Vējš ir gaisa plūsma, kas parasti pārvietojas horizontālā virzienā no augsta atmosfēras spiediena zonas uz zemu. Tās galvenās īpašības ir virziens, stiprums un ilgums.
Kā veidojas vējš?
Galvenais vēja veidošanās iemesls ir nevienmērīgs atmosfēras spiediena sadalījums. Saules stari, sasniedzot Zemes virsmu, silda okeānu un zemi. Turklāt temperatūra dažādās mūsu planētas daļās palielinās nevienmērīgi.
Piemēram, ekvatoru zona un atbilstošās jostas ir visvairāk sasildītas. Okeāna ūdeņu temperatūra paaugstinās mazāk intensīvi nekā sauszemes temperatūra, tomēr ūdenstilpes ilgāk saglabā siltumu.
Tādējādi gaisa masas tiek uzkarsētas arī nevienmērīgi. Zonas ar dažādu spiedienu veidojas, kā rezultātā notiek gaisa cirkulācija. Tātad, uzkarsētas plūsmas (augoši) no zema spiediena zonas steidzas uz augšu. Tikmēr atdzesēts gaiss (downdrafts) nolaižas un steidzas uz zema spiediena reģionu.
Zemes atmosfēra neapstājas ne uz brīdi. Gaisa cirkulācijas procesam ir globāls raksturs. Kad saduras masīvas silta un auksta gaisa straumes, rodas dažādas intensitātes vēji.
Vēja ātruma klasifikācija punktos pēc Boforta skalas
Pasaulē ir ierasts atšķirt vēju pēc ātruma un spēka punktos no 0 līdz 12. Šim nolūkam izmanto Boforta skalu, ko izstrādājis īru jūrnieks, kartogrāfs un militārais admirālis Fransisko Bofortu.
Bofortam bija daudz nopelnu un talantu, taču viņš tieši pateicoties šim mērogam ieguva pasaules slavu. Dienesta laikā Jūras spēkos Francisks regulāri novēroja vēju. Viņš pierakstīja datus dienasgrāmatā. Nākotnē novērošana palīdzēja viņam attīstīt mērogu, kuru oficiāli apstiprināja 1838. gadā.
Interesants fakts: lai godinātu Fransuā Boforta izcilos pakalpojumus, viņš tika nosaukts par jūru, Antarktikas salu un apmetni Kanādas ziemeļos.
20. gadsimtā tika pabeigta Boforta skala: 12 punktu sistēma tika paplašināta līdz 17, lai varētu klasificēt īpaši spēcīgus vējus, piemēram, taifūnus. Bet paplašinātā versija tiek izmantota tikai tajās teritorijās, kur šādi taifūni sastopami diezgan bieži (Ķīna, Taivāna utt.).
Pēc Boforta skalas vēja stiprumu nosaka pēc 2 kritērijiem:
- liels jūras uztraukums;
- vēja ietekme uz sauszemes objektiem.
Attiecīgi ir 2 tabulas: viena zemei, otra atklātajam okeānam. Sauszemes tabulā parādīts vēja stiprums un ātrums metros sekundē. Otrajā variantā vēja ātrumu norāda mezglos. Abas skalas norāda kopīgās pazīmes, kas var noteikt gaisa plūsmas stiprumu.
Vēja virziens
Vēja virziens galvenokārt ir atkarīgs no atmosfēras spiediena atšķirībām un Zemes rotācijas. Ir novērots, ka planētas polos dominē austrumu vēji. Abu puslodu mērenā zonā vēji pūš uz rietumiem.
Tropiskajā zonā ir austrumu puses gaisa straumes. Ir arī lielas teritorijas, kurās vējš pārvietojas vertikāli, ievērojot zema un augsta atmosfēras spiediena likumu. Tās ir subtropu un subpolārās zonas.
Klimatoloģijā un meteoroloģijā pastāv vēja rozes jēdziens. Šī ir vektora tipa diagramma, kas parāda vēja režīmu noteiktā apgabalā, pamatojoties uz nepārtrauktu novērošanu.
Vēja roze ir daudzstūris, kura stari atšķiras no diagrammas centra. Pēc katra stara garuma var spriest, cik bieži vējš pūš noteiktā virzienā. Šī informācija tiek ņemta vērā, būvējot infrastruktūras objektus (ceļus, nosēšanās joslas utt.) Un daudzās citās nozarēs.
Interesants fakts: īstai vēja rozei obligāti ir dažādi stari. Ja visi attēla stari ir vienmērīgi sadalīti, tas ir tikai kardinālo punktu grafisks attēlojums.
