§ 5. ВЕТЕР. НАПРАВЛЕНИЕ И СКОРОСТЬ ВЕТРА. СИЛА ВЕТРА

Вспоминаем

1. Как убедиться в том, что теплый воздух поднимается вверх? 2. Почему температура воздуха в одной и той же местности в одно и то же время над сушей и водной поверхностью различна? 3. Как изменяется атмосферное давление в течение суток и года?

Ключевые слова: ветер; направление ветра; скорость ветра; сила ветра; роза ветров.

1. Возникновение ветра. Воздух прозрачен и бесцветен, но все мы знаем, что он существует, так как чувствуем его движение. Воздух всегда находится в движении. Его перемещение в горизонтальном направлении и называется ветром.

Причиной возникновения ветра является разница в атмосферном давлении над участками земной поверхности. Стоит давлению на каком-либо участке увеличиться или уменьшиться, как воздух устремляется от места большего давления в сторону меньшего.

Существуют различные причины, из-за которых нарушается равновесие атмосферного давления. Главная — неодинаковое нагревание земной поверхности и различие температур на разных участках.

Рассмотрим это явление на примере ветра, который образуется на берегу моря или крупного озера и называется бризом. На протяжении суток бриз дважды меняет свое направление. Происходит это из-за разницы температуры и атмосферного давления над сушей и водной поверхностью днем и ночью. Суша, в отличие от моря, быстро нагревается днем и быстро остывает ночью. Днем над сушей пониженное давление, а над водной поверхностью повышенное, ночью — наоборот. Поэтому дневной бриз дует с моря (озера) на более теплую сушу, ночной — с более охлажденной суши на море (рис. 19). (Объясните образование ночного бриза.) Эти ветры охватывают сравнительно узкую полосу побережья.

Рис. 19. Бриз: дневной (1); ночной (2)

Рис. 20. Определение направления ветра

2. Направление и скорость ветра. Сила ветра. Ветер характеризуется направлением и скоростью. Направление ветра определяется стороной горизонта, откуда он дует (рис. 20). (Как называется ветер, дующий на юг? На запад?)

Скорость ветра зависит от атмосферного давления: чем больше разность давления, тем сильнее ветер. На этот показатель ветра также оказывают влияние трение и плотность воздуха. На вершинах гор ветер усиливается. Любое препятствие (горные системы и горные хребты, здания, лесные полосы и др.) влияет на скорость и направление ветра. Обтекая препятствие, ветер перед ним ослабевает, но с боковых сторон усиливается. Значительно возрастает скорость ветра, например, между двумя близко расположенными горными хребтами. (Почему на открытой местности ветер сильнее, чем в лесу?)

Скорость ветра обычно измеряется в метрах в секунду (м/с). Силу ветра можно оценить по его воздействию на наземные предметы и море в баллах шкалы Бофорта (от 0 до 12 баллов) (табл. 1).

Рис. 21. Флюгер

Вы уже знаете, что скорость и направление ветра устанавливают по флюгеру (рис. 21). Флюгер состоит из флюгарки, указателя сторон горизонта, металлической доски и дуги со штифтами. Флюгарка свободно вращается на вертикальной оси и устанавливается по ветру. По ней и указателю сторон горизонта определяется направление ветра. Скорость ветра устанавливается по отклонению металлической доски от вертикального положения до одного из штифтов дуги. Флюгер на метеорологических станциях размещают на высоте 10—12 м над земной поверхностью.

Таблица 1

Шкала Бофорта для определения силы ветра

Баллы	Скорость ветра, м/с	Характеристика ветра	Действие ветра
0	0—0,2	Штиль	Полное отсутствие ветра. Дым из труб поднимается вертикально. Море зеркально-гладкое
1	0,3—1,5	Тихий	Дым из труб поднимается не совсем вертикально. На море легкая рябь
2	1,6—3,3	Легкий	Движение воздуха ощущается лицом. Шелестят листья. На море волны высотой до 0,3 м
3	3,4—5,4	Слабый	Колышутся листья и тонкие ветки деревьев. Развеваются легкие флаги. Средняя высота волн на море 0,6 м
4	5,5—7,9	Умеренный	Качаются тонкие ветки деревьев. Ветер поднимает пыль и клочки бумаги. На море высота волн до 1,5 м, во многих местах видны белые «барашки»
5	8,0—10,7	Свежий	Качаются ветки и тонкие стволы деревьев. Ветер чувствуется рукой. На воде появляются волны высотой до 2,5 м
6	10,8—13,8	Сильный	Качаются толстые сучья деревьев. Гудят телефонные провода. На море высота волн до 4 м, белые пенистые гребни

