Ураган вихрь что сильнее
Ветер
Ветер — горизонтальное перемещение воздушных масс вдоль земной поверхности. Воздух постоянно перемещается, и из-за этого образуется ветер, который обладает различными характеристиками, такими как: сила, скорость, направление так далее. Сегодня поговорим об основных характеристиках ветра.
Какие бывают ветры?
Есть ветры мирового значения — муссоны и пассаты. Они дуют через параллели и меридианы. Другие же ветры дуют на небольших территориях — их называют местными, например бризы.
Ветры мирового значения
Виды местных ветров
Что такое ветер?
Ветром называется перемещение воздуха преимущественно в горизонтальном направлении из зоны высокого давления в зону низкого.
Направленность потока определяется исходной точкой. Дующий с запада в восточном направлении ветер называется западным.
Основные характеристики ветра – взаимосвязанные сила и скорость: ускоряющаяся воздушная масса считается сильнее. Сила ветра зависит от разницы давлений в исходной и финишной точке: с увеличением разрыва в показателях становится интенсивнее движение.
Классификация скорости ветра в баллах по шкале Бофорта:
Как образуется ветер
Разберёмся, откуда берётся перемещение воздуха. Солнечные лучи, проходя сквозь атмосферу, не нагревают её. Воздух нагревается от земной поверхности. Вода и суша нагреваются с разной скоростью. Водная масса медленнее поглощает тепло, суша быстрее.
Над земной поверхностью в тёплое время года воздух всегда теплее. Там, где он теплый, формируется низкое атмосферное давление. Над водной поверхностью устанавливается высокое атмосферное давление.
Воздух двигается в сторону территории с низким атмосферным давлением. Это перемещение и называется ветром.
Чем характеризуется ветер
Скорость
Каждый замечал, что ветер дует с различной скоростью. Иногда его нет вовсе, а иногда он настолько сильный, что даже “с ног сбивает”. Скорость ветра может сказать о многом, а в географии для изучения этого параметра используется специальная шкала Бофорта. Она состоит из 12 баллов, где 0 — штиль (ветра нет), а 12 — ураган.
| Баллы | Название | Скорость (м/с) | Характеристика |
|---|---|---|---|
| 0 | Штиль | до 0,2 | Дым из труб поднимается прямо вверх |
| 1 | Тихий | 0,3-1,5 | Дым из труб имеет легкий наклон в сторону ветра |
| 2 | Легкий | 1,6-3,3 | Листья на деревьях слабо шевелятся |
| 3 | Слабый | 3,4-5,4 | Листья на деревьях достаточно сильно шевелятся |
| 4 | Умеренный | 5,5-7,9 | С земли поднимаются листья, пыль и другие легкие предметы. |
| 5 | Свежий | 8-10,7 | Тонкие деревья начинают качаться |
| 6 | Сильный | 10,8-13,8 | Толстые деревья начинают качаться |
| 7 | Крепкий | 13,9-17,1 | Сгибает стволы деревьев |
| 8 | Очень крепкий | 17,2-20,7 | На деревьях начинают ломаться ветки |
| 9 | Шторм | 20,824,4 | У домов отлетают трубы и черепица |
| 10 | Сильный шторм | 24,5-28,4 | Даже достаточно крупные деревья вырываются с корнем |
| 11 | Жестокий шторм | 28,5-32,6 | Массовые повреждения |
| 12 | Ураган | более 32,7 | Массовые разрушения |
Скорость ветра всегда измеряется в метрах в секунду. Если говорить о земной поверхности, то чаще всего ветер здесь дует со скоростью до 8 м/с. Для измерения скорости используется анемометр. Этот прибор устанавливается на высоте 2 метра на открытой местности.
Скорость ветра напрямую зависит от разницы атмосферного давления: чем больше разница, тем ветер дует сильнее. Для понимания того, как в географии это условие отрабатывает на практике, рассмотрим ситуацию когда у нас нет данных о скорости, но есть данные об уровне атмосферного давления в разных регионах:
Из условия выше мы можем посчитать разницу, которая для условия №1 составляет 20 пунктов, а для условия №2 — 30 пунктов. Поэтому только на основе этих данных можно утверждать, что при вторых данных скорость ветра будет выше.
Направление ветра
В географии для определения направления ветра используется прибор флюгер. Главная особенность этого прибора заключается в том, что он устанавливается на открытой местности, и может свободно вращаться на своей оси. В результате, по позиции, которую занимают флюгер можно определить господствующее направление ветра. Обычно флюгер устанавливаются на высоте от 10 до 13 м, и очень важно, чтобы место установки было на открытом пространстве.
