Zašto vjetar duva sa stanovišta fizike? Brzina, jačina i smjer vjetra. Sa naučne tačke gledišta

Dom


U arsenalu vremenskih nepogoda jedno od glavnih mjesta je, naravno, dato vjetru. Može biti topla i nježna, ili može puhati takvom snagom da tok zraka otkiva krovove kuća i odnese kućni pribor. Sa sobom nosi kišu, ili obrnuto, rastera oblake koji se nadvijaju nad gradom, vraćajući se plavo nebo

i . Za sve narode vjetar simbolizira slobodnu prirodu, koja nije podložna vezanostima i obavezama.

On se pokorava samo svojim željama, nepredvidiv je i može ispasti i prijatelj i neprijatelj. Ali šta je zapravo vjetar, kako nastaje i može li se njime kontrolirati?

Šta je vjetar? WITH naučna tačka

Vjetar je kretanje zračne mase iz područja visokog tlaka u područje niskog tlaka. U pravilu su ovi pokreti usmjereni horizontalno. Iako postoje uzlazne i silazne zračne struje koje stvaraju razlike atmosferskog tlaka u različitim dijelovima


planete, obično se ne nazivaju vjetrovima. Osim razlika u pritisku, na brzinu i smjer vjetrova u određenoj mjeri utiču i okeanske struje, rotacija Zemlje, teren i drugi faktori. Do sada meteorolozi nisu naučili da predviđaju ponašanje sa dovoljno visokom pouzdanošću. vazdušne mase

atmosferu, porijeklo vjetrova i njihovo dalje ponašanje. Satelitska slika je od velike pomoći u tome, ali bilježi samo tekuće procese.

Ljudi još uvijek nisu naučili točno pogađati porijeklo i smjer, a još manje kontrolirati "ponašanje" vjetrova i uragana, ali su opći obrasci kretanja zračnih masa već dovoljno proučeni.

Kako se pojavljuju vjetrovi? Tokom dana, Sunce daje Zemljinu površinu ogromna količina

toplotne energije, grijanja kopna i debljine okeana. Ali ovo grijanje je izuzetno neravnomjerno i ovisi o mnogim faktorima.

Najvažnija od njih je udaljenost do Sunca: ekvatorijalna područja, zbog činjenice da se Zemljina os rotacije nalazi okomito na njenu orbitu, nešto su bliže zvijezdi i primaju više energije od polova. Zemlja se tokom dana zagrijava bolje od vode, ali voda bolje zadržava toplinu.

toplotnu energiju Sve ovo dovodi do toga da, koji se zagreva prvenstveno površinom planete, na nekim mestima je topliji od drugih. Zagrijani zrak juri prema gore, stvarajući razrijeđen prostor, a hladniji zrak iz susjedne zone juri na njegovo mjesto.


Sudarajući se jedna s drugom, tople i hladne zračne struje ponekad stvaraju škvalove, vihore, pa čak i tornada. Ovi procesi se odvijaju na cijeloj površini planete, koja, gledano odozgo, podsjeća na uzavreli kotao, gdje se sudaraju i kovitlaju u raznim pravcima vazdušne struje, noseći sa sobom bijelu pjenu oblaka.

Smjer vjetra

Kada bi se površina Zemlje svuda podjednako zagrijavala, ne bismo imali vremenskih nepogoda. Vazdušne struje bi se kretale samo u vertikalnom pravcu: hladne bi se kretale naniže, a tople bi se kretale prema gore. Međutim, zagrijavanje se odvija na različite načine: u području ekvatora zrak se uvijek dobro zagrijava i diže, a zamjenjuju ga hladne mase iz hladnijih krajeva.

Do sudara ovih masa dolazi u različitim dijelovima planete, ali uvijek dovode do formiranja. Tokovi zraka biraju različite smjerove, ovisno o popratnim okolnostima.

