Какие бывают ветры и циклоны на Земле

В древности люди считали, что погода зависела от настроения богов: хорошая погода, удачная охота и большой урожай свидетельствовали об их благорасположении, а болезни, наводнения, вихри и бури означали, что земные обитатели попали к ним в немилость. В то время люди не знали, какие бывают ветры и циклоны на Земле и думали, что если боги были благожелательны, погода даже помогала в борьбе с неприятелем — с этим столкнулся монгольский хан Хубилай.   

Какие бывают ветры и циклоны на Земле

Он дважды пытался завоевать Японию, и дважды его флот был уничтожен ураганами. С тех пор японцы называют штормы «божественным ветром» — камикадзе.

Из космоса Земля выглядит как голубой шар, во многих местах укутанный в белые облака. Своей формой они повторяют воздушные потоки, называемые циркуляцией атмосферы. О том, как функционирует атмосфера, которую сравнивают с гигантским воздушным океаном, стало известно 200 лет назад.

Важнейшей силой, которая вызывает движение атмосферы, является Солнце. Спокойствие в атмосфере — скорее, редкое исключение; можно сказать, что здесь движение никогда не прекращается, причем оно иногда настолько стремительно, что скорость ветра достигает 360 километров в час.

Природа всегда стремится выровнять разницу температур и давления. Если над какой-то областью земной поверхности установилось низкое давление, туда сразу же устремляются воздушные потоки из тех регионов, где давление повышенное — и такой процесс будет продолжаться до тех пор, пока давление воздуха в обоих местах не станет одинаковым.

Это горизонтальное и равномерное движение воздуха по отношению к земной поверхности называется ветром. Сила ветра зависит от разницы давления между регионами. Движения воздуха вверх и вниз часто называют восходящими и нисходящими потоками. Мельчайшие частицы воздуха находятся в постоянном движении, а окружающая температура влияет на их скорость.

Нагретый воздух расширяется, становится легче и поднимается высоко вверх — это явление называется конвекцией. Так как Солнце согревает Землю неравномерно, возникает разница температур, которая и является основной причиной возникновения ветров; важным фактором также является вращение Земли.

Существуют три ячейки циркуляции атмосферы, симметричные на каждом полушарии: ячейки Хэдли, находящиеся между экватором и 30 градусами северной или южной широты;ячейки Ферреля — между 30 и 60 градусами широты, а также полярные ячейки, находящиеся между полюсами и 60 градусами широты.

Во времена, когда все суда были парусными сильные, порывистые ветры, постоянно дующие на широтах между 40 и 50 градусами, назвали «ревущими сороковыми». Сегодня к их грозной помощи часто прибегают участники кругосветной регаты, хотя находиться здесь по-прежнему крайне опасно.

Точное знание о направлении воздушных потоков необычайно важно для авиации. Используя сильные ветры, летчики могут сократить время полета и сэкономить топливо, а летя в противоположном направлении, могут выбрать такую высоту, где скорость встречного ветра самая низкая.

Свойства фена объясняются его адиабатическим нагреванием при движении вниз над горным склоном, поэтому фены — теплые и сухие ветра. Однажды в штате Монтана был зарегистрирован случай, когда в течение трех минут воздушная масса фена нагрелась от -11,7 до 5,6 градусов С. При сильном фене всего за несколько часов может полностью растаять снежный покров толщиной до 30 см.

Первым циркуляцию воздушных масс над экватором описал английский ученый Джон Хэдли. В районе экватора, где пассаты двух полушарий встречаются, сила ветра очень слаба. Часть воздушных масс из ячеек Хэдли продолжает свой путь в сторону полюсов, поднимаясь вверх в широтах около 60 градусов и образуя области низкого давления. На обоих полушариях на широтах 40 градусов дуют сильные западные ветры, особенно жестокие в зимнюю пору — эта циркуляция впервые была описана американским метеорологом Уильямом Феррелем.

Охлаждаясь, холодный полярный воздух опускается к земле и устремляется к умеренным широтам, сталкиваясь с воздушными массами ячеек Ферреля на широте 60 градусов — здесь преобладают ветры, дующие с востока. В местах, где сталкиваются воздушные потоки циркуляционных ячеек Хэдли и Ферреля, возникают субтропические потоки воздушных масс, а на стыке полярных ячеек и ячеек Ферреля — потоки полярного фронта, которые образуются в результате большой разницы температур и давления в верхних слоях тропосферы. Их длина составляет тысячи километров, ширина достигает нескольких сотен километров, а толщина — нескольких километров. Интенсивные субтропические потоки на высоте 12 км иногда достигают скорости 500 километров в час; полярные фронты обычно не поднимаются выше 10 км над поверхностью земли.

Большую помощь в исследовании воздушных потоков в промежутке между двумя мировыми воинами оказали метеорологические воздушные шары — оказалось, что воздушные потоки, возникающие в верхних слоях атмосферы, играют большую роль в образовании горных ветров и торнадо.

Какие бывают ветры и циклоны на Земле

Существует огромное количество местных ветров, которые невозможно объяснить на примере стандартных наблюдений — многим из них присущи специфические черты, характерные для того или иного региона. Так, на побережье в летний полдень можно наблюдать ветерок с моря — ласковый, прохладный морской бриз; ночью же этот легкий ветерок дует с суши в сторону моря.

