Назови что такое ветер с точки зрения физики
Природа ветра Исследования
Мы сталкиваемся с этим явлением природы каждый день, и особенно желанной эта встреча становится в летнюю жару. Но в действительности мы не задумываемся над тем, какова его истинная природа. Что известно о ветре, и каким он бывает? Об этом мы расскажем в настоящей статье.
Ветер с точки зрения физики и метеорологии
Наука описывает земной ветер, как поток воздуха, который, как правило, движется горизонтально земле. Однако ветер есть и на других планетах, а самый сильный дует на далеком Сатурне и Нептуне. В «Земной» терминологии различают два вида ветра:
Обычно именно с этой терминологией мы сталкиваемся, когда слышим сводки гидрометцентра. Порыв ветра представляет собой краткое дуновение, обычно не превышающее по длительности нескольких секунд. Шквал – это дуновения воздуха большей продолжительности, средние по силе.
Различают также муссоны и пассаты. Первые – это периодически возникающие ветра с большим количеством влаги. Обычно муссоны можно наблюдать в тропиках. Они тянут за собой значительное количество атмосферных осадков и считаются сезонным явлением. Например, в Индии наступает сезон дождей.
А вот пассаты отличаются наибольшим постоянством и силой в три-четыре балла. Они редко меняют направление, и именно они переносят песок на большие расстояния. Известно, что тот самый песок, который мы топчем ногами, еще какое-то время тому назад был частью Аравийской пустыни или какого-нибудь другого отдаленного места.
Разновидности ветров
Различают также ветры по их силе, степени влажности воздуха и продолжительности. Речь идет о следующей классификации:
Бриз, как правило, вызывает в сознании поэтические образы, он неизменно связан с приятным дуновением у берега моря. Собственно, различается бриз континентальный и морской. Это приятный теплый поток воздуха, несущий приятную прохладу. Интересно, что бриз не возможен в ночное время суток, однако при обратном перепаде давления поток воздуха несется обратно, от суши к морю, и возникает континентальный бриз.
Бора – это суровый и холодный ветер, несущийся с гор в долину. Как правило, это резкое передвижение потоков воздуха.
Фён также дует с гор, однако его отличает сухость и довольно высокая температура.
Сирокко – это ветер, который зарождается в пустыне Сахаре, это сильное дуновение воздуха с юга или юго-западного направления.
Древнегреческие и римские названия ветров
Для древних греков ветер был живой личностью. С ветрами связано много самых разных преданий, одно из которых гласит, что поток воздуха оплодотворил кобылу. В общей сложности, в мифологии эллинов насчитывается до 17-ти различных ветров, некоторые из которых так или иначе были персонифицированы или же обладали особыми свойствами.
Широко употребляемое в настоящее время слово «аура» на самом деле, у древних греков и позднее – римлян означало название легких ветерков. Это были персонифицированные существа, которых можно было встретить в изобразительном искусстве. Созвучное слово «авра» означало легкий ветерок и буквально переводилось как «струйка».
Причины возникновения ветра
Основным источником ветров является Солнце. Весь фокус в неравномерном нагревании различных участков земной поверхности, потому что в одни части Земли поступает большее количество солнечных лучей, в другие – меньшее. Объем воздуха напрямую связан с его температурой, а оба этих фактора, в свою очередь, формируют давление. Явление ветра как бы стремится уравновесить температурные показатели, поэтому потоки воздушных масс стремятся перенестись из более прогретых участков к менее прогретым.
Шторм и ураган
Что касается урагана, то первое описание данного явления принадлежит Колумбу и датируется 1495. Речь шла о тропическом явлении. А само название пришло в обиход благодаря верованиям индейцев Карибского бассейна, в пантеон которых входил ужасающий бог Хурикана. Стоит отметить, что такое название было получено не спроста, ведь для тропиков ураган является наибольшей катастрофой, уносящей жизни огромного количества людей.
Ураган формируется из движущихся воздушных масс на высоте до 15-ти километров над уровнем моря. Ураган может длиться до нескольких дней. Другие названия данного явления – циклон или тайфун. К слову, «тайфун» происходит от имени древнегреческого бога Тифона, который был тождественен древнеегипетскому Сету, богу пустынь и разрушений.