Vēja veidi
Saskaņā ar galveno klasifikāciju vējus iedala pastāvīgos (vai dominējošos) un sezonālos.
Tiek saukti pastāvīgie vēji, kas nemaina to virzienu. Tie veidojas augsta un zema spiediena zonu kontakta dēļ. Sezonas vēji attiecīgi maina virzienu atkarībā no pašreizējās sezonas.
Atsevišķu kategoriju veido arī vietējie vēji. Tās ir gaisa masas, kas cirkulē tikai noteiktos planētas apgabalos. Turklāt tie nosaka šīs zonas klimatiskos apstākļus.
Pastāvīgs
Dominējošo vēju šķirnes:
- tirdzniecības vēji;
- Rietumu
- austrumu.
Tirdzniecības vēji - vēji, kas pūš no austrumiem starp tropiem un plūst uz ekvatoru. Tos atdala ar bezvēja sloksni. Tropiskos ciklonus rietumu virzienā virza tirdzniecības vēji.
Mērens rietumu vējš pārstāv gaisa straumes, kas valda mērenā platuma grādos - no 35 līdz 65 grādiem ziemeļu un dienvidu platumā. Viņi pārvietojas no rietumiem uz austrumiem.
Polāro reģionu austrumu vēji tiek virzīti no augsta spiediena zonām uz zema spiediena zonām.
Sezonas
Sezonas vēju pārstāv viena kategorija - musons. Viņi vairākus mēnešus pūš tropos. Tajā pašā laikā divreiz gadā musoni strauji maina savu virzienu.
Vasarā gaiss plūst no okeāna uz zemi, un ziemā otrādi - no cietzemes uz okeānu. Musons siltajā sezonā nes sev līdzi lielu daudzumu nokrišņu. Vēja veidošanās notiek Āzijas austrumos un dienvidaustrumos.
Vietējie
Vietējie vēji ir visdažādākie. Starp tiem var izdalīt šādus veidus:
- Vējš ir silta gaisa plūsma jūras ūdens tilpņu un krasta līnijas krustojumā. Maina virzienu divas reizes dienā. Dienas laikā pūš brīze no jūras uz zemi, naktī - no piekrastes uz jūru.
- Samum ir sauss tuksneša tipa vējš, kas nes milzīgas smilšu masas. Tas ir sastopams Āfrikas tuksnešos un Arābijas pussalā.
- Sirocco - gaiss plūst pāri Ziemeļāfrikai un Vidusjūrai, kurām ir dienvidrietumu un dienvidu virziens.
- Bora - vēji, kas veidojas apgabalos, kur kalni robežojas ar jūrām. Straumju temperatūra ir atkarīga no gadalaika. Virziens ir no kalniem līdz jūrai.
- Fönn - vēja pūš brāzmas no kalniem virzienā uz ielejām. To raksturo sausums un rodas augstuma atšķirību dēļ nelielā platībā. Izplatīts Ziemeļamerikas, Eirāzijas kalnu reģionos.
- Sauss vējš - rodas mērenā zonā virs stepes un tuksnešiem. Gaiss ir sauss un karsts.
- Norders ir vējš, kas novērots Meksikas līcī un pūš no ziemeļiem.
- Zuyd - nosaukums attiecas uz dienvidu vēju, ar kuru sastopas ziemeļpols.
- Zefīri - gaisa straume Vidusjūras austrumu daļā, kas notiek siltajā sezonā.
Ir arī neparastu vēju veidi, piemēram, viesuļvētra (Ziemeļamerikā sastopama viesuļvētra), habubs (Āfrikas smilšu vētras), putenis (Kanādas sniegputenis kā Sibīrijas sniegputenī), hamsins (karsts galelis Saūda Arābijā, kas ilgst apmēram 50 dienas) un citi .
Kā mēra vēja ātrumu?
Vēja ātruma mērīšanai tika izgudroti speciāli instrumenti, ko sauc par anemometriem. Tie ir mehāniski, ultraskaņas un termiski. Mehāniskās iedala kausā un lāpstiņā.
Kausa anemometrs tiek uzskatīts par visizplatītāko. Šāda ierīce sastāv no puslodes bļodām un rotora. Šajā gadījumā bļodas ir uzstādītas uz rotora un, kad pūš vējš, tās sāk griezties.
Šīs mērīšanas metodes pamatā ir spiediena starpība, ko vējš rada bļodu izliektajā un ieliektajā pusē. Rotora ātrums atbilst vēja ātrumam.
Kas nosaka vēja ātrumu un stiprumu?
Vēja ātrums ir atkarīgs no tā, cik liela ir atmosfēras spiediena atšķirība starp teritorijām. Tādējādi, jo ātrāk vējš kustās, jo lielāks ir tā stipruma rādītājs, ar kuru plūsma iedarbojas uz apkārtējiem objektiem.
