Vind er en luftstrøm som som regel beveger seg i horisontal retning fra en sone med høyt atmosfærisk trykk til en sone med lavt. Dets viktigste egenskaper er retning, styrke og varighet.
Hvordan dannes vinden?
Den viktigste årsaken til vinddannelse er ujevn fordeling av atmosfæretrykk. Solens stråler, når jordens overflate, varmer havet og landet. Dessuten øker temperaturen i forskjellige deler av planeten vår ujevn.
For eksempel er ekvatorsonen og de tilsvarende beltene mest oppvarmet. Temperaturen i havvannet stiger mindre intenst enn temperaturen på land, men vannforekomstene holder varmen lenger.
Dermed blir også luftmassene oppvarmet ujevnt. Det dannes soner med forskjellige trykk, noe som resulterer i luftsirkulasjon. Så oppvarmede strømmer (stigende) fra lavtrykkssonen suser opp. I mellomtiden synker den avkjølte luften (nedover strømmer) og skynder seg til lavtrykksområdet.
Jordens atmosfære stopper ikke et øyeblikk. Prosessen med luftsirkulasjon er global karakter. Når massive strømmer av varm og kald luft kolliderer, oppstår vind med ulik intensitet.
Klassifisering av vindstyrke i punkter på Beaufort-skalaen
I verden er det vanlig å skille vind i fart og styrke i poeng fra 0 til 12. For dette brukes Beaufort-skalaen, utviklet av den irske sjømannen, kartografen og militæradmiralen, Francis Beaufort.
Beaufort hadde mange fordeler og talenter, men han fikk verdensomspennende berømmelse nettopp takket være denne skalaen. Under sin tjeneste i marinen foretok Francis jevnlige observasjoner av vinden. Han skrev ned dataene i en dagbok. I fremtiden hjalp observasjon ham med å utvikle skalaen, som ble offisielt godkjent i 1838.
Interessant fakta: for å hylle Francis Beaufords fornemme tjenester, ble han oppkalt etter havet, den antarktiske øya og Kappen i Nord-Canada.
På 1900-tallet ble Beaufort-skalaen ferdigstilt: systemet med 12 poeng ble utvidet til 17 slik at spesielt sterk vind, som tyfoner, kunne klassifiseres. Men den utvidede versjonen brukes bare i de områdene der slike tyfoner forekommer ganske ofte (Kina, Taiwan, etc.).
I følge Beaufort-skalaen blir vindstyrken bestemt av to kriterier:
- spenningen ved det åpne havet;
- effekten av vind på landobjekter.
Følgelig er det 2 bord: det ene for land, det andre for det åpne hav. Tabellen for land viser vindstyrke og hastighet i meter per sekund. I det andre alternativet er vindhastighet gitt i knop. Begge skalaene indikerer vanlige trekk som kan bestemme styrken til luftstrømmen.
Vindens retning
Vindens retning avhenger hovedsakelig av forskjellen i atmosfæretrykk og jordens rotasjon. Det har blitt lagt merke til at ved polene på planeten hersker østvind. I den tempererte sonen for begge halvkule blåser vinden vestover.
I den tropiske sonen er det luftstrømmer mot øst. Det er også store områder der vinden beveger seg loddrett, og observerer regelen om lavt og høyt atmosfæretrykk. Dette er subtropiske og subpolare soner.
I klimatologi og meteorologi er det begrepet en vindros. Dette er et vektortypediagram som viser vindregimet i et gitt område, basert på kontinuerlig observasjon.
Vindrosen er en polygon hvis stråler avviker fra midten av diagrammet. Etter lengden på hver bjelke kan du bedømme hvor ofte vinden blåser i en viss retning. Denne informasjonen tas i betraktning under bygging av infrastrukturanlegg (veier, landingsstrimler osv.) Og i mange andre næringer.
Interessant fakta: en ekte vindros har nødvendigvis forskjellige stråler. Hvis alle strålene i bildet er jevnt fordelt, er dette bare en grafisk fremstilling av kardinalpunktene.