Смерч, или торнадо
Данное природное явление выглядит как огромный рукав из облаков, простирающийся на большие расстояния от неба до земли, в диаметре могущий превысить даже сотни метров. Различают смерч в условиях суши и на море. Скорость вращения воздуха в образующейся воронке может колебаться, по некоторым оценкам, от 18-ти до 1300 километров в час. Смерч порождает облако, которое движется вместе с вихрем. Разрушительную силу смерча, радиус которого равняется одному километру, а скорость движения – 70 километрам в час, сравнивают с разрушительной энергией эталонной атомной бомбы.
Тело смерча состоит из каскада, футляра и материнского облака. При этом, наблюдается как обломки различных сооружений или деревьев поднимаются вверх воздушными потоками, а затем стремительно падают вниз под собственной тяжестью. Существуют разновидности смерчей, которые практически невозможно увидеть даже опытному глазу, так как они скрыты стеной дождя. Вращение при этом будет различным, в зависимости от того, ближе к Северному или Южному полюсу был порожден смерч. На Южном полюсе торнадо вращается по часовой стрелке, на Северном – против.
Несмотря на то, что природу возникновения смерча еще до конца не исследовали, все же можно назвать ряд факторов, сопровождающих это явление. Если в определенной части Земли (над морем или сушей) образуется купол сухого холодного воздуха, при соприкосновении с ним теплого влажного воздуха начинается взаимодействие в виде образовывающейся воронки. Явление может длиться от нескольких минут до нескольких часов.
Классифицируются смерчи следующим образом:
Первый тип относится к слабым и напоминает тонкую воронку, похожую на бич. По названию некоторых торнадо становится понятно, из чего они состоят. Например, огненный смерч порождается облаком, возникающим вследствие пожара или извержения вулкана. Этот тип смерча опасен тем, что может разносить пожары на большие расстояния. А земляной смерч широк у основания, поднимает камни, которые вращаются с огромной скоростью. Ширина расплывчатых торнадо может превышать высоту, при этом контур вихря является нечетким.
Изучение природы ветра и ветроэнергетика
Практическая польза от изучения ветра довольно велика. С одной стороны, это позволяет создавать прогнозы погоды, с другой стороны – использовать силу ветра для добывания электроэнергии. Данным предметом занимается аэрология и метеорология. Но нередко умы искателей волнует и то, как ветер создает диковинные скульптуры. Ученые из России (Соколовский институт науки и технологий) выяснили, как ветер создает из песчаника арки, мосты и колонны. А предшествовали им пражские ученые из Карлова университета. Таким образом, становится совершенно очевидно, что к созданию многих природных скульптур не причастны ни космические пришельцы, ни древние сверхсекретные технологии, а самая обыкновенная природная стихия.
Одним из приоритетных направлений в украинской науке является изучение ветра как альтернативного источника электроэнергии. Данное направление энергетики регулярно освещается на международных симпозиумах и конференциях. Основными причинами, почему организации, входящие в ООН, финансируют исследования в данной области, являются загрязнение окружающей среды и угроза топливного голода.
В случае с ветром – этот ресурс является неисчерпаемым и абсолютно безвредным с точки зрения экологии. В 1936 году в Крыму был установлен первый ветряной агрегат. Но, к сожалению, на территории Украины данная отрасль развивалась крайне медленно. Финансирование в настоящий момент происходит за счет поступлений 0,75% от продукции в системе Минэнерго страны. При этом Украина среди всех стран Восточной Европы лучше всего подходит для развития ветроэнергетики, так как в ее составе более 60-ти тысяч километров квадратных мелководных акваторий с высоким ветропотенциалом. Данные территории никак не используются.
Что такое ветер и откуда он берётся?
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. Ветер у всех народов символизирует свободную натуру, неподвластную привязанностям и обязательствам.
Он подчиняется только своим желаниям, непредсказуем и может оказаться как другом, так и врагом. Но что такое ветер на самом деле, как он возникает и можно ли его подчинить?
