12 Июля 2018

Природа ветра

Опубликовал augonsedai

Мы сталкиваемся с этим явлением природы каждый день, и особенно желанной эта встреча становится в летнюю жару. Но в действительности мы не задумываемся над тем, какова его истинная природа. Что известно о ветре, и каким он бывает? Об этом мы расскажем в настоящей статье.

Ветер с точки зрения физики и метеорологии

Наука описывает земной ветер, как поток воздуха, который, как правило, движется горизонтально земле. Однако ветер есть и на других планетах, а самый сильный дует на далеком Сатурне и Нептуне. В «Земной» терминологии различают два вида ветра:

  • Шквалы
  • Порывы

Обычно именно с этой терминологией мы сталкиваемся, когда слышим сводки гидрометцентра. Порыв ветра представляет собой краткое дуновение, обычно не превышающее по длительности нескольких секунд. Шквал – это дуновения воздуха большей продолжительности, средние по силе.

Различают также муссоны и пассаты. Первые – это периодически возникающие ветра с большим количеством влаги. Обычно муссоны можно наблюдать в тропиках. Они тянут за собой значительное количество атмосферных осадков и считаются сезонным явлением. Например, в Индии наступает сезон дождей.

А вот пассаты отличаются наибольшим постоянством и силой в три-четыре балла. Они редко меняют направление, и именно они переносят песок на большие расстояния. Известно, что тот самый песок, который мы топчем ногами, еще какое-то время тому назад был частью Аравийской пустыни или какого-нибудь другого отдаленного места.

Разновидности ветров

Различают также ветры по их силе, степени влажности воздуха и продолжительности. Речь идет о следующей классификации:

  • Бризы
  • Бора
  • Фёны
  • Сирокко

Бриз, как правило, вызывает в сознании поэтические образы, он неизменно связан с приятным дуновением у берега моря. Собственно, различается бриз континентальный и морской. Это приятный теплый поток воздуха, несущий приятную прохладу. Интересно, что бриз не возможен в ночное время суток, однако при обратном перепаде давления поток воздуха несется обратно, от суши к морю, и возникает континентальный бриз.

Бора – это суровый и холодный ветер, несущийся с гор в долину. Как правило, это резкое передвижение потоков воздуха.

Фён также дует с гор, однако его отличает сухость и довольно высокая температура.

Сирокко – это ветер, который зарождается в пустыне Сахаре, это сильное дуновение воздуха с юга или юго-западного направления.

Древнегреческие и римские названия ветров

Для древних греков ветер был живой личностью. С ветрами связано много самых разных преданий, одно из которых гласит, что поток воздуха оплодотворил кобылу. В общей сложности, в мифологии эллинов насчитывается до 17-ти различных ветров, некоторые из которых так или иначе были персонифицированы или же обладали особыми свойствами.

Четыре из них – известны практически каждому образованному человеку. Это Борей, Нот, Зефир и Эвр. Как не сложно догадаться, эти четыре ветра относятся к четырем сторонам света: северу, югу, западу и востоку. Упоминания о них можно встретить в гомеровской «Илиаде». Позднее часть греческих названий ветров была заимствована римлянами, как, например, «аквилон» - ветер с северо-востока.

Широко употребляемое в настоящее время слово «аура» на самом деле, у древних греков и позднее – римлян означало название легких ветерков. Это были персонифицированные существа, которых можно было встретить в изобразительном искусстве. Созвучное слово «авра» означало легкий ветерок и буквально переводилось как «струйка».

Причины возникновения ветра

Основным источником ветров является Солнце. Весь фокус в неравномерном нагревании различных участков земной поверхности, потому что в одни части Земли поступает большее количество солнечных лучей, в другие – меньшее. Объем воздуха напрямую связан с его температурой, а оба этих фактора, в свою очередь, формируют давление. Явление ветра как бы стремится уравновесить температурные показатели, поэтому потоки воздушных масс стремятся перенестись из более прогретых участков к менее прогретым.

Шторм и ураган

Шторм – явление хоть и достаточно частое, все же несущее за собой разрушения, которые могут быть как не значительными, так и катастрофическими по своим масштабам. В условиях города шторм грозит тем, что может сорвать крыши домов, повредить линии электропередач или повалить деревья. На море шторм куда более опасен, так как может вызвать сильные волны и потопить судно. По шкале Бофорта, шторм – это ветер, превышающий 9 баллов, и несущийся со скоростью более 20-ти километров в час. Именно такое событие отображено на полотне Айвазовского «9 вал». Однако в средней широте штормовой циклон - явление редкое, оно происходит 1 раз в 8-10 лет.