В горных районах или в пустынях преобладают горные или долинные ветры. В течение дня солнце нагревает воздух над горными склонами, он приходит в движение и устремляется вверх; ночью же охлажденный воздух опускается к теплым нагретым породам и возникающий ветер уже дует вниз. В благоприятных условиях — при безоблачном небе и сухом воздухе — сильное солнечное излучение может вызвать горный или долинный бриз; такое явление характерно, например, для американского штата Аризона.

В результате такого нагрева возникает теплый сухой ветер, который в Европе называется феном; образуется такой ветер и на склонах Скалистых гор. Другим примером местного ветра, но уже гораздо большего масштаба, являются муссоны, которые образуются, в основном, на территориях, прилегающих к экватору. Существует прямая связь между погодными условиями в Сибири и муссонами Юго-Восточной Азии и Австралии.

Холодный зимний ветер, образующийся над сибирскими просторами, образует крупнейший в мире сибирский антициклон, и сила муссонов зависит от его интенсивности: здесь формируются северо-восточные ветры, постоянно дующие на юг и в Центральную Азию. Это — зимний муссон, приносящий на полуостров Индостан холодные и сухие воздушные потоки. Когда же этот муссон пересекает экватор, то превращается в летний муссон, и в Северной Австралии, на островах Индийского океана и Кораллового моря начинается сезон дождей.

В мае, с приближением лета, сибирский антициклон меняет свое направление, и область высокого давления перемещается в Южное полушарие. К северу от экватора образуется область низкого давления с центром над Аравийским полуостровом, северо-востоком Индии и Южно-Китайским морем. В этом случае возникают юго-восточные ветры, которые после пересечения экватора изменяют свое направление на юго-западное и устремляются на территории с низким давлением.

У подножия Гималаев летний муссон вызывает самые обильные на Земле дождевые осадки. Внутри общей циркуляции атмосферы происходит очень быстрая смена направлений ветров, обусловленная изменением давления и температуры воздушных потоков На синоптической карте хорошо видны центры низкого или высокого давления в виде изобар, изображенных концентрическими окружностями.

Замкнутая система циркуляции воздуха вокруг центра низкого давления называется циклоном, а вокруг центра высокого давления — антициклоном. Диаметр циклонов и антициклонов может составлять от нескольких сотен до нескольких тысяч километров, а сами они способны существовать несколько дней, либо перемещаясь с огромной скоростью, либо оставаясь на месте почти без движения.

В тропических циклонах которые возникают в зоне экватора, движение ветра гораздо сильнее. Иногда циклонами называют смерчи — внезапные кратковременные образования из грозового облака, достигающие в диаметре нескольких сотен метров; в ветреную погоду существует очень большая вероятность появления таких кратковременных и очень сильных явлений природы, которые взметают с земли всевозможные легкие предметы.

Возникают смерчи, как правило, на высоте, не превышающей 100 метров; самый высокий из них достигал 1 км, а скорость ветра внутри смерча обычно достигает 90 километров в час — такие явления не очень опасны, но могут помешать небольшим самолетам при их взлете или посадке. Вот какие бывают ветры и циклоны на земле — и разрушающие, и созидающие!

Над теплыми водами озер и морей в зоне умеренного климата часто появляются водные смерчи. Чаще всего это происходит, когда над водой низко висят грозовые облака, а ветер то и дело изменяет свое направление, пока восходящие потоки теплого воздуха не начинают бешено вращаться, образуя между нижним краем тучи и водной поверхностью своеобразный водяной «хобот».

Диаметр таких смерчей не превышает 100 метров, а скорость ветра внутри «трубы» составляет 100 километров в час и очень редко доходит до 300 километров в час. Наиболее мощными и разрушительными бурями считаются торнадо — огромная вращающаяся масса воздуха с очень низким давлением в середине: такой извивающийся «хобот» способен всосать внутрь себя практически все, что только встретится на пути.

Торнадо могут возникнуть на всех континентах, за исключением Антарктиды. Как уже говорилось, именно тепло солнечных лучей образует на нашей планете неустанное движение ветров — они порождают волнение морей и океанов, приносят дожди или засуху.

А люди веками использовали этот природный источник энергии — по морю ходили парусные корабли, ветряки исправно мололи зерно и перекачивали воду, а в наши дни энергия ветра вырабатывает еще и электроэнергию. Больше других в этом преуспели США: например, в Калифорнии действует 15000 ветровых энергетических установок, обеспечивающих электроэнергией житeлей Сан-Франциско, и такие установки планируется создать в штатах Миннeсота, Монтана, Нью-Йорк, Орeгон, Техас, Веeрмонт, Вашингтон, Висконсин.

А норвежские ученые разработали турбины, работающие на энергии волн, порождаемых ветром, и уже начали их устанавливать в Северном море.

Посмотрим видео — Какие бывают ветры и циклоны на Земле и откуда берется ветер:

[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=AWUfqEjuzYk[/youtube]

Какие бывают ветры и циклоны на Земле или Какие бывают ветры и циклоны на Земле