Piemēram, mēs varam ņemt trīs teritorijas: vienā barometrā tā rāda 765 mm dzīvsudraba staba, otrā - 760, trešajā - 750. Vējš, kas pūš no pirmās teritorijas, trešajā būs spēcīgāks un ātrāks nekā otrajā, jo ir lielākas spiediena atšķirības. .
Kādi vēji izraisa dažādu straumju veidošanos?
Jūras straumes ir spēcīgas ūdens straumes, kas pastāvīgi pārvietojas vai periodiski rodas jūrās un okeānos. Strāvas rodas dažādu iemeslu dēļ, no kuriem viens ir vējš.
Vēja ietekmē straumes tiek sadalītas divos veidos:
- Drift - veidojas tikai vēja ietekmē.
- Vējš (kombinēts) - rodas ne tikai vēja stipruma dēļ, bet kopā ar dažādu ūdens blīvumu, jūras līmeņa slīpumu.
Plūsmas virziens ir atkarīgs no tā, kurā virzienā virzās gaisa plūsma. Vēja straumes vienmēr ir tikai virspusējas. Visspēcīgākie no tiem ir Rietumu vēji, kuru garums ir aptuveni 30 000 km, kā arī dienvidu Passat straumes.
Interesants fakts: Rietumu vēju vai Antarktikas apkārtpola virziens ir vienīgā ūdens straume, kas šķērso visus meridiānus.
Tādējādi jūras straumes izraisa musonu, tirdzniecības vēju un rietumu vēju.
Kāpēc ziemas spiediens virs zemes ir lielāks nekā virs okeāna, un vasarā otrādi?
Ziemā cietzeme atdziest ātrāk nekā okeāna ūdeņi. Tādējādi gaiss atdziest virs cietzemes, un spiediena līmenis palielinās. Virs ūdens staba gaiss ir siltāks, un spiediens ir zemāks.
Vasarā tiek novērota pretēja situācija. Zemes virsma uzkarst ātrāk, tāpēc virs tās veidojas zema spiediena reģions. Virs aukstā okeāna - augsts spiediens.
Tas arī nosaka musonu virzienu dažādos gada laikos. Vasaras musons pūš uz cietzemi, bet ziemas musons - pret okeānu.
Cilvēka izmantotais vējš
Vējš ir vienkāršs enerģijas avots, kas turklāt ir videi draudzīgs. Un ekoloģijas saglabāšana ir viens no galvenajiem cilvēces pašreizējiem uzdevumiem. Interesanti, ka vēja enerģija jau ilgu laiku kalpo cilvēkiem.
Iepriekš šīs bija vienkāršākās ierīces, piemēram, dzirnavas. Tiek būvētas integrētas vēja elektrostacijas, ar kuru palīdzību vēja enerģija tiek pārveidota par elektrību.
Vēja enerģiju var pārveidot par šādiem enerģijas veidiem:
- kinētiskā - buru kuģu kustībai (pagātnē), gaisa balonu lidojumiem;
- mehāniskās - iekārtām, kas sūknē ūdeni un graudaugus (novecojušas metodes);
- elektriskais - elektrības ražošanai.
Pēc potenciāla vēja enerģija ir sestajā vietā iespējamo avotu sarakstā pēc saules starojuma, oglēm, urāna, naftas un dabasgāzes. Iespējamais elektrības daudzums, ko var iegūt no vēja elektrostacijām, ir aptuveni 25–700 TW gadā.
Interesants fakts: Pēc Globālās vēja enerģijas padomes aprēķiniem, aktīva vēja enerģijas attīstība samazinās atmosfērā emitētā oglekļa dioksīda daudzumu par 1,5 miljardiem tonnu gadā.
Vēja enerģijas vadošās valstis (2015):
- Ķīna - 115 000 MW.
- ASV - 65 000 MW.
- Vācija - 39 000 MW.
- Spānija - 22 000 MW.
- Indija - 22 000 MW.
- Lielbritānija - 12 000 MW.
- Kanāda - 10 000 MW.
- Francija - 9000 MW.
- Itālija - 8000 MW.
- Brazīlija - 6000 MW.
Krievijā vēja enerģija ir vāji attīstīta, un tam ir vairāki iemesli. Pirmkārt, vidējais vēja ātrums visā teritorijā ir aptuveni 5 m / s (gada aprēķini). Tas ir nepietiekams rādītājs standarta instalācijām, tāpēc tiek pievienotas papildu aprīkojuma izmaksas.