Что такое ветер?
С научной точки зрения ветром называется перемещение воздушной массы из зоны высокого давления в зону пониженного давления. Как правило, эти перемещения направлены горизонтально.
Что такое ветер?
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.
До сих пор метеорологи не научились с достаточно высокой достоверностью предсказывать поведение воздушных масс атмосферы. Огромную помощь в этом оказывает спутниковая съемка, однако она только фиксирует происходящие процессы.
Точно угадывать зарождение и направление, а тем более управлять «поведением» ветров и ураганов люди до сих пор не научились, однако общие закономерности движения воздушных масс уже достаточно изучены.
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.
Откуда появляется ветер?
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. А на его место устремляется более холодный воздух из соседней зоны.
Сталкиваясь друг с другом, теплые и холодные воздушные потоки порой образуют шквалы. Эти процессы идут над всей поверхностью планеты, которая при взгляде сверху напоминает бурлящий котел. Там сталкиваются и кружатся в различных направлениях воздушные течения, увлекая за собой белую пену облаков.
Направление ветра
Если бы поверхность Земли везде нагревалась одинаково, у нас не существовало бы капризов погоды. Воздушные потоки перемещались бы только в вертикальном направлении: холодные – вниз, а теплые – вверх. Однако нагрев протекает по-разному. В районе экватора воздух всегда хорошо нагрет и поднимается вверх, а ему на смену устремляются холодные массы из более холодных областей.
Столкновения этих масс происходят в разных частях планеты, но всегда они приводят к образованию сильных ветров. Воздушные потоки выбирают разные направления, смотря по сопутствующим обстоятельствам.
Основными факторами, оказывающими влияние на направления ветров, являются вращение планеты и разница атмосферного давления. В районах полюсов доминирующим направлением ветров является восточное. А в умеренном поясе Северного и Южного полушарий дуют преимущественно западные ветры.
Направление ветра
Тропический пояс находится во власти ветров восточного направления. Между этими основными зонами ветрообразования лежат четыре пояса относительного затишья. Например, по два приполярных и субтропических, где воздух движется преимущественно вертикально. Нагретый уходит вверх, а холодный опускается к поверхности земли.
Ветры играют важную роль в поддержании климатического равновесия планеты. Они переносят влагу, испаренную океанами, на сушу.
Ветер Что такое ветер с физической точки зрения?
Ве́тер — поток воздуха, который быстро движется параллельно земной поверхности. На Земле ветер представляет собой движущийся преимущественно в горизонтальном направлении поток воздуха;, на других планетах — поток свойственных им атмосферных газов.
В Солнечной системе сильнейшие ветры наблюдаются на Нептуне и Сатурне. Солнечный ветер представляет собой поток разрежённых газов от звезды, а планетарный ветер — поток газов, отвечающий за дегазацию планетарной атмосферы в космическое пространство.
Ветры, как правило, классифицируют по масштабам, скорости, видам сил, которые их вызывают, местам распространения и воздействию на окружающую среду.
Ветер возникает в результате неравномерного распределения атмосферного давления, он направлен от зоны высокого давления к зоне низкого давления. Вследствие непрерывного изменения давления во времени и пространстве скорость и направление ветра также постоянно меняются. С высотой скорость ветра изменяется ввиду убывания силы трения.
Для визуальной оценки скорости ветра служит шкала Бофорта. В метеорологии направление ветра указывается азимутом точки, откуда дует ветер, тогда как в аэронавигации — азимутом точки, куда он дует; таким образом, значения различаются на 180°. По результатам многолетних наблюдений за направлением и силой ветра составляют график, изображаемый в виде так называемой розы ветров, отображающей режим ветра в конкретной местности.
Больше информации по ссылке.