Glavni faktori koji utječu na smjer vjetra su rotacija planete i razlika atmosferski pritisak. Utvrđeno je da je u polarnim područjima dominantan smjer vjetra istočni, a u umjerena zona Sjeverna i Južne hemisfere Duva pretežno zapadni vjetar.

Tropska zona prepušten je na milost i nemilost istočnim vjetrovima. Između ovih glavnih zona formiranja vjetra postoje četiri pojasa relativne tišine - po dva subpolarna i suptropska, gdje se zrak kreće pretežno vertikalno: zagrijani zrak ide gore, a hladni tone na površinu zemlje.


Vjetrovi igraju važnu ulogu u održavanju klimatske ravnoteže planete. Oni prenose vlagu isparenu okeanima na kopno, navodnjavajući njegovu površinu i pružajući mogućnost za postojanje brojnih životinja i flora Zemlja.

Kao i neke druge planete solarni sistem Zemlja je okružena slojem gasova. Ovaj sloj se zove atmosfera. Zemljina atmosfera sastoji se uglavnom od azota i kiseonika.

Pojedinačni molekuli plina su konstantno velike brzine kretati se u različitim smjerovima. Svi zajedno čvrsto su vezani za Zemlju silom njene gravitacije.

On se pokorava samo svojim željama, nepredvidiv je i može ispasti i prijatelj i neprijatelj. Ali šta je zapravo vjetar, kako nastaje i može li se njime kontrolirati?

Vjetar je zajedničko kretanje u jednom smjeru velikih masa molekula atmosferskih plinova. Struja takvih sinhrono pokretnih molekula može zviždati, puhati visoka zgrada, i skidajte šešire prolaznicima, ali ako postoji cijela rijeka molekula, pa čak i nekoliko kilometara široka, onda takav vjetar može letjeti oko cijele planete.

IN unutra, gde se vazduh jedva kreće, možete čak zaboraviti na njegovo postojanje. Ali ako stavite ruku van prozora automobila u pokretu, postaje jasno da zrak postoji, a iako je nevidljiv, vrši primjetan pritisak. Zaista, stalno doživljavamo vazdušni pritisak koji se čini prolaznim i bestežinskim. Ali u stvari, cijela Zemljina atmosfera teži ne manje od 5 kvadriliona tona.

Zanimljiva činjenica: Vjetar duva jer tlak zraka varira u različitim dijelovima atmosfere.

Vjetrovi nastaju jer atmosferski tlak neznatno varira u različitim dijelovima atmosfere. Zašto razlika u pritisku uzrokuje vjetar? Zamislite branu. Visina vodostaja sa jedne strane je 6 metara, sa druge - 3. Ako otvorite brane brane, voda će brzo teći u pravcu gde je vodostaj 3 metra, i teći će sve dok voda nivoi su jednaki. Nešto slično se dešava sa vazduhom.

Vjetar je zrak koji se kreće u odnosu na površinu zemlje; a kreće se zbog fluktuacija atmosferskog tlaka. Inače ne bi bilo vjetra. Razlike u pritisku postoje u oblastima u kojima sunce neravnomerno zagreva površinu zemlje.

Iznad tople površine, vazduh se takođe zagreva i povećava zapreminu, a njegov pritisak raste u skladu sa tim u poređenju sa hladnijim područjima.

Zrak se može smatrati slojevima između površina pod konstantnim pritiskom (desno), s najgušćim slojem na dnu. Kada je vazduh nepromenjen, njegovi slojevi su glatki i ravni, kao u fazi 1. Ali ako jedna od oblasti (faza 2, žuta) apsorbira određenu količinu topline, zatim se zrak širi, njegov pritisak raste, a slojevi tlaka zraka se također šire i savijaju.

Zrak tada počinje da se kreće iz područja visokog tlaka u područje niskog tlaka, stvarajući vjetar visoko iznad tla (Faza 3). Što je veća amplituda temperaturnih fluktuacija - i, shodno tome, pritiska - između dva područja, to je vjetar između njih jači.

