Vind er en luftstrøm, der som regel bevæger sig i en vandret retning fra en zone med højt atmosfærisk tryk til en zone med lavt. Dets vigtigste egenskaber er retning, styrke og varighed.
Hvordan dannes vinden?
Den vigtigste årsag til vinddannelse er den ujævne fordeling af atmosfæretrykket. Solens stråler, der når jordoverfladen, opvarmer havet og landet. Desuden stiger temperaturen i forskellige dele af vores planet ujævnt.
For eksempel opvarmes ækvatorzonen og de tilsvarende bælter mest. Temperaturen i havvand stiger mindre intensivt end landets temperatur, men vandmasser holder varmen længere.
Således opvarmes luftmasserne også ujævnt. Der dannes zoner med forskellige tryk, hvilket resulterer i luftcirkulation. Så opvarmede strømme (stigende) fra lavtrykszonen løber op. I mellemtiden falder den afkølede luft (nedadgående strøm) ned og skynder sig til lavtryksområdet.
Jordens atmosfære stopper ikke et øjeblik. Processen med luftcirkulation er af global karakter. Når massive strømme af varm og kold luft kolliderer, opstår vinde med forskellige intensiteter.
Klassificering af vindhastighed i punkter på Beaufort-skalaen
I verden er det sædvanligt at skelne vind i hastighed og styrke i punkter fra 0 til 12. Til dette bruges Beaufort-skalaen, udviklet af den irske sejler, kartograf og militær admiral, Francis Beaufort.
Beaufort havde mange fordele og talenter, men han fik verdensomspændende berømmelse netop takket være denne skala. Under sin tjeneste i marinen foretog Francis regelmæssige observationer af vinden. Han skrev dataene ned i en dagbog. I fremtiden hjalp observation ham med at udvikle skalaen, som blev officielt godkendt i 1838.
Interessant fakta: For at hylde Francis Beauforts fornemme tjenester blev han opkaldt efter havet, den antarktiske ø og kappen i det nordlige Canada.
I det 20. århundrede blev Beaufort-skalaen afsluttet: systemet med 12 point blev udvidet til 17, så det er muligt at klassificere især stærk vind, for eksempel tyfoner. Men den udvidede version bruges kun i de områder, hvor sådanne tyfoner forekommer ret ofte (Kina, Taiwan osv.).
I henhold til Beaufort-skalaen bestemmes vindstyrken ved 2 kriterier:
- spændingen ved det åbne hav;
- vindens virkning på landgenstande.
Følgelig er der 2 borde: den ene til land, den anden til det åbne hav. Tabellen for land viser vindstyrke og hastighed i meter per sekund. I den anden mulighed gives vindhastighed i knob. Begge skalaer angiver fælles træk, hvormed du kan bestemme styrken af luftstrømmen.
Vindens retning
Vindens retning afhænger hovedsageligt af forskellen i atmosfærisk tryk og jordens rotation. Det er blevet bemærket, at der ved planetens poler hersker østvind. I den tempererede zone på begge halvkugler blæser vinden mod vest.
I regionen af den tropiske zone observeres luftstrømme i den østlige retning. Der er også store områder, hvor vinden bevæger sig lodret under overholdelse af reglen om lavt og højt atmosfærisk tryk. Dette er subtropiske og subpolære zoner.
I klimatologi og meteorologi er der begrebet en vindros. Dette er et diagram af vektortyper, der viser vindregimet i et givet område, baseret på kontinuerlig observation.
Vindrosen er en polygon, hvis stråler adskiller sig fra midten af diagrammet. Ved længden af hver stråle kan du bedømme, hvor ofte vinden blæser i en bestemt retning. Disse oplysninger tages i betragtning under opførelsen af infrastrukturfaciliteter (veje, landingsstrimler osv.) Og i mange andre industrier.
Interessant fakta: En rigtig vindros har nødvendigvis forskellige stråler. Hvis alle stråler i billedet er jævnt fordelt, er det blot en grafisk repræsentation af kardinalpunkterne.