Ветер
Из Википедии — свободной энциклопедии
| Скорость ветра | |
|---|---|
v → = d r → d t <\displaystyle <\vec  | |
| Размерность | LT −1 |
| Единицы измерения | |
| СИ | м/с |
| СГС | см/с |
| Примечания | |
| Вектор | |
Ве́тер — поток воздуха, который движется около земной поверхности. На Земле ветер представляет собой движущийся преимущественно в горизонтальном направлении поток воздуха, на других планетах — поток свойственных им атмосферных газов. В Солнечной системе сильнейшие ветры наблюдаются на Нептуне и Сатурне. Солнечный ветер представляет собой поток разрежённых газов от звезды, а планетарный ветер — поток газов, отвечающий за дегазацию планетарной атмосферы в космическое пространство. Ветры, как правило, классифицируют по масштабам, скорости, видам сил, которые их вызывают, местам распространения и воздействию на окружающую среду.
В первую очередь ветры классифицируют по их силе, продолжительности и направлению. Так, порывами принято считать кратковременные (несколько секунд) и сильные перемещения воздуха. Сильные ветры средней продолжительности (примерно 1 мин) называют шквалами. Названия более продолжительных ветров зависят от силы, например, такими названиями являются бриз, буря, шторм, ураган, тайфун. Продолжительность ветра также сильно варьируется: некоторые грозы могут длиться несколько минут; бриз, зависящий от особенностей рельефа, а именно от разницы нагрева его элементов, — несколько часов; продолжительность глобальных ветров, вызванных сезонными изменениями температуры, — муссонов — составляет несколько месяцев, тогда как глобальные ветры, вызванные разницей в температуре на разных широтах и силой Кориолиса, — пассаты — дуют постоянно. Муссоны и пассаты являются ветрами, из которых слагается общая и местная циркуляция атмосферы.
Ветры всегда влияли на человеческую цивилизацию. Они порождали мифологические представления, в определённой мере определяли некоторые [ какие? ] исторические действия, диапазон торговли, культурное развитие и войны, поставляли энергию для разнообразных механизмов производства энергии, создавали возможности для ряда форм отдыха. Благодаря парусным судам, которые двигались за счёт ветра, люди получили возможность преодолевать большие расстояния по морям и океанам. Воздушные шары, также движимые с использованием силы ветра, впервые позволили отправляться в воздушные путешествия, а современные летательные аппараты используют ветер для увеличения подъемной силы и экономии топлива. Однако ветры бывают и небезопасны: так, их градиентные колебания могут вызвать потерю контроля над самолётом; быстрые ветры, а также вызванные ими большие волны на крупных водоемах часто приводят к разрушению искусственных построек, а в некоторых случаях ветры увеличивают масштабы пожара.
Ветры оказывают воздействие и на формирование рельефа, вызывая аккумуляцию эоловых отложений, формирующих различные виды грунтов. Они могут переносить пески и пыль из пустынь на большие расстояния. Ветры разносят семена растений и помогают передвижению летающих животных, что приводит к расширению разнообразия видов на новой территории. Связанные с ветром явления разнообразными способами влияют на живую природу.
Ветер возникает в результате неравномерного распределения атмосферного давления, он направлен от зоны высокого давления к зоне низкого давления. Вследствие непрерывного изменения давления во времени и пространстве скорость и направление ветра также постоянно меняются. С высотой скорость ветра изменяется ввиду убывания силы трения.
Для визуальной оценки скорости ветра служит шкала Бофорта. В метеорологии направление ветра указывается азимутом точки, откуда дует ветер, тогда как в аэронавигации [1] — азимутом точки, куда он дует; таким образом, значения различаются на 180°. По результатам многолетних наблюдений за направлением и силой ветра составляют график, изображаемый в виде так называемой розы ветров, отображающей режим ветра в конкретной местности.
В ряде случаев важно не направление ветра, а положение объекта относительно него. Так, при охоте на животное с острым нюхом к нему подходят с подветренной стороны [2] — во избежание распространения запаха от охотника в сторону животного.
Вертикальное движение воздуха называют восходящим или нисходящим потоком.
Ветер
Ветер представляет собой движение воздуха, горизонтальное по отношению к поверхности земли. Основными характеристиками этого природного явления считаются скорость, направление, длительность, порывистость.
