Из за чего появляется ветер. Что такое реактивные потоки

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.

- Откуда берется ветер?

Деревья качаются, вот и ветер!

А кто деревья качает?

Как кто? Бог!

Это примерный пересказ отрывка из детских вопросов и ответов Викентия Вересаева. И ведь нельзя отрицать, что объяснение вполне разумное. Хотя и недостаточно точное. Так откуда берется ветер?

Для начала – что есть ветер? Это перемещение воздушных масс по поверхности планеты. Более обширный вопрос – под воздействием каких факторов происходит это перемещение? Первый и главный фактор – это разница атмосферного давления на соседствующих участках надземной поверхности. Из областей высокого давления в области низкого давления естественным путем устремляется воздушная масса. От величины перепада давления зависит интенсивность ветра – от дуновения до урагана.

Из области тех же детских вопросов: как в маленькую форточку за короткое время входит столько свежего воздуха, что он практически замещает собой всю предыдущую атмосферу помещения? Да просто происходит интенсивное перемещение воздуха из области высокого давления в область низкого, таким образом, создается все тот же ветер в миниатюре.

Зарождение ветра лучше всего иллюстрировать примером с вечными морскими бризами. Чем объяснить постоянные потоки воздуха с моря к суше? В течение дня суша нагревается гораздо сильнее, чем вечно движущаяся морская поверхность. Теплый воздух непрерывно поднимается с земли вверх, а на смену ему с моря в направлении берега идет поток более холодного воздуха. К ночи картина меняется. С заходом солнца воздух над землей становится прохладным, а над морем еще сохраняется тепло, и теперь уже с берега к морю дует ветер.

Это же объяснение и тому, почему всегда ветрено в горах. Теплый низинный воздух постоянно перемещается вверх, встречаясь с холодным воздухом больших высот. Чем теплее внизу и холоднее на вершине, тем интенсивнее воздушные потоки. В горах этот процесс усиливается не только разностью температур, но и чрезвычайно сильным различием атмосферного давления.

Казалось бы, понятнее некуда. Но это еще не все. Можно до бесконечности рассуждать на темы: почему ветер бывает южным и северным, западным и восточным? Из каких соображений ему присваиваются странные и даже романтичные имена: сирокко, пассат, вест? Чтобы ответить на эти, совсем не детские, вопросы, нужно рассматривать тему не в масштабе определенного участка земли и суши, а в масштабах всего земного шара. Самые жаркие экваториальные широты являются неиссякающим источником теплого воздуха, массы которого постоянно поднимаются над поверхностью планеты и устремляются равномерно на север и юг. В районе широт со странным названием «конские» воздушные слои устремляются вниз, и далее движутся целенаправленно к южному и северному полюсам и обратно к экватору. Вращение Земли вносит свои коррективы, и, помимо чисто северных и южных ветров, планету опоясывают своими потоками пассаты – экваториальные ветры, и весты – ветры с полюсов. А все прочие названия получают свое определение уже в масштабах географических объектов, например, знойных пустынь.

Это все по науке. А как хочется верить в магическую силу ветра, который «могуч, ты гоняешь стаи туч… Не видал ли где на свете ты царевны молодой?..» Ведь он, ветер – полноправный герой сказок и преданий, легенд и песен, суеверий и страхов. Видно, и вправду ветер – посланник Бога, пробуждаемый качающимися деревьями. Уж очень красивый образ.

Вячеслав Федорков

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

Скачать:

Предварительный просмотр:

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

Подписи к слайдам:

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

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

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

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

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

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

Формирование ветра в городе. Опыт 3, таблица

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

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

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

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

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

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

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

В других частях земного шара также существуют свои «доминирующие ветры».

Ветры ниоткуда не берутся, причина их появления — в различной степени нагревания поверхности Земли в разных ее регионах.

Что такое буря?

Человек превратился в могущественное создание, способное укрощать грозные силы, однако и у него пробуждается ужас, когда он становится свидетелем бури! Что такое буря?

Все, что происходит в природе и по характеру является грозным, жестоким, можно считать бурей. В море буря может быть в виде сильного ветра или шторма. На суше буря — это сильные дожди, гроза, сильные ветры.

На широте Соединенных Штатов буря может охватывать территорию площадью более сотни квадратных километров. Образуются вращающиеся потоки воздуха вокруг участков с низким давлением.

Подобные бури зарождаются там, где холодные массы арктического воздуха, движущиеся на юг, встречают теплый влажный воздух, направляющийся на север из тропиков. В каком-то месте большие потоки теплого воздуха вклиниваются в холодный воздух. Вершина этого потока создает зону пониженного давления, куда направляются ветры и вокруг которой образуется буря.

При соприкосновении происходит незначительное соединение теплого и холодного воздуха. Более легкий теплый воздух поднимается над холодным, охлаждается, сгущается. Образуются облака, и в результате выпадает дождь или снег.