Typer af vinde
I henhold til hovedklassifikationen er vindene opdelt i konstant (eller fremherskende) og sæsonbestemt.
Permanent vind kaldes, der ikke ændrer deres retning. De dannes på grund af kontakten mellem høj- og lavtrykszoner. Sæsonvindene ændrer følgelig deres retning afhængigt af den aktuelle sæson.
En separat kategori er også lavet af lokale vinde. Dette er luftmasser, der kun cirkulerer i bestemte områder af planeten. Desuden bestemmer de de klimatiske forhold i denne zone.
Permanent
Variationer af fremherskende vind:
- handelsvind;
- Vestlig
- østlige.
Handelsvind - vinde, der blæser fra øst mellem troperne og skynder sig til ækvator. De er adskilt af en blæstløs bånd. Det er handelsvindene, der dirigerer tropiske cykloner i vestlig retning.
Den tempererede vestlige vind repræsenterer luftstrømme, der hersker ved tempereret breddegrad - mellem 35 og 65 grader nord og syd. De bevæger sig fra vest til øst.
Den østlige vind i de polære områder dirigeres fra højtrykszoner til lavtrykszoner.
Sæson
Sæsonvindene er repræsenteret af en kategori - monsuner. De har blæst i troperne i flere måneder. På samme tid, to gange om året, ændrer monsunerne kraftigt deres retning.
Om sommeren flyder luft fra havet til landet, og om vinteren, omvendt - fra fastlandet til havet. Monsoons medbringer en stor mængde nedbør i den varme sæson. Vinddannelsen forekommer i den østlige og sydøstlige del af Asien.
Lokal
Lokale vinde er de mest forskellige. Blandt dem kan der skelnes mellem følgende typer:
- Brise er en varm strøm af luft ved krydset mellem havvandområder og kystlinjen. Ændrer retning to gange om dagen. I løbet af dagen blæser en leg fra havet til landet, om natten - fra kysten mod havet.
- Samum er en tørt vind i ørken-type, der bærer enorme sandmasser. Det findes i de afrikanske ørkener og på den arabiske halvø.
- Sirocco - luft flyder over Nordafrika og Middelhavet, som har en sydvestlig og sydlig retning.
- Bora - vinde dannet i områder, hvor bjergene grænser op til havene. Temperaturen på vandløb afhænger af sæsonen. Retningen er fra bjergene til havet.
- Fönn - vind, der blæser vindstød fra bjergene mod dalene. Det er kendetegnet ved tørhed og opstår på grund af forskellen i højde i et lille område. Distribueret i bjergområderne i Nordamerika, Eurasien.
- Tør vind - forekommer i den tempererede zone over stepper og ørkener. Luften er tør og varm.
- Norder er en vind observeret i Mexicogolfen og blæser fra nord.
- Zuyd - navnet henviser til sydvinden, der er stødt på nordpolen.
- Marshmallows - en luftstrøm i den østlige del af Middelhavet, der forekommer i den varme sæson.
Der er også usædvanlige typer vind, såsom en tornado (en orkan, der findes i Nordamerika), en habub (afrikansk sandstorm), snøstorm (en canadisk snestorm som en sibirsk snestorm), hamsin (en varm kuling i Saudi-Arabien, der varer cirka 50 dage) og andre .
Hvordan måles vindhastighed?
For at måle vindhastighed blev specielle instrumenter kaldet anemometre opfundet. De er mekaniske, ultrasoniske og termiske. Mekanisk er opdelt i kop og vinge.
En kopanemometer betragtes som det mest almindelige. En sådan anordning består af halvkugleformede skåle og en rotor. I dette tilfælde plantes skålene på rotoren, og når vinden blæser, begynder de at rotere.
Grundlaget for denne målemetode er den trykforskel, som vinden skaber på de konvekse og konkave sider af skålene. Rotorhastigheden svarer til vindhastigheden.
Hvad bestemmer vindens hastighed og styrke?