Neravnomjerno grijanje. Sunce zagrijava tačku B, uzrokujući porast temperature zraka iznad nje (desno). Vazduh se povećava u zapremini i diže, a njegov pritisak raste.

Konvekcija uzrokuje vjetrove

Pritisak vazduha raste sa porastom temperature. Prema tome, ako se masa toplog vazduha graniči sa masom hladnijeg vazduha, tada će pritisak u ove dve mase biti različit. Ova razlika uzrokuje konvekcijske struje (faze 1-4), koje stvaraju vjetar između dvije zone.

Equilibrium. Temperatura u tačkama A i B (levo) je ista, kao i pritisak iznad njih. Dakle, između ovih tačaka nema vjetra.

Kreativna moć. Razlika u vazdušnom pritisku iznad tačaka A i B stvara gradijentnu silu koja pomera vazduh iz oblasti visokog pritiska u oblasti niskog pritiska. On također nosi dio zraka iznad tačke B do tačke A, uzrokujući gornji atmosferski vjetar (crvena strelica) u istom smjeru.

Površinski vjetrovi. Vazduh u tački A izaziva porast pritiska, dok u tački B opada. Ovo stvara površinski vjetar koji struji u suprotnom smjeru od vjetra gornje atmosfere. Silazni tok u A i uzlazni tok u B završavaju ciklus.

Kada prave vremenske karte, naučnici se oslanjaju na zamišljene atmosferske površine koje se nazivaju površine konstantnog pritiska (zakrivljene ravni, gore). U svakoj tački na ovoj površini pritisak je konstantan. Kada zamišljena ravan paralelna sa Zemljom (crveni obris) siječe površinu konstantnog pritiska, meteorolozi povlače liniju - izobaru - koja razdvaja područja sa različit pritisak zrak. Zračna masa između izobara (tamnoplavi segment) usmjerava se gradijentnom silom (zelena strelica) u područje nižeg pritiska.

Kružne izobare

U područjima s različitim pritiscima, smjer vjetra je također određen centrifugalnom silom. U gornjoj atmosferi, sila gradijenta pritiska, sila rotacije i centrifugalna sila su u ravnoteži ako vjetrovi pušu u smjeru kazaljke na satu oko područja visokog tlaka (krajnje lijevo, gore) i suprotno od kazaljke na satu oko područja niskog tlaka (lijevo, gore). Iznad površine, trenje okreće vjetar prema van prema gore (krajnje lijevo, dolje) i prema unutra-dolje (krajnje lijevo, dolje).

Elementarna pitanja često vode u ćorsokak. Čini se da razumijete i znate odakle vjetar dolazi, ali kako ga pravilno formulirati i lijepo izraziti misao? A ako dijete pita, situacija postaje mnogo komplikovanija. Na kraju krajeva, on još uvijek nema pravo razumijevanje svijeta oko sebe niti poznavanje fizike.

Odakle dolazi vjetar?

Da biste nekom drugom nešto objasnili, morate sami razumjeti problem. Barem u pojednostavljenoj verziji:

• Vazduh na našoj planeti se ne zagrijava ravnomjerno.
• Različite temperature mogu biti uzrokovane karakteristikama terena i promjenjivim vremenom.
• Iz kursa fizike možete se sjetiti da lakši zagrijani zrak juri prema gore.
• Priroda neće tolerisati prazninu;
• Topli vazduh koji je „pošao prema gore“ zamenjuju hladne mase iz manje zagrejanog prostora.
• Hladan vazduh se kreće horizontalno duž tla.

Dakle, ispada da ako ne osjetimo uzlazno kretanje toplog zraka, onda je teško ne primijetiti strujanje hladnog zraka iznad tla.

