Как возникает ветер¶

Ветер — это горизонтальное перемещение воздуха относительно поверхности Земли, возникающее вследствие неравномерного нагрева атмосферы и, как следствие, разности атмосферного давления в разных точках земной поверхности. Ветер является одним из основных климатообразующих факторов и важнейшей составляющей погоды; скорость и направление ветра характеризуются такими параметрами, как шкала Бофорта, скорость в м/с или узлах, а направление — румбом или азимутом.

¶Физическая природа ветра

Ветер — это проявление общей циркуляции атмосферы, которая, в свою очередь, является следствием переноса тепла от экватора к полюсам. Солнечная радиация, достигающая поверхности Земли, распределяется неравномерно: экваториальные широты получают больше энергии, чем полярные. Воздух в приэкваториальной полосе нагревается, становится менее плотным и поднимается вверх, создавая область пониженного давления у поверхности. В полярных районах воздух, наоборот, охлаждается, уплотняется и опускается, формируя область повышенного давления. Возникающая разность давлений — градиент давления — приводит к тому, что воздух начинает перемещаться из зоны высокого давления в зону низкого. Это перемещение и есть ветер.

Скорость ветра определяется величиной горизонтального градиента давления: чем резче меняется давление на расстоянии, тем сильнее ветер. Дополнительно на движение воздуха влияют сила Кориолиса, обусловленная вращением Земли, трение о поверхность и рельеф местности.

¶Роль вращения Земли

Если бы Земля не вращалась, воздух перемещался бы строго по линиям изобар — от высокого давления к низкому. Вращение планеты вносит поправку: движущийся воздух отклоняется в Северном полушарии вправо, а в Южном — влево. Так возникают геострофические ветры, дующие вдоль изобар, а не поперёк них. Именно это отклонение формирует характерные для средних широт западные переносы — ветры, дующие с запада на восток, которые переносят воздушные массы и атмосферные фронты.

На экваторе, где влияние вращения Земли минимально, ветры дуют преимущественно вдоль меридианов. Это пассаты — постоянные ветры, дующие из субтропических антициклонов к экваториальному поясу низкого давления. В умеренных широтах формируются западные ветры, а в полярных — восточные, так называемые полярные пассаты.

¶Местные ветры

Помимо планетарной циркуляции, ветры возникают под действием локальных факторов — рельефа, разницы температур между сушей и водой, суточной смены нагрева.

¶Бризы

Бризы — это ветры с суточной периодичностью, обусловленной разным нагревом суши и моря. Днём суша прогревается быстрее, чем вода; воздух над сушей нагревается, поднимается, и у поверхности возникает пониженное давление. Воздух с моря устремляется на сушу — это морской бриз. Ночью суша остывает быстрее, и направление ветра меняется на противоположное: формируется береговой (наземный) бриз.

¶Горные ветры

В горах днём склоны прогреваются сильнее, чем воздух в долине на той же высоте; тёплый воздух поднимается вверх по склону — это восходящий горный бриз (анабатический ветер). Ночью склоны остывают, холодный плотный воздух стекает вниз в долину, образуя нисходящий (кatabatic) ветер. В горных долинах формируются фёны — сухие и тёплые ветры, дующие с подветренной стороны хребта: воздух, поднимаясь по наветренному склону, охлаждается и отдаёт влагу, а на подветренном склоне опускается, нагреваясь и становясь сухим.

¶Муссоны

Муссоны — это ветры с годовой периодичностью, характерные для тропиков и субтропиков Южной и Юго-Восточной Азии. Летом суша нагревается сильнее океана, и влажный морской воздух устремляется к материку, принося обильные осадки. Зимой картина меняется: суша остывает, и сухой холодный воздух с материка дует к океану.

¶Ветер и атмосферное давление

Ветер всегда дует из области высокого давления в область низкого. Антициклоны — это системы с высоким давлением в центре и расходящимся ветром на периферии; циклоны — с низким давлением и сходящимся ветром. В Северном полушарии ветер в антициклоне закручивается по часовой стрелке, а в циклоне — против часовой; в Южном полушарии направление закручивания противоположно. Скорость ветра в циклонах, как правило, выше, чем в антициклонах, так как градиент давления в циклонах круче.

¶Ветер в природе и жизни человека

Ветер переносит влагу, участвуя в формировании осадков, размывает и переносит почву, формируя рельеф (например, дюны), влияет на расселение растений и животных. Для человека ветер имеет практическое значение: он используется в ветроэнергетике, влияет на судоходство и авиацию, участвует в распространении загрязнений и эпидемий. Шкала Бофорта, предложенная в 1805 году британским адмиралом Фрэнсисом Бофортом, позволяет оценивать силу ветра по наблюдаемым признакам — от штиля (0 баллов) до урагана (12 баллов).

Источники:

• Алисов Б. П. Климатология. — М.: Издательство МГУ.
• Дерюгин А. А. Метеорология. — СПб.
• Гуревич М. Я. Прогноз погоды как физическая задача. — Л.: Гидрометеоиздат.
• Энциклопедия Britannica: Wind (atmospheric circulation).
• Всемирная метеорологическая организация (WMO): Глоссарий метеорологических терминов.