Vindhastighed afhænger af, hvor stor forskellen i atmosfæretryk er mellem territorier. Jo hurtigere vinden bevæger sig, jo større er indikatoren for dens styrke, som strømmen virker på omgivende genstande.
For eksempel kan vi tage tre territorier: på det ene barometer viser det 765 mm kviksølvsøjle, på det andet - 760, på det tredje - 750. Vinden, der blæser fra det første territorium, vil være stærkere og hurtigere i den tredje end i det andet på grund af den større forskel i tryk .
Hvilke vinde forårsager dannelse af forskellige strømme?
Havstrømme er kraftfulde vandstrømme, der bevæger sig konstant eller opstår periodisk i havet og oceanerne. Strømme opstår af forskellige grunde, hvoraf den ene er vind.
Forårsaket af vinden er strømmen opdelt i to typer:
- Drift - dannes kun under påvirkning af vinden.
- Vind (kombineret) - opstår ikke kun på grund af vindens styrke, men sammen med forskellig vandtæthed, havets overflade.
Strømningsretningen afhænger af, hvilken retning luftstrømmen bevæger sig. Vindstrømme er altid kun overfladiske. De mest magtfulde blandt dem er vestvindene, hvis længde er ca. 30.000 km såvel som South Passat-strømme.
Interessant fakta: Forløbet af vestvindene eller den antarktiske cirkumpolare er den eneste vandstrøm, der passerer gennem alle meridianer.
Således forårsager havstrømme monsuner, handelsvind og vestlig vind.
Hvorfor er vintertrykket højere over land end over havet, og vice versa om sommeren?
Om vinteren afkøles fastlandet hurtigere end havfarvande. Således afkøles luften over fastlandet, og trykniveauet stiger. Over vandsøjlen er luften varmere, og trykket er lavere.
Om sommeren observeres den modsatte situation. Jordens overflade opvarmes hurtigere, så der dannes et lavtryksregion over det. Over det kolde hav - højt tryk.
Dette bestemmer også retning af monsuner på forskellige tidspunkter af året. Sommermonsunen blæser mod fastlandet, og vintermonsunen mod havet.
Menneskelig brug af vind
Vind er en elementær energikilde, der desuden er miljøvenlig. Og bevarelse af økologi er en af de største nuværende opgaver for menneskeheden. Interessant nok har vindkraft betjent mennesker i lang tid.
Tidligere var dette de enkleste enheder som møller. Integrerede vindkraftværker er under opførelse, ved hjælp af hvilken vindkraft omdannes til elektricitet.
Vindenergi kan konverteres til følgende typer energi:
- kinetisk - til bevægelse af sejlskibe (tidligere), ballonflyvninger;
- mekanisk - til installationer, der pumper vand og formaling af korn (forældede metoder);
- elektrisk - til produktion af elektricitet.
Vindkraft er som potentielt på 6. plads på listen over mulige kilder efter solstråling, kul, uran, olie og naturgas. Så den mulige mængde elektricitet, der kan fås fra vindkraftværker, er ca. 25-700 TW pr. År.
Interessant fakta: Ifølge beregningerne fra Global Wind Energy Council vil den aktive udvikling af vindenergi reducere mængden af kuldioxid, der udsendes til atmosfæren, med 1,5 milliarder ton om året.
Ledende lande inden for vindenergi (2015):
- Kina - 115.000 MW.
- USA - 65.000 MW.
- Tyskland - 39.000 MW.
- Spanien - 22.000 MW.
- Indien - 22.000 MW.
- Storbritannien - 12.000 MW.
- Canada - 10.000 MW.
- Frankrig - 9.000 MW.
- Italien - 8.000 MW.
- Brasilien - 6.000 MW.
I Rusland er vindenergien dårligt udviklet, og der er flere grunde til dette. For det første er den gennemsnitlige vindhastighed over hele territoriet omkring 5 m / s (årlige beregninger). Dette er en utilstrækkelig indikator for standardinstallationer, så prisen på ekstra udstyr tilføjes.