Если говорить о направлении, то оно определяется по стороне откуда берет начало ветер. Например, если воздушные массы перемещаются с юга на север, можно говорить о южном ветре. Само по себе направление ветра может дать непосредственное знание о погоде, которая может с этим ветром прийти, а также позволяет метеорологом создавать карту розы ветров, чтобы понимать, какое направление движения ветра и воздушных масс является наиболее вероятным в конкретное время года в конкретном регионе. Роза ветров обычно строятся за месяц или больший период времени, а карта выглядит примерно следующим образом.
В одном из следующих материалов мы поговорим о том, что собой представляет роза ветров более подробно, а сейчас можно сказать только то, что этот график показывает доминирование определенного направления ветра. В данном случае мы видим доминирование северного ветра надо южном.
Как нарисовать схему образования ветра
Чтобы объяснить, как возникает ветер, можно изобразить схематичный рисунок. Для этого лучше воспользоваться пограничной территорией. Условно изображаем сушу, рядом – море.
Над земной поверхностью температура воздуха более высокая, давление ниже. Нагретый воздух лёгкий, он растекается вверх. Над водой воздух нагревается долго. Имея более низкую температуру, воздух весит тяжелее. Устанавливается высокое атмосферное давление. Холодный воздух перемещается с моря в сторону суши.
В зимнее время происходит всё наоборот. Вода охлаждается очень медленно. Воздух будет теплее над морем, устанавливается низкое давление.
Над земной поверхностью воздух холодный, давление высокое. Значит, перемещаться воздух будет на море. Такая схема понятна для детей, помогает разобраться с вопросом: «Почему дует ветер?».
Почему движутся воздушные массы?
В течение дня поверхность Земли нагревается. Учитывая разную структуру и особенности верхнего слоя планеты, прогревается она неравномерно:
Таким образом, поглощенное за день тепло возвращается в атмосферу с разной интенсивностью. К примеру, вода прогревается медленнее суши, и днем тепло с земли поднимается, а холодный воздух с моря перемещается на его место. Ночью происходит наоборот: воздушные массы с остывшей суши передвигаются к более теплой воде. Так происходит потому, что теплый воздух легче и стремится вверх, а холодный — тяжелый и стелется у поверхности Земли. Когда теплый воздух встречается “по дороге” с холодным, образуется перепад температур и возникает ветер. Чем больше разница в температуре, тем он сильнее и порывистее.
Важно! Самым теплым местом на Земле является экватор. Именно там все время образуется самый теплый и прогретый воздух, который уходит в верхние слои атмосферы и оттуда рассредотачивается по полюсам. На определенных широтах он опускается и начинает свое движение, становясь ветром, который может двигаться дальше к полюсам либо возвращаться к экватору.
Также на движении воздушных масс сказывается вращение планеты вокруг своей оси. Так, на Северной части Земли ветра двигаются в правом направлении. На Южном полушарии ветра предпочитают дуть в левую сторону.
Рис. 2. Ветроуказатель — простейшее устройство для определения скорости и направления ветра, использующееся на аэродромах
Виды ветров
На планете существуют различные типы движения воздушных масс с разной характеристикой. Постоянные потоки круглый год дуют в одном направлении.
Бывают местные перемещения, на определённой территории. Все они оказывают влияние на климат. Местные ветры носят различные названия.
Ниже представлены наиболее известные названия ветров с кратким описанием:
От чего зависит скорость и сила ветра
Ветер имеет разную скорость и силу. Скорость измеряют в м/с или км/ч. Для определения силы движущегося воздуха разработана шкала в баллах.
Перепады давления в атмосфере бывают разными. Сила воздушного потока зависит от этих перепадов. Скорость воздушного потока будет больше, если разность в давлении велика.
Перемещающийся воздух действует на всё, что встречает на своём пути. Чем больше одна величина, тем больше будет и другая.
Рассмотрим основные показатели:
Ветра постоянных течений
К такому типу ветров относят пассаты. Они формируются в тропических широтах обоих полушарий, где главенствует область высокого давления, и движутся по направлению к экватору, где встречаются с зоной низкого давления. В связи с вращением Земли, пассаты отклоняются от курса. Особенность этого ветра — он зарождается над океаном и несет с собой обильные осадки в близлежащие районы. Каждый сезон зоны атмосферного давления смещаются и с ними отклоняются области действия постоянных ветров. В зоне действия пассатов находятся такие территории:
Важно! Пассат, который зарождается в центральной Азии, сухой и жаркий. Он оказывает влияние на климат Северной Африки, и благодаря ему на этой территории образовалась пустыня Сахара.