Что такое ветер
Под ветром понимают воздушный поток, который перемещается возле поверхности земли. Классификация этого природного явления базируется на интенсивности, направленности, длительности. Порывы представляют собой сильные кратковременные перемещения воздуха. Сильные ветры, которые имеют среднюю длительность, именуют шквалами. Названия более длительных явлений определяются силой потока – к ним относят бризы, ураганы, штормы, тайфуны.
Это явление природы сказывается на структуре рельефа, провоцируя скопление эоловых отложений. Из них впоследствии складываются разные типы грунтов. Воздушные потоки способны распространять пески пустынь и семена растений. Также они способствуют передвижению летающих насекомых и животных.
Ветер появляется вследствие неоднородного распределения атмосферного давления. Он направляется из области высокого давления к зоне с более низкими параметрами. В результате постоянных колебаний давления меняются скорость и направленность воздушного потока. Для зрительной оценки его скорости применяется шкала Бофорта.
Как образуется ветер
Ветер формируется вследствие разницы в давлении воздуха. Однако главной причиной образования этого природного явления считается Солнце.
Земля отличается неоднородной поверхностью – она обладает разной формой и структурой. К тому же вследствие вращения планеты все регионы получают разное количество солнечного освещения. Это провоцирует возникновение разницы температур.
При нагревании определенной части планеты температура воздуха тоже увеличивается. Как и любой другой газ он расширяется. По мере увеличения площади нагретый воздух становится легче. Потому он поднимается в атмосферу. При этом давление снижается. Высвободившееся место занимает холодный воздух из окружающей среды. С этим и связано происхождение ветра.
Более того, подъем горячего воздуха в атмосферу провоцирует его остывание. При сближении молекул воздуха газ сжимается и оседает. Как следствие, происходит вытеснение горячего потока внизу. Такой цикл называют конвекционным потоком. Он может повторяться до бесконечности, приводя к появлению ветра.
Существует много разновидностей ветров, каждая из которых отличается определенными особенностями:
К тропическому климату могут относиться следующие разновидности воздушных потоков:
Необычным региональным ветром считается сирокко. Он появляется в Средиземноморье и представляет собой западный перенос. Он переходит через вершины гор, разогревается и становится сухим. Это обусловлено тем, что всю свою влагу поток отдает наветренным склонам. В сезон сирокко в Южную Европу попадает много пыли из африканских пустынь.
Постоянные колебания давления провоцируют частые изменения направления воздушного потока. Однако в любом случае ветер перемещается из зоны повышенного давления к области пониженного.
Опасность ветра
Урон от этого природного явления напрямую зависит от его скорости и интенсивности. Эти параметры определяют по шкале Бофорта. Так, очень крепкий ветер способен ломать ветки деревьев. Людям сложно перемещаться против такого потока.
Шторм провоцирует незначительные повреждения и разрушает крыши. Сильный шторм вызывает серьезные разрушения зданий и вырывает деревья с корнями. Жестокий шторм провоцирует крупные разрушения, которые поражают значительное пространство.
Ураган приводит к серьезному повреждению зданий, вырывает с корнями деревья, уничтожает растительность. Однако это природное явление встречается очень редко.
Последствия урагана
Использование
Сила ветра часто применяется для создания ветроэнергетических установок. Они приводят к преобразованию кинетической энергии ветрового потока в электрическую. Такие сооружения включают ветродвигатель и генератор. Также в них присутствуют автоматические устройства, которые помогают управлять работой указанных элементов.
Ветряная электростанция
Ветроэнергетические установки применяются в качестве источника энергии сравнительно небольшой мощности. При этом их рекомендуется строить в местах с хорошим ветровым режимом. Показатели скорости ветра должны составлять 5 м/с в год. Иногда такие установки объединяют в крупные ветроэнергетические станции.
Также ветер играет ключевую роль в разных видах спорта и досуга. К ним относят полеты на воздушных шарах, дельтапланеризм, парапланеризм. Помимо этого, потоки воздуха важны для занятий парусным спортом и виндсерфингом.
Ветер – распространенное природное явление, которое различается по направлению, скорости, длительности. От этих параметров могут зависеть разрушения, связанные с влиянием воздушного потока.