Naravno, sve je malo komplikovanije, zona igra svoju ulogu visok i nizak krvni pritisak, čak i solarni vetar utiče na formiranje vetra i vazdušnih masa. Ali ako uđete u takve detalje, sami nećete moći ništa da shvatite. Ali za nekog drugog" jednostavnim jezikom “Ovo treba objasniti.

Kako dijete treba odgovoriti na pitanje o vjetru?

Naravno, možete krenuti jednostavnim putem i koristiti neku vrstu zamjene za pravi opis:

• Ovako dišu zemlja i more, trebaju i disati.
• Vjetar se pojavljuje jer Bog počinje ljutito disati.
• Ovako drveće šušti lišćem i pokreće zrak da komunicira.

Ali sve to ni približno ne odražava stvarno stanje stvari, a na nekim mjestima čak zamjenjuje uzrok i posljedicu.

Vjerovatno najbolje objašnjenje: “ Hladan vazduh dolazi u posetu toplom, zbog čega duva».

U to je lako povjerovati, nema religiozne konotacije, ako se dijete sjeća, onda će kad odraste shvatiti da su njegovi roditelji zaista znali, koliko tačno i pokušao da mu objasni u kojoj meri se razvijao.

Može se prikazati na elementarni primjer- otvorite ulazna vrata i pokažite da odatle „vuče” hladan vazduh. Zatim objasnite da je u stanu toplo, ali da je hladno na podestu. Zato nastaju vetar i promaja, jer hladan vazduh ide tamo gde je toplije.

Radoznalo dijete može se zapitati gdje ide topli zrak? Ovdje ili budite potpuno iskreni i pokušajte objasniti da se diže više, ili smislite neki uvjerljiv izgovor. Kao, ostaje tamo, ali se smrzava zbog takvog komšije.

Vjetar - prijatelj i neprijatelj čovječanstva

Vjetar utiče na ljudski život na različite načine:

Čovjek je u velikoj mjeri uspio „ukrotiti“ iskonske elemente i naučio koristiti mnoge prirodne pojave za tvoje dobro. Ali ih nema efikasne načine pa čak i teorijski razvoj koji bi omogućio poraz vjetra. Uvek duva gde god hoce. Čak se, u tom pogledu, pokazao mnogo savitljivijim, ali možda za par decenija vidimo prve vazdušne brane.

Ostaje samo razumjeti šta će biti značenje takvih struktura. Može se dati kao argument zaštita od uragana, ali ova opcija grubog utjecaja na atmosferu može dovesti do još pogubnijih posljedica.

Kako objasniti djetetu šta je vjetar?

Inače, detetu je čak teško objasniti šta je vetar i odakle dolazi. Bolje je ići korak po korak, počevši od najjednostavnijih:

1. Vjetar pokreće zrak.
2. Vazduh se kreće jer se različito zagreva i uvek teži tamo gde je toplije.
3. Može da šušti lišće, pa čak i savija drveće jer ima težinu.
4. Ako neko hoda i ima težinu, dok se kreće pomjeraće sve što udari.
5. Vazduh ima premalu težinu, ali ga ima mnogo i kreće se u velikim količinama odjednom.
6. Mi to jednostavno ne vidimo, pa je teško povjerovati da se radi o masi.

Zbog nategnutih objašnjenja, djeca mogu stvoriti ideju da je vjetar neka vrsta animirano stvorenje, okrutan ili pošten, obdaren svojom voljom.

Sve to može uplašiti dijete ili postaviti klimave temelje za sticanje novih znanja u budućnosti. Zato je bolje da naučite dete da čita sa 5-6 godina i kupite mu par enciklopedija koje će moći da odgovore na pitanja. većina pitanja. Ali to roditeljima još uvijek ne garantuje barem minut mira.

u stvari, Bolje je cijeniti taj kratak period kada dijete stalno pita "zašto?" , jer će proći i nikada se više neće ponoviti. A prilika da za dijete budete sveznajući mudrac, sposoban da odgovori na bilo koje pitanje, možda se više neće pojaviti.

Kako nastaje vjetar?

