В экваториальной области очень тепло, там преобладает низкое атмосферное давление. В районах полюсов холодно, для них характерно высокое атмосферное давление. Если бы Земля не вращалась вокруг своей оси, а Солнце обращалось бы вокруг Земли, как верили в средние века, то воздух двигался бы вдоль поверхности Земли от полюсов к экватору, а в верхних слоях атмосферы – от экватора к полюсам. Но в действительности движение воздуха намного сложнее, ведь на него оказывают влияние как вращение Земли, так и рельеф планеты.
Знаешь ли ты?
Самая большая скорость ветра была зарегистрирована в мае 1999 года в штате Оклахома (США) во время торнадо, скорость которого достигала 486 км/ч (135 м/с).
Ветер характеризуется направлением и скоростью
Направление ветра обозначается той стороной света, откуда он дует. Так, например, северо-восточный ветер дует с северо-востока на юго-запад, а южный ветер – с юга на север.
Ветер всегда направлен от области высокого давления к области низкого давления. Чем больше перепад давлений и меньше расстояние, тем больше скорость ветра. Это можно сравнить со спускающимся со склона горнолыжником: чем круче склон, тем больше разгон. Скорость ветра обычно измеряется в метрах в секунду (м/с) или в километрах в час (км/ч). Когда скорость ветра превышает 21 м/с, мы имеем дело со штормом. Сила ветра измеряется в баллах.
Определение силы и скорости ветра
Скорость ветра (в баллах) | Скорость ветра (м/с) | Признаки | |
0 | >0,3 | Дым из трубы поднимается ровно вверх. |  |
1 | 0,3–1,5 | Дым слегка отклоняется. | |
2 | 1,5–3,0 | Листья деревьев дрожат, ощущается движение воздуха. | |
3 | 3,0–5,5 | Листья деревьев качаются на ветру. |  |
4 | 5,5–8,0 | Тонкие ветви деревьев качаются, в воздухе кружится пыль. | |
5 | 8,0–10,5 | Небольшие деревья качаются. | |
6 | 10,5–14,0 | Толстые ветви деревьев качаются, гудят электрические и телефонные провода. |  |
7 | 14,0–17,0 | Деревья качаются, трудно ходить. | |
8 | 17,0–20,5 | Ветви деревьев ломаются. | |
9 | 20,5–24,0 | Деревья ломаются, с крыш срывает черепицу. |  |
10 | 24,0–28,0 | Ветер выворачивает деревья с корнями. | |
11 | 28,0–33,5 | Разрушаются строения. |  |
12 | >33,5 | Стихийное бедствие. |
Перевод
Скорость ветра в центре тайфуна достигает 350 км/ч. Они зарождаются над океанами и, двигаясь в сторону суши, вбирают в себя до 2 млрд тонн водяного пара. Самые большие разрушения и до 90% смертей связаны именно с приносимыми ими наводнениями. Самые сильные ветры – это ветры торнадо (до 500 км/ч). Торнадо, или смерчи, зарождаются в облаках и спускаются на землю в виде воронки, в центре которой давление воздуха очень мало. Именно поэтому смерч засасывает в себя все, что находится поблизости. Прежде чем рассеяться, он может преодолеть до 350 км, разрушая все на своем пути. Самые сильные ветры дуют в тропиках и связаны с потоками теплого влажного воздуха. Самым опасным местом является т. н. Аллея торнадо, проходящая через Техас, Канзас, Небраску, Дакоту и Оклахому. Холодный сухой воздух из Канады здесь встречается с влажным теплым воздухом Мексиканского залива. В год здесь образуется больше торнадо, чем где бы то ни было (более 700). Еще пять опасных явлений связанных с ветром: саму́м – горячий сухой ветер пустынь, взметающий в воздух тонны песка (скорость до 150 км/ч); метель (сильный ветер, сопровождаемый снегом); пыльные вихри, или пылевые дьяволы (образуются в сухих жарких регионах и напоминают небольшие смерчи); пепельный смерч (вихрь, поднимающий тучи пепла и золы над пожарищами) и водяные торнадо (образуются над водоемами).
Подумай!
- Вспомни шторм, который ты видел, и опиши его. Определи по таблице, какая была тогда скорость ветра.
Как распределяются ветры на Земле?
В районе экватора поверхность суши и моря нагревается сильно и, в свою очередь, сильно нагревает воздух. Теплый воздух поднимается вверх, и у земной поверхности формируется область с очень низким атмосферным давлением. Поднявшись на высоту 10–14 км (на этой высоте летают реактивные самолеты), воздух движется в верхних слоях тропосферы к Северному и Южному полюсам. Из-за вращения Земли в Северном полушарии поток воздуха отклоняется вправо, а в Южном полушарии – влево.
