землю. Почему дует ветер с моря и наоборот? Береговые и морские бризы возникают из-за существенной разницы температур наземной и водной поверхностей. Они могут простираться на глубину до 160 км или проявляться в виде локальных явлений, которые быстро ослабевают уже в первых нескольких километрах вдоль береговой линии.

С научной точки зрения...

Модели наземного и морского бриза могут сильно влиять на распределение тумана, вызывать накопление или рассеивание загрязнений по внутренним районам. Текущие исследования принципов циркуляции наземного и морского бриза также включают в себя попытки моделирования схем движения ветра, ведь это влияет на потребности в энергии (например, требования к нагреву и охлаждению) в пострадавших районах. Ветер также оказывает воздействие на зависящие от погодных условий операции (например, с воздушным судном).

Поскольку вода имеет гораздо более высокую теплоемкость, чем пески или другие материалы земной коры, при определенном количестве солнечного облучения (инсоляции) ее температура будет расти медленнее, чем на суше. Независимо от температурной шкалы, в дневное время температура суши может колебаться в пределах десятков градусов, в то время как у воды изменяется менее чем на половину градуса. И наоборот, высокая теплоемкость предотвращает быстрые изменения температуры жидкости ночью, и, таким образом, в то время как температура суши может упасть на десятки градусов, у воды она остается относительно стабильной. Кроме того, более низкая теплоемкость материалов земной коры часто позволяет им остывать быстрее моря.

Физика моря и суши

Итак, почему дует сильный ветер? Воздух над соответствующими поверхностями земли и воды нагревается или охлаждается в зависимости от проводимости этих поверхностей. В течение дня более высокая температура земли приводит к возникновению более теплых и, следовательно, менее плотных и более легких воздушных масс над побережьем по сравнению с такими, прилегающими к поверхности воды. По мере того как теплый воздух поднимается (явление конвекции), более холодный воздух движется по направлению к пустотам. Вот почему дует ветер с моря, и в течение дня обычно бывает прохладный морской бриз, идущий от океана к берегу.

В зависимости от разницы температур и количества поднятого воздуха, морской бриз может иметь иметь порывы со скоростью от 17 до 25 км в час. Чем больше разница температур между сушей и морем, тем сильнее ветер земли и морской бриз.

Почему дует ветер с моря

После захода солнца воздушная масса над прибрежной землей быстро теряет тепло, в то время как над водой она обычно не слишком отличается от ее дневной температуры. Когда воздушная масса над землей становится прохладней, чем воздушная масса над водой, наземный ветер начинает дуть от земли до моря.

Возбуждение теплого влажного воздуха из океана часто приводит к возникновению над береговой линией дневных облаков. Кроме этого, нередко движение воздушных масс и морские бризы используются туристами для полетов на дельтапланах. Несмотря на то что наземные и морские бризы преобладают на морском побережье, они также часто регистрируются вблизи крупных водоемов. Береговые и морские бризы приводят к повышению уровня влажности, возникновению осадков и умеренным температурам в прибрежных районах.

Объяснение для детей: почему дует ветер

Морские бризы чаще всего наблюдаются в жаркие летние дни из-за неравных скоростей нагрева земли и воды. В течение дня поверхность суши нагревается быстрее поверхности моря. Поэтому часть атмосферы над землей теплее, чем над океаном.

Теперь вспомним, что теплый воздух легче, чем более холодный. В результате он поднимается. В результате этого процесса более прохладный воздух над океаном занимает место у поверхности земли, чтобы заменить восходящие теплые массы.

Тем не менее стоит знать о том, что ветер формируется не только в результате различий в температуре. Глобальные движения атмосферы возникают в результате вращения Земли. Эти ветры группируют пассаты и муссоны. Пассаты происходят вблизи экватора и двигаются либо с севера, либо с юга к экватору. В средних широтах Земли, между 35 и 65 градусами, преобладают западные ветры. Они дуют с запада на восток, а также в сторону полюсов. Полярные ветры дуют вблизи северных и южных полюсов. Они движутся с полюсов на восток или на запад соответственно.

Наш мир полон загадок и интересных вещей. Разгадать их — задача человечества. Впереди нас ждут еще большие открытия, а пока мы уже точно знаем ответ на вопрос о том, как и почему дует ветер, а также какими факторами обусловлено его образование. Это дает возможность прогнозировать изменения погодных условий.