В Северном полушарии из-за вращения Земли движение воздуха смещается вправо, поэтому в вихрях потоки воздуха движутся по часовой стрелке. Это напоминает смерч огромного размера. Тайфуны и ураганы к северу от экватора наиболее часты в конце лета или осенью, зарождаясь над теплыми тропическими водами. Они движутся в западном и северо-западном направлении, постепенно отклоняясь вправо. Торнадо — это очень сильный вихрь. Его предвестником является появление облака в виде воронки, а также грозовых туч. Основание такой воронки достигает всего лишь сотни метров в диаметре, но она разрушает все, что встречается на пути. Разрушающей мощью обладают огромная сила ветра и сильное падение давления. Рушатся стены домов, разрушаются здания! Торнадо несут такие разрушения, что в тех районах, где они наиболее часты, жители строят специальные укрытия, где прячутся при приближении торнадо.

Ветер - это поток воздуха, перемещающийся в природе горизонтально относительно земли. Мы его не видим, но если встать лицом к ветру, то мы чувствуем приятное прикосновение, не сравнимое ни с чем. Ветер может быть: теплым, холодным, порывистым, ураганным, морозным, сильным, слабым. Он может быть везде, не зависимо город это или село, реки или горы, моря или океаны.

Образуется ветер из-за того, что некоторые участки земли прогреваются неравномерно, образуя тем самым теплый или холодный воздух. Дует ветер из области высокого давления в низкое, т.е. полюса земли это область высокого давления, а экватор, полюс низкого давления. С южного направления земли ветер дует налево, с северного направо, происходит это из-за вращения земли. Антициклон создается при столкновении плотных слоев воздуха с менее плотными слоями, и двигаются они медленнее.

Есть ветра муссоны и есть ветра пассаты, это два главных циркулирующих потока над нашей планетой.

Пассаты дуют от тропиков, т.к. они формируются в области высокого давления и движутся к экватору, который находится в области низкого давления. И когда земля вращается, то эти образовавшиеся ветра начинают дуть в южном направлении. Страны, которые больше всего находятся под влиянием ветров пассатов это Южная Америка, Австралия, ветра, которые образуются там над океанами, приносят дожди практически круглый год. В Северную Африку ветра дуют из центра Азии, поэтому они всегда жаркие и сухие. Таким образом, по направлению ветра можно понять, откуда взялась знаменитая пустыня Сахара. И ветра, которые дуют оттуда всегда сухие, не приносящие влагу.

Муссоны - это переменчивые ветра. Они дуют в определенное время года, отсюда и получили свое название (с араб мавсим - время года). Летом муссоны дуют с моря на сушу, зимой наоборот происходит это из-за того, что на материке в теплое время года воздух быстро нагревается, расширяется и поднимается, образуя область низкого давления. А в это время над океаном воздух прогревается медленнее, тем самым получается, что ветер начинает дуть на сушу, принося влажный воздух и дожди. Зимой все происходит наоборот, океан остывает медленнее, на нем образуется область низкого давления, которая встречается с областью высокого давления идущего с материка, поэтому муссон, который приходит с океана будет холодный и сухой.

Бора - это сильный, резкий, шквалистый ветер, который даже при низкой температуре движется с сильной скоростью. В основном этот ветер приходит с вершин гор и спускается ближе к водоемам, озерам, морям и может продержаться несколько дней. Собственно из-за того, что горы разделяют местности и образуется ветер бора, разница между температурой ветра и температурой образующейся над водоемом заставляет ветер двигаться еще сильнее. Нередко по вине этих ветров происходят кораблекрушения.

Фён - это вид ветров немного схож с ветром бора. Фен также движется с гор на побережье при его достаточной высокой скорости это теплый, легкий ветерок. Чаще всего такой ветер преобладает в горных местностях, и благодаря дуновению фена тают снега, сходят лавины, происходит высокой испарение влаги.

Бриз - это ветер, дующий со стороны водоемов озер, морей. Его направление напрямую зависит от температурных перепадов, поэтому он может циркулировать и менять свое направление несколько раз в день. В основном дневной бриз движется со стороны водоема на сушу, ночью, наоборот, с остывшего побережья в сторону воды.

Торнадо - иными словами это смерч. Из-за сильной разницы атмосферного давления образуется воронка. Образуется воронка под кучевыми дождевыми облаками и спускается до самой земли. Движется торнадо с огромной силой и скоростью, втягивая и разрушая все на своем пути. Так же при движении можно услышать сильный гул и рев. Мощность этого ветра настолько сильная, что он с легкостью поднимает в небо машины, дома, и тяжелые предметы.

Суховей - это жаркий ветер, дует чаще всего в равнинных, степных и пустынных зонах. Продолжаться он может несколько дней и из-за сильно высокой температуры при низкой влажности местности, он сушит воздух, пересушивает почву, что плохо сказывается на плодородности земли. А при длительных суховеях и вовсе наступает засуха.

Зефир - приятный, теплый, легкий ветерок приносящий влагу и получивший свое название от древнегреческого бога Зефира, который дул на территории Средиземноморья. Наблюдается этот ветер чаще всего летом, и он может быть как теплым и легким, так и прохладным приносящим ливневые дожди.

Ветер, слово, которое подразумевает в себе так много - это и ласковое дуновение, которое мы видим и чувствуем теплым летним днем и разрушительные ураганы, которые срывают и сметают все, что встречают на своем пути.