1. Formiranje vjetra nastaje zbog kretanja ogromnih zračnih masa.
2. Kretanje vazdušnih slojeva se objašnjava različitim nivoima zagrevanja atmosfere, kretanjem duž gradijenta pritiska i uticajem sunčevog vetra.
3. Hladan vazduh koji osećamo u vidu vetra uvek se kreće što bliže zemlji.
4. U blizini vodenog tijela najčešće je jak vjetar, jer je zrak iznad vode uvijek hladniji.
5. Tlo, pa čak i asfalt zagrijavaju se brže od vode. To je zbog hemijskih i fizičke karakteristike. Stoga s mora i rijeke stalno duva svježina.

Vjetar je opasan u pojedinim sjevernim i primorskim područjima. U istoj tundri nema prirodnih prepreka na putu hladnog zraka, tako da može razviti kolosalne brzine.

Oni koji žive blizu mora znaju šta je to olujno upozorenje i odlično razumiju da je po takvom vremenu bolje da se ne pokazuju napolju.

Pokušajte da se ne zbunite pokušavajući da objasnite svom djetetu odakle vjetar dolazi. Na kraju krajeva, vrlo je lako izgubiti povjerenje djece;

Video o izvoru vjetrova

To je nešto misteriozno. Nikada to ne vidimo, ali uvek osećamo. Pa zašto vjetar duva? Saznajte u članku!

Vjetar je kretanje vazdušnih masa. Iako ne možemo vidjeti zrak, znamo da se sastoji od molekula razne vrste gasovi, uglavnom azot i kiseonik. Vjetar je pojava u kojoj se mnogo molekula kreće u istom smjeru.

odakle dolazi? Vjetar je uzrokovan razlikama tlaka u Zemljinoj atmosferi: zrak iz područja visokog tlaka će se kretati prema području niskog tlaka. Jaki vjetrovi nastaju kada se zrak kreće između područja s velikim razlikama u nivoima pritiska. Zapravo, ova činjenica u velikoj mjeri objašnjava zašto vjetar puše s mora na kopno.

Formiranje vjetra

Vjetar je kretanje zraka u blizini Zemljine površine. Može biti blagi povjetarac ili jaka oluja. Najjači vjetrovi se javljaju tokom događaja koji se nazivaju tornada, cikloni i uragani. To je uzrokovano promjenama temperature zraka, zemlje i vode. Kada se vazduh kreće paralelno sa toplom površinom, on se zagreva i podiže – to ostavlja prostor za hladnije mase da se uđu. Vazduh koji „struje“ u ove prazne prostore je vetar. Naziva se prema smjeru iz kojeg dolazi, a ne smjeru u kojem duva.

Povjetarac: primorski i morski

Obalni i morski povjetarac je vjetar i vremenskim pojavama, karakterističan za priobalna područja. Obalni povjetarac je povjetarac koji puše sa kopna na vodeno tijelo. Morski povjetarac je vjetar koji duva iz vode na kopno. Zašto vjetar puše s mora i obrnuto? Obalni i morski povjetarac nastaju zbog značajne razlike u temperaturi između kopnene i vodene površine. Mogu se proširiti do dubine do 160 km ili se pojaviti kao lokalni fenomeni koji brzo slabe unutar prvih nekoliko kilometara duž obale.

Sa naučnog stanovišta...

Obrasci kopnenog i morskog povjetarca mogu uvelike utjecati na distribuciju magle i uzrokovati da se zagađenje akumulira ili rasprši po kopnenim područjima. Trenutna istraživanja principa cirkulacije kopnenog i morskog povjetarca također uključuju napore za modeliranje obrazaca vjetra jer utiču na energetske potrebe (kao što su zahtjevi za grijanjem i hlađenjem) u pogođenim područjima. Vetar takođe utiče na vremenskim uslovima operacije (na primjer, sa avionom).