For det andet foretrækkes det at vælge stabile energikilder, der er uafhængige af forskellige faktorer (især naturlige). Vindkraft i vores land er forbundet med mange andre mangler, især når det kommer til små mængder. F.eks. De høje omkostninger til udstyr, problematisk drift, vedligeholdelse af systemer osv.
Værdi i naturen
Vind er den vigtigste naturlige faktor, der påvirker naturens bestanddele: klimatiske forhold, geologiske processer, planter, dyr osv.
De vigtigste virkninger af vinde:
- Fremkomsten af stærke havstrømme, der bestemmer klimaet i de omkringliggende områder.
- Erosion af jorden på grund af blæsning af små partikler.
- Dannelsen af nye landformer. For eksempel fører overførsel og lægning af sand ved vinden til udseendet af sandklitter.
- Ørkentransport og luftforurening. For eksempel, om sommeren blæser handelsvindene på den nordlige halvkugle. Samtidig nærmer de sig gradvist områderne med subtropiske ørkener. Som et resultat når støv fra Sahara gennem sæsonen den sydøstlige del af Nordamerika.
- Spredning af brande. Vind er en af de vigtigste faktorer, der påvirker den hurtige spredning af brande, især skovbrande.
- Effekt på planter. Luftstrømme spreder frøene fra nogle planter, begrænser væksten af træer og kan også forårsage mekanisk skade ved transporterede faste partikler.
- Effekt på dyr. Vind intensiverer kulden i kombination med lave temperaturer - dette er det vigtigste aspekt af dens indflydelse på dyreverdenen. For eksempel tvinges pingviner, fugle og insekter til at tilpasse sig påvirkningen af vinden. Bevægelsen af luftmasser er gavnlig for nogle arter - hjorte genkender rovdyr langvejs på grund af akut lugtesans.
Interessant fakta: de mest berømte planter, der spreder sig takket være vinden, er mælkebøtter, ahorn, tumleweed. Bestøvning af mange planter sker på grund af overførsel af pollen.
Hvorfor blæser vinden fra hav til land om dagen og omvendt om natten?
Den underliggende faktor er temperatur og det tilsvarende atmosfæretryk, som det er tilfældet med vinter / sommermonsun. Men vinden, der dannes på grænsen mellem land og havreservoir, har sit eget navn - en leg.
I løbet af dagen varmer landet hurtigere op end vand, så vinden blæser ind i lavtrykszonen. Om natten afkøles jordoverfladen hurtigere, og vandet forbliver varmt, så brisen ændrer retning og blæser mod havet.
Ud over Jorden
Uden for vores planet skelnes adskillige vindtyper:
- sol;
- planetarisk;
- fremmede.
Solvinden er ikke bevægelsen af luftstrømme, men plasmaet, som solatmosfæren udsender. Dette fænomen forekommer med en hastighed på cirka 400 km / s. Heliosfæren er et stort afsnit af interstellar rum, der omgiver solsystemet og dannes af solvinden.
Interessant fakta: Jordens magnetfelt forhindrer vinden i at trænge ind i atmosfæren. Men nogle gange er blinkene på solen så stærke, at solvinden alligevel bryder gennem denne beskyttelse og forårsager aurora, magnetiske storme.
En planetvind er bevægelsen af gasser i den øvre atmosfære af planeten. På grund af dette mister planeten evnen til at interagere med andre gaspartikler. Hvis sådanne processer fortsætter i mange år, kan planeten miste sin atmosfære, vandforsyning osv.
På andre planeter er der også forskellige vinde. På Venus blæser de med en hastighed på 83 m / s og kan flyve rundt på planeten i løbet af få jorddage. På Jupiter når vinden 100 m / s eller mere. De stærkeste vandløb på Saturn er omkring 375 m / s.
Interessant fakta: det vides, at der på Mars er flere typer af vinde. For eksempel støvtornadoer og vinde, der blæser fra polerne med en hastighed på ca. 110 m / s.