На широте 30–35° поток воздуха уже отклонился настолько, что дальше движется с запада на восток вдоль параллели. Он повернул бы даже назад к экватору, но сделать это не дает движущийся оттуда воздух. В результате воздух накапливается, опускается вниз и образуется область высокого давления. В этой области, которую называют еще поясом затишья (экваториальной зоной штилей), устанавливается ясная и безветренная погода. Чаще всего это происходит над океанами. Во времена парусных судов пересечение этих широт было очень трудным и длительным.
Опустившийся теплый тропический воздух движется дальше в двух направлениях. Один его поток направляется на север, другой – на юг. Ветры, дующие в сторону экватора, называются пассатами. Эти воздушные течения очень устойчивы по направлению и силе и в течение года почти не меняются. Из-за вращения Земли в Северном полушарии пассаты дуют не с севера на юг, а с северо-востока на юго-запад (северо-восточный пассат), а в Южном полушарии – с юго-востока на северо-запад (юго-восточный пассат).
Второй поток теплого тропического воздуха из области высокого давления направляется к средним (60-м) широтам. Там расположена область низкого давления. Туда же движется воздух из холодных полярных областей с высоким атмосферным давлением. Эти ветры тоже дуют не вдоль меридианов, а изменяют направление: в Северном полушарии господствуют северо-восточные ветры, а в Южном полушарии – юго-восточные ветры. На широте 60° теплый воздух из тропиков встречается с холодным арктическим и как более легкий поднимается по его поверхности. В обоих полушариях возникают пояса западных ветров, потому что из-за вращения Земли ветры и здесь отклоняются в сторону. На 60-ой широте Южного полушария располагается сплошной океан, что делает местный пояс западных ветров значительно сильнее, чем в Северном полушарии, где материки и возвышенности создают преграды для западного течения. По этой причине, в Южном полушарии сформировалось окружающее Антарктику течение Западных ветров (см. параграф 2.3), у которого нет аналога в Северном полушарии.
Большая часть поднявшегося на шестидесятых широтах воздуха дальше движется к полюсу, остывает, опускается вниз и еще больше увеличивает атмосферное давление полярной области.
В движении воздуха на Земле можно различить: экваториальный пояс подъема; два пояса пассатов; два тропических пояса постоянно высокого давления, образованных опускающимся воздухом; два пояса западных ветров умеренного пояса; два пояса восточных ветров полярных областей.
Почему движение воздуха сложное?
Существует несколько причин, которые делают движение воздуха сложным.
- Земля вращается вокруг своей оси. Поэтому на каждое движущееся тело на ее поверхности (в том числе и на ветер) влияет сила, которая отклоняет его от первоначальной траектории. В Северном полушарии ветер отклоняется вправо, а в Южном полушарии – влево.
- Помимо областей, где постоянно жарко или холодно, во внутриматериковых районах умеренного пояса есть регионы, где летом очень жарко, а зимой очень холодно. Соответственно времени года меняется атмосферное давление, а вместе с ним – и направление движения воздуха.
- Море и суша даже на одних градусах широты нагреваются и охлаждаются с разной скоростью.
- Ветер встречает на своем пути высокие горы и глубокие долины, которые препятствуют его движению и не дают смешаться холодному и теплому воздуху.
- Само движение воздуха является причиной возникновения новых областей с высоким и низким давлением.
Знаешь ли ты?
Энергия ветра покрывает примерно 4% потребности населения Земли в электроэнергии.
- Рельеф
- Реки
- Время года
- Свойства поверхности (море, материк)
- Вращение Земли вокруг своей оси
- Изменения давления воздуха
- Ветрогенераторы
- Самолеты
Подумай!
- Почему холодный и теплый воздух не смешиваются?
Что такое воздушные массы?
Крупные объемы воздуха, соизмеримые по размерам с континентами и имеющие однородные свойства, называются воздушными массами. Названия они получают по тому месту, где образуются. Воздушные массы перемещаются согласно законам общей циркуляции воздуха и, в зависимости от своих свойств, изменяют установившуюся в занимаемой ими области погоду.
Воздушные массы формируются на разных широтах и различаются по температуре и по содержанию влаги. В зависимости от влажности, воздушные массы делятся на континентальные и морские. Континентальные воздушные массы образуются над сушей и содержат мало влаги. Морские воздушные массы формируются над морями и океанами и поэтому влажные.
Экваториальные воздушные массы (ЭВМ) образуются на экваторе и вблизи него над океаном и дождевыми лесами. Воздух там весь год жаркий и влажный. Экваториальные воздушные массы формируются восходящими потоками воздуха, который приносят пассаты из тропиков.