Что касается урагана, то первое описание данного явления принадлежит Колумбу и датируется 1495. Речь шла о тропическом явлении. А само название пришло в обиход благодаря верованиям индейцев Карибского бассейна, в пантеон которых входил ужасающий бог Хурикана. Стоит отметить, что такое название было получено не спроста, ведь для тропиков ураган является наибольшей катастрофой, уносящей жизни огромного количества людей.

Ураган формируется из движущихся воздушных масс на высоте до 15-ти километров над уровнем моря. Ураган может длиться до нескольких дней. Другие названия данного явления – циклон или тайфун. К слову, «тайфун» происходит от имени древнегреческого бога Тифона, который был тождественен древнеегипетскому Сету, богу пустынь и разрушений.

Интересный факт: центральной частью урагана является так называемый «глаз» - это область полного спокойствия, а размер его при этом может превышать 30 километров.

Смерч, или торнадо

Данное природное явление выглядит как огромный рукав из облаков, простирающийся на большие расстояния от неба до земли, в диаметре могущий превысить даже сотни метров. Различают смерч в условиях суши и на море. Скорость вращения воздуха в образующейся воронке может колебаться, по некоторым оценкам, от 18-ти до 1300 километров в час. Смерч порождает облако, которое движется вместе с вихрем. Разрушительную силу смерча, радиус которого равняется одному километру, а скорость движения – 70 километрам в час, сравнивают с разрушительной энергией эталонной атомной бомбы.

Тело смерча состоит из каскада, футляра и материнского облака. При этом, наблюдается как обломки различных сооружений или деревьев поднимаются вверх воздушными потоками, а затем стремительно падают вниз под собственной тяжестью. Существуют разновидности смерчей, которые практически невозможно увидеть даже опытному глазу, так как они скрыты стеной дождя. Вращение при этом будет различным, в зависимости от того, ближе к Северному или Южному полюсу был порожден смерч. На Южном полюсе торнадо вращается по часовой стрелке, на Северном – против.

Несмотря на то, что природу возникновения смерча еще до конца не исследовали, все же можно назвать ряд факторов, сопровождающих это явление. Если в определенной части Земли (над морем или сушей) образуется купол сухого холодного воздуха, при соприкосновении с ним теплого влажного воздуха начинается взаимодействие в виде образовывающейся воронки. Явление может длиться от нескольких минут до нескольких часов.

Классифицируются смерчи следующим образом:

  • Бичеподобные
  • Водяные
  • Расплывчатые
  • Составные
  • Земляные
  • Снежные
  • Огненные

Первый тип относится к слабым и напоминает тонкую воронку, похожую на бич. По названию некоторых торнадо становится понятно, из чего они состоят. Например, огненный смерч порождается облаком, возникающим вследствие пожара или извержения вулкана. Этот тип смерча опасен тем, что может разносить пожары на большие расстояния. А земляной смерч широк у основания, поднимает камни, которые вращаются с огромной скоростью. Ширина расплывчатых торнадо может превышать высоту, при этом контур вихря является нечетким.

Изучение природы ветра и ветроэнергетика

Практическая польза от изучения ветра довольно велика. С одной стороны, это позволяет создавать прогнозы погоды, с другой стороны – использовать силу ветра для добывания электроэнергии. Данным предметом занимается аэрология и метеорология. Но нередко умы искателей волнует и то, как ветер создает диковинные скульптуры. Ученые из России (Соколовский институт науки и технологий) выяснили, как ветер создает из песчаника арки, мосты и колонны. А предшествовали им пражские ученые из Карлова университета. Таким образом, становится совершенно очевидно, что к созданию многих природных скульптур не причастны ни космические пришельцы, ни древние сверхсекретные технологии, а самая обыкновенная природная стихия.

Таким методом создания всевозможных форм из камня является «эволюционная структурная оптимизация». Ученым удалось создать математическую модель эрозии. Суть механизма заключается в накоплении предельно низкого количества энергии упругой деформации. Таким образом из конструкции постепенно удаляются слабые элементы, и - никакой мистики.

Одним из приоритетных направлений в украинской науке является изучение ветра как альтернативного источника электроэнергии. Данное направление энергетики регулярно освещается на международных симпозиумах и конференциях. Основными причинами, почему организации, входящие в ООН, финансируют исследования в данной области, являются загрязнение окружающей среды и угроза топливного голода.

В случае с ветром – этот ресурс является неисчерпаемым и абсолютно безвредным с точки зрения экологии. В 1936 году в Крыму был установлен первый ветряной агрегат. Но, к сожалению, на территории Украины данная отрасль развивалась крайне медленно. Финансирование в настоящий момент происходит за счет поступлений 0,75% от продукции в системе Минэнерго страны. При этом Украина среди всех стран Восточной Европы лучше всего подходит для развития ветроэнергетики, так как в ее составе более 60-ти тысяч километров квадратных мелководных акваторий с высоким ветропотенциалом. Данные территории никак не используются.