Typer vind
I henhold til hovedklassifiseringen er vindene delt inn i konstant (eller dominerende) og sesongmessig.
Permanent vind kalles som ikke endrer retning. De dannes på grunn av kontakten i høye og lavtrykksoner. Sesongvindene endrer følgelig retning avhengig av inneværende sesong.
En egen kategori er også laget av lokale vinder. Dette er luftmasser som bare sirkulerer i bestemte områder av planeten. Videre bestemmer de klimatiske forhold i denne sonen.
Fast
Variasjoner av rådende vind:
- passatvindene;
- Vestlig
- østlig.
Handelsvind - vinder som blåser fra øst mellom tropene og suser til ekvator. De er atskilt med en vindstille stripe. Det er passatvindene som dirigerer tropiske sykloner i vestlig retning.
De tempererte vestlige vindene representerer luftstrømmer som hersker ved temperert breddegrad - mellom 35 og 65 grader nord og sør. De beveger seg fra vest til øst.
Østlige vinder i polarområdene er rettet fra høye trykksoner til lavtrykksoner.
Seasonal
Sesongvind er representert med en kategori - monsuner. De har blåst i tropene i flere måneder. Samtidig endrer monsoons retning kraftig to ganger i året.
Om sommeren strømmer luft fra havet til land, og om vinteren, omvendt - fra fastlandet til havet. Monsoons fører med seg en stor mengde nedbør i den varme årstiden. Vinddannelsen forekommer i øst og sørøst i Asia.
Lokal
Lokale vinder er de mest forskjellige. Blant dem kan følgende typer skilles:
- Bris er en varm strøm av luft i krysset mellom sjøvannforekomster og kystlinjen. Endrer retning to ganger om dagen. I løpet av dagen blåser det en kuling fra havet til land, om natten - fra kysten mot havet.
- Samum er en tørr vind i ørken-type som bærer enorme sandmasser. Den finnes i de afrikanske ørkenene og på den arabiske halvøy.
- Sirocco - luft flyter over Nord-Afrika og Middelhavet, som har en sør-vest og sør retning.
- Bora - vinder som dannes i områder der fjell grenser til havene. Temperaturen på bekkene avhenger av årstid. Retningen er fra fjellene til sjøen.
- Fönn - vind blåser vindkast fra fjellene mot dalene. Det er preget av tørrhet og oppstår på grunn av høydeforskjellen i et lite område. Distribuert i de fjellrike områdene i Nord-Amerika, Eurasia.
- Tørr vind - forekommer i den tempererte sonen over steppene og ørkenene. Luften er tørr og varm.
- Norder er en vind observert i Mexicogulfen og blåser fra nord.
- Zuyd - navnet refererer til den sørlige vinden som ble møtt på nordpolen.
- Marshmallows - en luftstrøm i den østlige delen av Middelhavet som oppstår i den varme årstiden.
Det er også uvanlige typer vind, for eksempel en tornado (en orkan funnet i Nord-Amerika), en habub (afrikansk sandstorm), snøstorm (en kanadisk snøstorm som en sibirsk snøstorm), hamsin (en varm kuling i Saudi-Arabia som varer i omtrent 50 dager) og andre .
Hvordan måles vindhastigheten?
For å måle vindhastighet ble spesielle instrumenter kalt anemometre oppfunnet. De er mekaniske, ultrasoniske og termiske. Mekanisk er delt inn i kopp og skovl.
Et koppanemometer regnes som det vanligste. En slik enhet består av halvkuleformede skåler og en rotor. I dette tilfellet er skålene montert på rotoren, og når vinden blåser, begynner de å rotere.
Grunnlaget for denne målemetoden er trykkforskjellen som vinden skaper på de konvekse og konkave sidene av skålene. Rotorhastigheten tilsvarer vindhastigheten.
Hva bestemmer vindens hastighet og styrke?