Zato što voda ima mnogo veći toplinski kapacitet od pijeska ili drugih materijala zemljine kore, uz određenu količinu sunčevog zračenja (osunčavanja), temperatura će mu rasti sporije nego na kopnu. Bez obzira na temperaturnu skalu, tokom dana temperatura kopna može varirati za desetine stepeni, dok temperatura vode varira za manje od pola stepena. Suprotno tome, veliki toplotni kapacitet sprečava brze promene temperature tečnosti noću, i stoga, dok temperature kopna mogu pasti za desetine stepeni, temperature vode ostaju relativno stabilne. Osim toga, niži toplinski kapacitet materijala kore često im omogućava da se ohlade brže od mora.

Fizika mora i kopna

Zašto onda duva jak vjetar? Zrak iznad odgovarajućih površina zemlje i vode se zagrijava ili hladi ovisno o provodljivosti ovih površina. Tokom dana više visoka temperatura Zemlja dovodi do pojave toplijih, a samim tim i manje gustih i lakših vazdušnih masa iznad obale u odnosu na one uz površinu vode. Kako se topli zrak diže (fenomen konvekcije), hladniji se kreće prema šupljinama. Zbog toga vjetar duva s mora, a tokom dana je obično hladan morski povjetarac koji struji od okeana do obale.

Ovisno o temperaturnoj razlici i količini podignutog zraka, morski povjetarac može puhati brzinom od 17 do 25 km na sat. Kako više razlike temperature između kopna i mora, jači vetar kopneni i morski povjetarac.

Zašto vjetar duva s mora

Nakon zalaska sunca, zračna masa iznad obalnog kopna brzo gubi toplinu, dok se iznad vode obično ne razlikuje mnogo od dnevne temperature. Kada zračna masa iznad kopna postane hladnija od zračne mase iznad vode, kopneni vjetar počinje puhati s kopna na more.

Mešanje toplog, vlažnog vazduha iz okeana često uzrokuje stvaranje dnevnih oblaka iznad obale. Osim toga, kretanje zračnih masa i morski povjetarac turisti često koriste za zmajarenje. Iako prevladavaju kopneni i morski povjetarac morska obala, često se bilježe u blizini velikih vodenih površina. Obalni i morski povjetarac dovode do povećanog nivoa vlažnosti, padavina i umjerenih temperatura u obalnim područjima.

Objašnjenje za djecu: zašto vjetar duva

Morski povjetarac je najčešći u vrućim ljetnim danima zbog nejednake stope zagrijavanja kopna i vode. Tokom dana, površina kopna se zagrijava brže od površine mora. Stoga je dio atmosfere iznad kopna topliji nego iznad okeana.

Sada zapamtite da je topli vazduh lakši od hladnijeg vazduha. Kao rezultat, on se diže. Ovaj proces uzrokuje da hladniji zrak iznad okeana zauzima prostor na površini zemlje kako bi zamijenio toplu masu koja se diže.

Međutim, vrijedi znati da vjetar nastaje ne samo kao rezultat razlika u temperaturi. Globalna atmosferska kretanja nastaju kao rezultat rotacije Zemlje. Ovi vjetrovi grupišu pasate i monsune. Pasati se javljaju blizu ekvatora i kreću se ili sa sjevera ili juga prema ekvatoru. U srednjim geografskim širinama Zemlje, između 35 i 65 stepeni, preovlađuju zapadni vjetrovi. Duvaju od zapada prema istoku, a takođe i prema polovima. Polarni vjetrovi duvaju u blizini sjevernih i južni polovi. Kreću se od polova prema istoku, odnosno zapadu.

Naš svijet je pun misterija i zanimljivih stvari. Njihovo rješavanje je zadatak čovječanstva. Očekuju nas još veća otkrića, ali za sada već tačno znamo odgovor na pitanje kako i zašto vjetar duva, kao i koji faktori određuju njegovo formiranje. Ovo omogućava predviđanje promjena vremenskih uslova.