Местной циркуляции
Ветра местной циркуляции можно разделить на несколько отдельных видов.
В переводе с французского языка означает легкий. Зарождается такой ветер над поверхностью рек, морей, озер и других местных водоемов, где образуется зона высокого давления. На солнце суша прогревается значительно быстрее водных объектов и над ней устанавливается область низкого давления, куда и устремляется бриз. В темное время суток ситуация меняется и все происходит в обратном направлении.
Важно! Этот ветер считался очень благоприятным для начала плавания во времена парусного судоходства.
В переводе с итальянского — северный. Бора воспринимается людьми как порывистый и мощный. Движется в холодные сезоны со стороны прибрежных скал в сторону моря. Образуется на материках со скалистыми берегами. В таких случаях прохладный воздух со стороны суши собирается у подножия хребта и, набрав необходимую массу, срывается вниз к воде. Этим явлением объясняется разительно низкая температура в зонах его действия. Области преобладания: побережья Адриатического и Черного морей.
Сарма
Считается разновидностью боры, назван в честь реки, которая впадает в Байкал. Появляется из арктического воздуха, который скапливается у хребтов Сибирских гор. Является ураганным ветром, прилетающим внезапно, потому метеорологи с его приближением объявляют о штормовом предупреждении.
Порывистый и неспокойный ветер с гор, который преимущественно наблюдается в зимнее и весеннее время года. Он сухой и теплый, поэтому с его появлением связывают таяние снегов. Чаще всего встречается:
Самум
Сильный ветер, который появляется в циклонах при сильном нагревании поверхности суши. Возникает шквал, который несет с собой разогретый песок и может продолжаться до 4 часов. Во время самума температура воздушных масс может достигать 50 градусов. Бедуины научились распознавать приближение самума по постепенно ускоряющемуся движению песков с характерным звуком трения. Наблюдается ветер в пустынях Северной Африки и в центральных областях Аравийского полуострова.
Сирокко
В переводе с итальянского сильный. В отдельных областях этот ветер имеет сухой и жаркий характер. При передвижении воздушных масс, вызванных вращением Земли, ветер меняет свойства и приобретает влажные и теплые оттенки, когда следует в направлении юго-востока. Чаще всего встречается:
Суховей
Распространенные места пребывания — территории пустынь и степей, где небольшая растительность. Этот ветер довольно жаркий и способен спровоцировать засуху. От пагубного влияния суховея страдают урожаи всех культур. Такой ветер можно встретить:
Бурей
Разновидность суховея. Это — мощный ветер, который переносит песок и частички почв на огромные расстояния. Вызывая клубы пыли, он ухудшает видимость, а срывая плодородный слой земли, наносит непоправимый ущерб аграриям.
Ураган
Ураган является очень сильной бурей. Его вызывают воздушные массы, которые на очень большой скорости движутся в разных направлениях. Скорость такого ветра составляет минимум 33 м/с.
Тайфун
Очень мощный ветер, разрушительной силы. Образуется в основном в таких частях планеты:
Рис. 7. Тропический циклон Катарина над южной частью Атлантического океана
Интересные факты
Ветер — мощная сила природы, способная, будучи альтернативным источником энергии, как облегчать нам жизнь, так и осложнить ее своей разрушительной силой. Еще больше интересной информации об этом природном явлении смотрите в предложенном видео.
Характеристика атмосферных вихрей
Характеристики ураганов, бурь, смерчей
Ветер — движение воздуха относительно земной поверхности, возникающее в результате неравномерного распределения тепла и атмосферного давления. Основные показатели ветра — направление (из зоны высокого давления в зоною низкого давления) и скорость (измеряется в метрах в секунду (м/с; км/ч; милях/час).
Для обозначения движения ветра используют много слов: ураган, буря, шторм, смерч. Чтобы их систематизировать, пользуются шкалой Бофорта(разработана английским адмиралом Ф. Бофортом в 1806 г.),которая позволяет весьма точно оценить силу ветра в баллах (от 0 до 12) по его действию на наземные предметы или на волнение в море. Удобна эта шкала еще и тем, что она позволяет по описанным в ней признакам довольно точно определить скорость ветра без приборов.