Vindhastighet avhenger av hvor stor forskjellen i atmosfæretrykk er mellom territoriene. Så raskere vinden beveger seg, jo større er indikatoren på dens styrke, som strømmen virker på omkringliggende objekter.
Vi kan for eksempel ta tre territorier: på det ene barometeret viser det 765 mm kvikksølvsøyle, på den andre - 760, på det tredje - 750. Vinden som blåser fra det første territoriet vil være sterkere og raskere i den tredje enn i det andre på grunn av den større forskjellen i trykk .
Hvilke vinder forårsaker dannelse av forskjellige strømmer?
Sjøstrømmer er kraftige vannstrømmer som beveger seg konstant eller oppstår periodisk i hav og hav. Strømmer oppstår av forskjellige grunner, hvorav den ene er vind.
Forårsaket av vinden er strømningene delt inn i to typer:
- Drift - dannes bare under påvirkning av vinden.
- Vind (kombinert) - oppstår ikke bare på grunn av vindstyrken, men i forbindelse med forskjellig tetthet av vann, hellingen av havnivået.
Strømningsretningen avhenger av hvilken retning luftstrømmen beveger seg. Vindstrømmer er alltid bare overfladiske. De kraftigste blant dem er vestavindene, hvis lengde er omtrent 30 000 km, i tillegg til South Passat-strømningene.
Interessant fakta: Forløpet av vestavindene eller den antarktiske sirkumpolare er den eneste vannstrømmen som går gjennom alle meridianer.
Dermed forårsaker havstrømmer monsuner, passatvind og vestlig vind.
Hvorfor er vintertrykket høyere over land enn over havet, og omvendt om sommeren?
Om vinteren avkjøles fastlandet raskere enn havfarvann. Dermed kjøler luften over fastlandet, og trykknivået øker. Over vannsøylen er luften varmere, og trykket er lavere.
Om sommeren blir den motsatte situasjonen observert. Jordens overflate varmes opp raskere, så det dannes et lavtrykksregion over den. Over det kalde havet - høyt trykk.
Dette bestemmer også retningen på monsuner til forskjellige tider av året. Sommer-monsunen blåser mot fastlandet, og vinter-monsunen mot havet.
Menneskelig bruk av vind
Vind er en elementær energikilde, som dessuten er miljøvennlig. Og bevaring av økologi er en av de viktigste nåværende oppgavene for menneskeheten. Interessant nok har vindkraft betjent mennesker i lang tid.
Tidligere var dette de enkleste enhetene som møller. Integrerte vindkraftverk er under bygging, ved hjelp av hvilken vindkraft blir konvertert til strøm.
Vindenergi kan konverteres til følgende typer energi:
- kinetisk - for bevegelse av seilende skip (tidligere), flyvninger av ballonger;
- mekanisk - for installasjoner som pumper vann og kverner korn (utdaterte metoder);
- elektrisk - for produksjon av elektrisitet.
Potensielt er vindenergi på sjette plass i listen over mulige kilder etter solstråling, kull, uran, olje og naturgass. Så den mulige mengden strøm som kan fås fra vindkraftverk er omtrent 25-700 TW per år.
Interessant fakta: I følge beregningene fra Global Wind Energy Council, vil den aktive utviklingen av vindenergi redusere mengden karbondioksid som slippes ut i atmosfæren med 1,5 milliarder tonn per år.
Ledende land innen vindkraft (2015):
- Kina - 115.000 MW.
- USA - 65 000 MW.
- Tyskland - 39.000 MW.
- Spania - 22.000 MW.
- India - 22.000 MW.
- Storbritannia - 12.000 MW.
- Canada - 10.000 MW.
- Frankrike - 9000 MW.
- Italia - 8000 MW.
- Brasil - 6000 MW.
I Russland er vindenergien dårlig utviklet, og det er flere årsaker til dette. For det første er den gjennomsnittlige vindhastigheten i hele territoriet omtrent 5 m / s (årlige beregninger). Dette er en utilstrekkelig indikator for standardinstallasjoner, så kostnaden for tilleggsutstyr legges til.
