Как образуется ветер¶

Ветер — это горизонтальное перемещение воздуха (или другого газа) в атмосфере, возникающее вследствие разности давлений в разных точках земной поверхности. Ветер относится к числу основных атмосферных явлений и является важнейшим фактором погоды и климата: он переносит тепло и влагу, участвует в круговороте воды, формирует рельеф и влияет на живые организмы. Скорость ветра измеряется в метрах в секунду или в узлах, направление — по розе ветров.

¶Причины возникновения ветра

¶Неравномерный нагрев земной поверхности

Главной причиной образования ветра является неравномерный нагрев атмосферы Солнцем. Земная поверхность прогревается неравномерно: экваториальные широты получают больше солнечной радиации, чем полярные; суша нагревается и остывает быстрее, чем вода; днище облаков, тёмные почвы и леса поглощают больше тепла, чем снег или светлые пески. Нагретый воздух становится менее плотным и поднимается вверх, создавая область пониженного давления у поверхности. Холодный воздух, наоборот, опускается и формирует область повышенного давления.

¶Горизонтальное перемещение воздуха

Воздух всегда стремится перетекать из области высокого давления в область низкого — это и есть ветер. Сила, вызывающая это перемещение, называется градиентом давления. Чем резче перепад давления между двумя точками и чем короче расстояние между ними, тем сильнее ветер. Метеорологи называют отношение изменения давления к расстоянию горизонтальным барическим градиентом; именно он определяет скорость геострофического ветра — теоретического ветра, движущегося вдоль изобар (линий равного давления).

¶Роль вращения Земли

Если бы Земля не вращалась, воздух перемещался бы строго по градиенту давления — от высокого к низкому. Однако вращение планеты вносит поправку: движущийся воздух отклоняется вправо на Северном полушарии и влево на Южном. Это явление называется силой Кориолиса. В результате ветер не пересекает изобары перпендикулярно, а движется почти параллельно им — так возникает геострофический ветер. На масштабах планеты это приводит к формированию устойчивых циркуляционных систем: пассатов, муссонов, западных ветров средних широт и полярных восточных.

¶Масштабы движения воздуха

¶Планетарная циркуляция

Глобальная циркуляция атмосферы формируется из-за разницы температур между экватором и полюсами. В тропиках воздух поднимается и устремляется к полюсам на высоте, а у поверхности — обратно к экватору; вращение Земли разбивает эти потоки на три ячейки в каждом полушарии: Хэдли, Ферреля и полярную. Поверхностные ветры этих ячеек образуют устойчивые пояса: пассаты (северо-восточные и юго-восточные), ветры западных широт и полярные восточные.

¶Муссоны

Муссоны — сезонные ветры, обусловленные разным нагревом суши и океана. Летом над нагретой сушей давление понижается, и ветер дует с океана на сушу, принося влагу; зимой картина меняется на противоположную. Наиболее выражены муссоны в Южной и Восточной Азии, а также в Западной Африке.

¶Бризы

Локальные ветры возникают из-за локальных перепадов температуры. Морской бриз днём дует с океана на сушу (море прогревается медленнее), береговой — ночью в обратную сторону. Аналогично формируются горно-долинные бризы: днём воздух поднимается вверх по склону, ночью — спускается в долину.

¶Штормы и циклоны

Области пониженного давления (циклоны, депрессии) — это атмосферные вихри, в которых воздух закручивается и ускоряется. В Северном полушарии циклоны вращаются против часовой стрелки, в Южном — по часовой. Сильные циклоны средних широт и тропические ураганы генерируют ветры скоростью свыше 30 м/с.

¶Ветер в приземном слое

У поверхности Земли скорость ветра уменьшается из-за трения о рельеф, растительность и постройки — этот слой называется пограничным. Внутри него ветер меняет направление, закручиваясь против часовой стрелки (на Северном полушарии) к изобарам — это называется спиралью Экмана. Шероховатость поверхности определяет класс шкалы Бофорта, по которой оценивают силу ветра по его видимым эффектам: от тихого до ураганного.

¶Влияние рельефа

Горы, холмы и узкие долины деформируют воздушные потоки. В горных ущельях ветер ускоряется (эффект сужения — так называемый эффект Вентури), а на подветренной стороне возникают турбулентные зоны. В горных районах известны также сильные нисходящие ветры — фены и мистрали, формирующиеся при опускании воздуха по склону.

¶Значение ветра

Ветер играет ключевую роль в природе и хозяйстве. Он переносит пыль и песок, участвует в эрозии и аккумуляции грунтов, разносит семена и пыльцу. Ветровая энергетика использует кинетическую энергию ветра для выработки электроэнергии; ветряные турбины устанавливаются в районах с устойчивыми ветрами — на побережьях, в степях и горных перевалах. Ветер также важен для судоходства, авиации, сельского хозяйства (опыление, вентиляция посевов) и архитектуры.

Источники:

• Атлас мира. Географический атлас. — М.: ГУГК, 2011.
• Алисов Б. П. Климатология. — М.: МГУ, 1969.
• Берже П. Физическая география. — М.: Мир, 1974.
• Геофизический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия, 1992.
• Липатов А. П. Метеорология и климатология. — Л.: Гидрометеоиздат, 1976.