Otrkārt, ir vēlams izvēlēties stabilus enerģijas avotus, kas ir neatkarīgi no dažādiem faktoriem (īpaši dabīgiem). Vēja enerģija mūsu valstī ir saistīta ar daudziem citiem trūkumiem, it īpaši, ja runa ir par nelielu daudzumu. Piemēram, augstās aprīkojuma izmaksas, problemātiskā darbība, sistēmu uzturēšana utt.
Vērtība dabā
Vējš ir vissvarīgākais dabas faktors, kas ietekmē dabas sastāvdaļas: klimatiskos apstākļus, ģeoloģiskos procesus, augus, dzīvniekus utt.
Galvenā vēja ietekme:
- Spēcīgu okeāna straumju parādīšanās, kas nosaka apkārtējo apgabalu klimatu.
- Augsnes erozija mazu daļiņu pūšanas dēļ.
- Jaunu zemes formējumu veidošanās. Piemēram, smilšu pārvietošana un klāšana ar vēju noved pie smilšu kāpu parādīšanās.
- Tuksneša transports un gaisa piesārņojums. Piemēram, vasarā pūš tirdzniecības vēji ziemeļu puslodē. Tajā pašā laikā tie pakāpeniski tuvojas subtropu tuksnešu zonām. Tā rezultātā putekļi no Sahāras visu sezonu sasniedz Ziemeļamerikas dienvidaustrumu daļu.
- Ugunsgrēku izplatība. Vējš ir viens no galvenajiem faktoriem, kas ietekmē strauju ugunsgrēku izplatību, īpaši meža ugunsgrēkus.
- Ietekme uz augiem. Gaisa plūsmas izplata dažu augu sēklas, ierobežo koku augšanu, un transportētās cietās daļiņas var izraisīt arī mehāniskus bojājumus.
- Ietekme uz dzīvniekiem. Vējš pastiprina aukstumu kombinācijā ar zemu temperatūru - tas ir galvenais aspekts tā ietekmei uz dzīvnieku pasauli. Piemēram, pingvīni, putni, kukaiņi ir spiesti pielāgoties vēja ietekmei. Gaisa masu kustība ir izdevīga dažām sugām - brieži plēsoņas atpazīst no tālienes akūtas ožas dēļ.
Interesants fakts: slavenākie augi, kas izplatās pateicoties vējam, ir pienenes, kļava, tumblewed. Daudzu augu apputeksnēšana notiek ziedputekšņu pārnešanas dēļ.
Kāpēc vējš pūš no jūras uz zemi dienas laikā un otrādi naktī?
Pamata faktors ir temperatūra un atbilstošais atmosfēras spiediens, kā tas ir ziemas / vasaras musonu gadījumā. Bet vējam, kas veidojas uz sauszemes un jūras rezervuāra robežas, ir savs nosaukums - brīze.
Dienas laikā zeme sasilst ātrāk nekā ūdens, tāpēc vējš pūš zema spiediena zonā. Naktīs zemes virsma ātrāk atdziest un ūdens paliek silts, tāpēc brīze maina virzienu un pūš jūras virzienā.
Aiz Zemes
Ārpus mūsu planētas izšķir vairākus vēju veidus:
- saules;
- planētu;
- svešais.
Saules vējš nav gaisa straumju kustība, bet gan plazma, kuru izstaro Saules atmosfēra. Šī parādība notiek ar ātrumu aptuveni 400 km / s. Heliosfēra ir liela starpzvaigžņu telpas sadaļa, kas ieskauj Saules sistēmu un to veido Saules vējš.
Interesants fakts: Zemes magnētiskais lauks neļauj vējam iekļūt atmosfērā. Bet dažreiz zibspuldzes uz Sauli ir tik spēcīgas, ka Saules vējš tomēr izlaužas cauri šai aizsardzībai un izraisa asaras, magnētiskās vētras.
Planētas vējš ir gāzu kustība planētas augšējā atmosfērā. Sakarā ar to planēta zaudē spēju mijiedarboties ar citām gāzes daļiņām. Ja šādi procesi turpināsies daudzus gadus, planēta var zaudēt atmosfēru, ūdens krājumus utt.
Uz citām planētām ir arī dažādi vēji. Uz Venēras tie pūš ar ātrumu 83 m / s un dažu Zemes dienu laikā var lidot ap planētu. Uz Jupitera vējš sasniedz 100 m / s vai vairāk. Spēcīgākās Saturna straumes ir aptuveni 375 m / s.
Interesants fakts: ir zināms, ka uz Marsa ir vairāki vēju veidi. Piemēram, putekļu viesuļvētri un vēji, kas pūš no poliem ar ātrumu aptuveni 110 m / s.