For det andre er det å foretrekke å velge stabile energikilder som er uavhengige av forskjellige faktorer (spesielt naturlige). Vindkraft i landet vårt er assosiert med mange andre mangler, spesielt når det gjelder små volum. For eksempel høye kostnader for utstyr, problematisk drift, vedlikehold av systemer, etc.
Verdi i naturen
Vind er den viktigste naturlige faktoren som påvirker komponentene i naturen: klimatiske forhold, geologiske prosesser, planter, dyr, etc.
Hovedeffekten av vind:
- Fremveksten av sterke havstrømmer som bestemmer klimaet i de omkringliggende områdene.
- Erosjon i jorda på grunn av blåst av små partikler.
- Dannelsen av nye landformer. For eksempel fører overføring og legging av sand av vinden til utseendet til sanddyner.
- Ørkentransport og luftforurensning. Om sommeren blåser for eksempel handelsvindene på den nordlige halvkule. Samtidig nærmer de seg gradvis områdene med subtropiske ørkener. Som et resultat når støv fra Sahara gjennom hele sesongen den sørøstlige delen av Nord-Amerika.
- Spredning av branner. Vind er en av hovedfaktorene som påvirker den raske spredningen av branner, spesielt skogbranner.
- Effekt på planter. Luftstrømmer sprer frøene til noen planter, begrenser veksten av trær, og kan også forårsake mekaniske skader av transporterte faste partikler.
- Effekt på dyr. Vind forsterker kulden i kombinasjon med lave temperaturer - dette er hovedaspektet av dens innvirkning på dyreverdenen. For eksempel blir pingviner, fugler og insekter tvunget til å tilpasse seg påvirkning fra vind. Bevegelse av luftmasser er gunstig for noen arter - hjort kjenner igjen rovdyr langveisfra på grunn av akutt luktesans.
Interessant fakta: de mest kjente plantene som sprer seg takket være vinden er løvetann, lønn, tumbleweed. Pollinering av mange planter skjer på grunn av overføring av pollen.
Hvorfor blåser vinden fra hav til land om dagen, og motsatt om natten?
Den underliggende faktoren er temperatur og det tilsvarende atmosfæretrykket, som tilfellet er med vinter / sommermonsun. Men vinden som dannes på grensen til land og sjøreservoar har sitt eget navn - en lek.
På dagtid varmes landet opp raskere enn vann, så vinden blåser inn i lavtrykkssonen. Om natten kjøles jordoverflaten raskere og vannet forblir varmt, så brisen endrer retning og blåser mot havet.
Beyond the Earth
Utenfor planeten vår skilles flere typer vind:
- solenergi;
- planet;
- romvesen.
Solvinden er ikke bevegelsen av luftstrømmer, men plasmaet som solatmosfæren avgir. Dette fenomenet oppstår med en hastighet på omtrent 400 km / s. Heliosfæren er en stor del av det interstellare rommet som omgir solsystemet og dannes av solvinden.
Interessant fakta: Jordens magnetfelt forhindrer vinden i å komme inn i atmosfæren. Men noen ganger er blinkene på sola så sterke at solvinden likevel bryter gjennom denne beskyttelsen og forårsaker aurora, magnetiske stormer.
En planetvind er bevegelsen av gasser i den øvre atmosfæren på planeten. På grunn av dette mister planeten evnen til å samhandle med andre gasspartikler. Hvis slike prosesser fortsetter i mange år, kan planeten miste sin atmosfære, vannforsyninger osv.
På andre planeter er det også ulik vind. På Venus blåser de med en hastighet på 83 m / s og kan fly rundt planeten i løpet av noen få jorddager. På Jupiter når vinden 100 m / s eller mer. De sterkeste bekkene på Saturn er omtrent 375 m / s.
Interessant fakta: det er kjent at det på Mars er flere typer vinder. For eksempel støvtornadoer og vinder som blåser fra stolpene med en hastighet på omtrent 110 m / s.