Окончание табл. 1

Баллы	Скорость ветра, м/с	Характеристика ветра	Действие ветра
7	13,9—17,1	Крепкий	Качаются стволы деревьев. Трудно идти против ветра. Высота волн до 5,5 м, гребни волн срываются ветром
8	17,2—20,7	Очень крепкий	Ломаются ветки деревьев. Высота волн до 7,5 м
9	20,8—24,4	Шторм	Небольшие разрушения. Срываются домовые трубы и черепица с крыш. На море волны высотой до 10 м
10	24,5—28,4	Сильный шторм	Значительные разрушения строений. Деревья вырываются с корнем. Поверхность моря белая от пены, высота волн до 12,5 м
11	28,5—32,6	Жестокий шторм	Разрушения на больших пространствах. На море высота волн достигает 16 м
12	Более 32,7	Ураган	Производит опустошительное действие

Для более точного измерения скорости ветра используют специальный прибор — анемометр (рис. 22).

Обычная скорость ветра у земной поверхности составляет 4—8 м/с, и она редко превышает 11 м/с (рис. 23). Однако бывают ветры разрушительной силы — это штормы (скорость ветра более 20 м/с) и ураганы (более 32 м/с). Скорость ветра в тропических ураганах достигает 65 м/с, а при отдельных порывах — даже до 100 м/с. Очень слабый ветер (со скоростью не более 0,2 м/с) или безветрие называются штилем. (При каких условиях наблюдается штиль?)

Рис. 22. Анемометр

Рис. 23. Сильный ветер

Рис. 24. Роза ветров для Минска

Скорость ветра, как и направление, постоянно меняется, как во времени, так и в пространстве. Характер движения воздуха можно увидеть, наблюдая за падением снежинок при ветре. Снежинки совершают беспорядочные движения: то взлетают вверх, то опускаются, то описывают сложные петли.

Наглядное представление о повторяемости ветров различных направлений в данном месте за определенное время (месяц, сезон, год) дает роза ветров (рис. 24). Строят ее следующим образом: проводят восемь главных направлений горизонта и на каждом по принятому масштабу откладывают повторяемость соответствующего ветра.

Для этого берутся средние многолетние данные. Концы полученных отрезков соединяются. В центре (кружке) указывается повторяемость штилей.

1. Что такое ветер и как он возникает? 2. От чего зависит скорость ветра? 3. Установите соответствие между скоростью ветра и его характеристикой: 1) 0,3—1,5 м/с, 2) более 32,7 м/с, 3) 10,8—13,8 м/с, 4) 3,4—5,4 м/с; а) ураган, б) тихий ветер, в) сильный ветер, г) слабый ветер. 4. Определите, откуда и куда будет дуть ветер, если атмосферное давление участков земной поверхности составляет: 775 и 761 мм рт. ст., 753 и 760 мм рт. ст., 748 и 758 мм рт. ст. 5*. Как вы думаете, откуда появилось пожелание «Попутного ветра!»? 6*. По рисунку «Роза ветров для Минска» определите преобладающие ветры для нашей столицы. Подумайте, в какой части города или его окрестностях лучше всего строить промышленные предприятия для сохранения чистоты воздуха в городе. Обоснуйте свой ответ.

Практическое задание

Постройте розу ветров по следующим данным января (указывается повторяемость ветров в процентах): С — 7, С-В — 6, В — 11, Ю-В — 10, Ю — 13, Ю-З — 20, З — 18, С-З — 9, штиль — 6.

Это интересно

Сильные ветры вызывают большие разрушения на суше и волнение на море. В мощных атмосферных вихрях (смерчах) скорость ветра достигает 100 м/с. Они поднимают и перемещают автомобили, здания, мосты. Особенно разрушительные смерчи (торнадо) наблюдаются в США (рис. 25). Ежегодно отмечается от 450 до 1500 торнадо с числом жертв в среднем около 100 человек.

Рис. 25. Торнадо

Конкурс знатоков

Жарким летним днем, находясь недалеко от леса, мы чувствуем, как оттуда веет прохладой. На берегу моря или большого озера вечером теплее, чем на суше вдали от берега. Откуда и почему дует ветер? Какой воздух он несет?