Тропические воздушные массы (ТВМ) формируются на широте 30–40° в поясе высокого давления с нисходящими потоками воздуха. Опускающийся воздух нагревается и становится сухим. Потоки тропического воздуха направляются к экватору и к умеренному поясу. В Европу теплый тропический воздух проникает и летом, и зимой.
Воздушные массы всегда движутся в том направлении, где Солнце находится в зените. Если Солнце находится в зените в Северном полушарии, то экваториальная воздушная масса смещается на север.
Воздушные массы умеренного пояса (УВМ) образуются из воздуха, который движется из пояса высокого давления (на широте 30–40°) к полюсу. Континентальные воздушные массы этого пояса сухие, а морские воздушные массы влажные. Их температура зависит от характера поверхности. Над материком температура зимой может быть очень низкой, а летом – такой же высокой, как в тропиках. Морские воздушные массы умеренного пояса летом не нагреваются и зимой не охлаждаются так сильно, как континентальные воздушные массы.
Арктическая и антарктическая воздушные массы (АВМ) формируются в районах полюсов над ледяными полями главным образом во время полярной ночи. Они образуются в верхних слоях атмосферы, когда пришедший к полюсам теплый воздух охлаждается и опускается. Арктическая и антарктическая воздушные массы содержат мало водяного пара, поскольку в холодном полярном климате испарение почти не происходит.
- Жаркая и влажная
- Образуется на экваторе
- Образуется в области низкого давления
- Образуется между 30-ой и 40-ой параллелями
- Образуется в области высокого давления
- Теплая и сухая
Дополнительный материал. От чего зависит интенсивность осадков?
Образование осадков – сложный процесс, зависящий от многих факторов:
- от свойств воздуха;
- от скорости конденсации водяного пара (как быстро он превращается в воду или лед);
- от скорости движения воздуха внутри облаков и вокруг них.
От свойств воздуха зависит, каково будет содержание водяного пара в нем. Содержание пара, в свою очередь, влияет на количество осадков. В теплом воздухе водяного пара обычно больше, чем в холодном. Также влажность воздуха выше над крупными водоемами и лесами.
Во-вторых, на интенсивность осадков влияет скорость конденсации водяного пара. Если это происходит на протяжении длительного времени, например, в течение нескольких часов, то результатом будут затяжные дожди. Если конденсация произойдет быстро, то пройдет кратковременный проливной дождь, или ливень.
В-третьих, большое значение имеют процессы образования осадков и сила восходящих потоков воздуха внутри облаков. В тонких облаках сильные осадки сформироваться не смогут. Также они будут менее обильными, если сила восходящих потоков в облаке довольно мала. А вот в больших грозовых облаках возникают сильные восходящие потоки воздуха, которые задерживают сконденсировавшуюся воду и позволяют облакам накопить огромное количество осадков. В результате капли и ледяные кристаллы становятся крупными и многочисленными. В какой-то момент облака больше не могут удерживать их, и начинается ливень, часто сопровождаемый грозами или градом.
Дождь или снегопад будет сильным, если
- в воздухе много водяного пара,
- конденсация происходит быстро,
- в облаках возникают сильные восходящие потоки воздуха.
- умеренная морская
- умеренная континентальная
- арктическая
- тропическая морская
- тропическая континентальная
- антарктическая
- экваториальная
Что такое бризы?
Практически на всех побережьях в течение суток ветер меняет направление и дует то с суши, то с моря. Такой летний прибрежный ветер называется бризом.
В зависимости от того, откуда дует ветер, бриз называется береговым или морским.
Днем суша нагревается быстрее, чем вода. Теплый воздух расширяется и поднимается вверх. Давление холодного воздуха над морем больше, поэтому днем бриз дует с моря на нагретое побережье.
Ночью суша охлаждается быстрее, чем вода. Уже на закате воздух над морем теплее, чем над сушей. Над водой образуется область низкого давления, поэтому бриз меняет направление и дует с побережья в сторону моря.
- Над морем воздух теплее, чем над сушей.
- После полудня разница температур над морем и над сушей самая маленькая.
- После полудня разница температур над морем и над сушей самая большая.
Подумай!
- Какой ветер приносит прохладу на побережье в жаркий летний день?
- Когда на побережье устанавливается штиль?
Понятия
- воздушные массы – крупные подвижные части тропосферы, обладающие одинаковыми свойствами
- восточные ветры полярных районов – сухие холодные ветры, дующие из полярных областей постоянно высокого давления в более низкие широты
- западные ветры умеренного пояса – преобладающие ветры, дующие в умеренном поясе примерно между 35 и 65 градусами северной и южной широты
- пассаты – постоянные ветры, направленные от тропиков к экватору
- бриз – местный ветер, который дует на побережье морей и больших озер; имеет суточную периодичность
- береговой бриз – ночной бриз, дующий с побережья на море
- морской бриз – дневной бриз, дующий с моря на побережье
