Рух повітря

Розділ ІІІ ОБОЛОНКИ ЗЕМЛІ

§ 31. Рух повітря

Що таке вітер? За допомогою чого визначають напрям вітру? Що нагрівається швидше – суходіл чи вода?

Чому і як рухається повітря? Атмосферне повітря – це суміш невидимих людині газів. Однак кожний із вас відчуває повітря під час подиху чи у вітряну погоду. Повітря постійно рухається. Розглянемо два основних напрямки руху повітря: вертикальний і горизонтальний.

Висхідні та низхідні потоки відносяться до вертикальних рухів повітря. Висхідні потоки повітря найчастіше виникають у результаті

різного нагрівання підстилаючої поверхні. Теплі висхідні потоки можуть досягати вертикальної швидкості кількох метрів на секунду.

У тропосфері завжди існують і горизонтальні рухи повітря. Ви знаєте, що атмосферний тиск над поверхнею Землі неоднаковий. Повітря, переміщаючись з області високого тиску в область низького тиску, утворює вітер. Отже, причина утворення горизонтальних переміщень повітря – різний атмосферний тиск у різних районах поверхні Землі.

Вітер – це горизонтальний рух повітря з області високого тиску в області низького.

Чим більша різниця тисків – тим сильніший вітер.

Утворення вітру можна спостерігати щоденно в різних місцях. Протяги в приміщеннях, транспорті, тунелях і переходах також виникають через різницю тисків.

Найкраще ілюструє це явище вітер, що утворюється на березі моря, озера чи річки й називається бризом. Як же виникає бриз?

Жаркого літнього дня берег водойми та водний простір прогріваються неоднаково. Оскільки вода нагрівається довше, ніж суходіл, повітря над нею важче, тут утворюється область високого тиску. Суходіл швидше прогрівається, тепле повітря піднімається вгору, створюючи область низького тиску. З водойми на суходіл дме легкий вітерець – це денний бриз (мал. 80, а). Уночі суходіл швидко охолоджується, холодне повітря над ним стискається, тиск зростає. Нагріта за день вода віддає тепло набагато повільніше, тому повітря над нею тепліше, ніж над суходолом, відповідно й тиск менший. Повітря із суходолу переміщується до водойми. Так виникає нічний бриз (мал. 80, б).

Моряки вітрильного флоту використовували це явище. Кораблі відпливали з порту вночі, коли дув нічний бриз у бік моря, а поверталися б порт, коли дув денний бриз.

Мал. 80: а) морський бриз (денний); 6) береговий бриз (нічний)

На південному й східному узбережжі Євразії виникають вітри, за походженням дуже подібні до бризів, але вони змінюють свій напрям не двічі на добу, а двічі на рік. Це – мусони. Улітку добре прогрівається суходіл, тиск над ним низький (Н), і з непрогрітого океану повітря переміщується на суходіл, несучи із собою велику кількість опадів. Це – літній мусон (мал. 81, а). Узимку суходіл дуже охолоджується, над ним утворюється область високого тиску (В), і повітря починає рухатись у бік океану, води якого ввібрали за літній період багато тепла, прогріли повітря, що сприяло утворенню області низького тиску (Н) (мал. 81, б). Зимовий мусон сухий і не приносить опадів.

Через періодичну зміну напрямку руху бризи та мусони називають змінними вітрами.

До місцевих вітрів, крім бризу, відносять вітер-фен. бора, гірсько-долинні та ін. Бризи від берегової лінії поширюються в глибину суходолу, моря або озера на десятки кілометрів і впливають на погоду в береговій смузі. Гірсько-долинні вітри виникають у горах. їм також властива добова періодичність: удень вітри дують із більш затінених і холодних долин угору на обігріті сонцем схили. Такі місцеві циркуляції повітря характерні, зокрема, для Карпат, Альп, Кавказу, інших гірських систем.

Мал. 81.Напрямки мусонів: а) улітку; б) узимку

Мал. 82. Флюгер

Фен – сухий і теплий поривчастий вітер, що дме з гір. Він утворюється впродовж усього року, але найчастіше – узимку та весною. Фен спостерігається в Альпах, Піренеях, Скелястих горах, на Кавказі.

Бора – дуже сильний і холодний вітер, який найчастіше дме з низьких гірських хребтів у бік теплішого моря.

Напрям і швидкість вітру. Основні характеристики вітру (напрям і силу) визначають за традиційним флюгером, який установлюють на щоглі висотою 10-12 м. Флюгер складається зі стрілки-флюгарки, що вільно обертається на осі й завжди гострим кінцем показує напрямок, звідки дме вітер.

Якщо вітер північний, – це означає, що він дме з півночі на південь. Швидкість вітру вимірюють у м/с. Дахи житлових будинків прикрашають флюгери різноманітної форми (мал. 82).

Силу вітру визначають у балах за 12-бальною шкалою Бофорта. 1 бал приблизно дорівнює 2 м/с (див. табл. 2).

Таблиця 2

Співвідношення швидкості та сили вітру

Швидкість Вітру в м/с	Сила вітру в балах Бофорта	Назва вітру	Дія вітру
1	2	3	4
0	0	Штиль	Дим піднімається вгору вертикально.
1	1	Тихий	Дим трохи відхиляється. Шелестить листя дерев.
4-5	3	Слабкий	Помітно хитаються невеликі гілки дерев. На поверхні води утворюються легкі хвилі.
6-8	4	Помірний	Хитаються гілки дерев.
9-10	5	Свіжий	Ледве помітно нахиляються тонкі Й середні дерева.
11-12	6	Сильний	Хитаються середні стовбури дерев. Вітер свистить у вухах.
13-15	7	Міцний	Гудуть дроти. На гребенях хвиль з’являються пінисті баранчики.
16-18	8	Дуже Міцний	Гнуться великі дерева, ламаються тонкі гілки. Затримується рух людини проти вітру.
19-21	9	Шторм	Вітер зриває димарі, черепицю з дахів, ламає великі дерева.
22-25	10	Сильний Шторм	Вітер зриває дахи з будинків, вириває з корінням дерева.
26-29	11	Жорстокий Шторм	Вітер завдає великих руйнувань.
Більш як 30 м	12	Ураган	Вітер завдає великих спустошень.

Роза вітрів. Роза вітрів – це діаграма, що зображує режим вітру в конкретній місцевості (мал. 83). Вона представлена у вигляді відрізків, що виходять з однієї точки в напрямках основних і проміжних сторін горизонту. Довжини відрізків тим більші, чим більше днів дме вітер відповідного напряму. Кінці відрізків найчастіше з’єднують між собою.

Графік показує повторюваність вітрів різних напрямів (північ, південь, схід, захід, північний схід, північний захід, південний схід, південний захід) у даному місці та за певний період часу, наприклад за місяць.

Для чого потрібно визначати напрям і силу вітру? Спостереження за напрямом і силою вітру мають велике значення. Вітри переносять вологу з океанів у глиб материків. Постійні вітри є головною причиною утворення океанічних течій. Ураганні вітри завдають великої шкоди морякам. Вивчаючи особливості вітрів на Землі. людина може запобігти їх руйнівній силі, а також використати її у своїй діяльності.

Вітри мають величезне значення для біосфери Землі. Вони сприяють переміщенню тепла та вологи в тропосфері, переносять пилок, насіння рослин, мікроорганізми.

Мал. 83. Роща вітрів

Здавна у фольклорі, легендах і релігійних уявленнях люди відтворювали вітри як непокірну й усепроникаючу могутню стихію.

Практична робота 6 (продовження)

Складання графіка зміни температури повітря, діаграм хмарності й опадів, рози вітрів, їх аналіз

1. Побудуйте графік зміни температури за тиждень і визначте амплітуду температури за цей термін за даними власних спостережень.

2. Побудуйте розу вітрів за даними власних спостережень.

Повторимо головне

– Вітер – це горизонтальний рух повітря з області високого тиску в область низького.

– Для визначення переважаючих напрямів вітру будують розу вітрів.

Ключові терміни і поняття

– Вітер, сила вітру, напрям вітру, бризи, мусони, флюгер, роза вітрів.

Запитання та завдання

1. Що таке вітер? Яка основна причина його виникнення?

2. Як називається рух повітря у вертикальному й горизонтальному напрямках?

3. Опишіть схему утворення бризів і мусонів. До якого типу вітрів вони належать?

4. Чому відмінності в нагріванні підстилаючої поверхні призводять до утворення вітру?

5. Якими приладами вимірюють напрям і силу вітру?

6. Що показує графік рози вітрів?

7. З моря чи із суходолу дме вітер літнім ранком? Чому? Як його називають?

Визначте за допомогою фрагмента карти погоди в атласі, який напрям вітру переважає в м. Києві. Яка його сила?

Установіть, які вітри переважають у вашій місцевості, використовуючи різноманітні джерела інформації та власні спостереження.

Скарбничка дослідника

Планери (безмоторні літальні апарати) можуть не тільки повільно знижуватися, а й самостійно набирати висоту завдяки стійким висхідним потокам повітря.

Морські птахи альбатроси, набравши висоту, можуть летіти над водними просторами за кораблем десятки кілометрів.

Тропічні мусони поширені в Екваторіальній Африці, у північній частині Індійського океану, у Південній і Південно-Східній Азії, позатропічні мусони – на Далекому Сході, в Японії та на північному сході Китаю. Так, в Індію зимовий мусон приносить сухе прохолодне повітря з гірських районів Центральної Азії. У лютому-березні, коли розпочинається сухий період, поступово стає жарко, у травні наступає нестерпна задуха. У цей час високий тиск над суходолом змінюється низьким річним тиском, на суходіл стрімко поширюється вологе морське повітря, яке приносить щоденні грозові зливи, що викликають паводки на річках.