Шкала Бофорта (табл. 1)
| Баллы Бофор-та | Словесное определение силы ветра | Скорость ветра, м/с (км/ч) | Действие ветра на суше |
| На суше | На море | ||
| Штиль | 0,0 – 0,2 (0,00-0,72) | Штиль. Дым поднимается вертикально | Зеркально гладкое море |
| Тихий ветерок | 0,3 –1,5 (1,08-5,40) | Направление ветра заметно по относу дыма, | Рябь, пены на гребнях нет |
| Легкий бриз | 1,6 – 3,3 5,76-11,88) | Движение ветра ощущается лицом, шелестят листья, движется флюгер | Короткие волны, гребни не опрокидываются и кажутся стекловидными |
| Слабый бриз | 3,4 – 5,4 (12,24-19,44) | Листья и тонкие ветви деревьев колышутся, ветер развевает верхние флаги | Короткие хорошо выраженные волны. Гребни, опрокидываясь, образуют пену, изредка образуются маленькие белые барашки. |
| Умеренный бриз | 5,5 –7,9 (19,8-28,44) | Ветер поднимает пыль и бумажки, приводит в движение тонкие ветви деревьев | Волны удлиненные, белые барашки видны во многих местах. |
| Свежий бриз | 8,0 –10,7 (28,80-38,52) | Качаются тонкие стволы деревьев, на воде появляются волны с гребнями | Хорошо развитые в длину, но не очень крупные волны, повсюду видны белые барашки. |
| Сильный бриз | 10,8 – 13,8 (38,88-49,68) | Качаются толстые сучья деревьев, гудят провода | Начинают образовываться крупные волны. Белые пенистые гребни занимают значительные площади. |
| Крепкий ветер | 13,9 – 17,1 (50,04-61,56) | Качаются стволы деревьев, идти против ветра трудно | Волны громоздятся, гребни срываются, пена ложится полосами по ветру |
| Очень крепкий ветер (буря) | 17,2 – 20,7 (61,92-74,52) | Ветер ломает сучья деревьев, идти против ветра очень трудно | Умеренно высокие, длинные волны. По краям гребней начинают взлетать брызги. Полосы пены ложатся рядами по ветру. |
| Шторм (сильная буря) | 20,8 –24,4 (74,88-87,84) | Небольшие повреждения; ветер срывает дымовые колпаки и черепицу | Высокие волны. Пена широкими плотными полосами ложится по ветру. Гребни волн опрокидываются и рассыпаются в брызги. |
| Сильный шторм (полная буря) | 24,5 –28,4 (88,2-102,2) | Значительные разрушения строений, деревья вырываются с корнем. На суше бывает редко | Очень высокие волны с длинными загибающими вниз гребнями. Пена вздувается ветром большими хлопьями в виде густых полос. Поверхность моря белая от пены. Грохот волн подобен ударам. Видимость плохая. |
| Жестокий шторм (жесткая буря) | 28,5 – 32,6 (102,6-117,3) | Большие разрушения на значительном пространстве. На суше наблюдается очень редко | Исключительно высокие волны. Суда временами скрываются из вида. Море все покрыто длинными хлопьями пены. Края волн повсюду сдуваются в пену. Видимость плохая. |
| Ураган | 32,7 и более (117,7 и более) | Тяжелые предметы переносятся ветром на значительные расстояния | Воздух наполнен пеной и брызгами. Море все покрыто полосами пены. Очень плохая видимость. |
Характеристика атмосферных вихрей
Ураган
Ураган – это быстрое движение ветра, со скорость 32,7 м/с (117 км/час), хотя может превышать и 200 км/час (12 баллов по шкале Бофорта) (табл. 1), со значительной продолжительностью в несколько суток (9—12 суток), непрерывно движущейся над океанами, морями и материками и обладающий большой разрушительной силы. За ширину урагана принимают ширину зоны катастрофических разрушений. Часто к этой зоне прибавляют территорию ветров штормовой силы со сравнительно небольшими разрушениями. Тогда ширина урагана измеряется сотнями километров, достигая иногда 1000 км. Ураганы возникают в любое время года, но наиболее часто с июля по октябрь. В остальные 8 месяцев они редки, пути их коротки.
Ураган одно из самых мощных проявлений природы, по своим последствиям сравним с землетрясением. Ураганы сопровождаются выпадением большого количества осадков и понижением температуры воздуха. Ширина урагана составляет от 20 до 200 километров. Чаще всего ураганы проносятся над США, Бангладеш, Кубой, Японией, Антильскими островами, Сахалином, Дальним Востоком.
В половине случаев скорость ветра при урагане превышает 35 м/сек, доходя до 40-60 м/сек, а иногда и до 100 м/сек. В зависимости от скорости ветра ураганы классифицируются на три типа:
— ураган (32 м/с и более),
— сильный ураган (39,2 м/с и более)
— жестокий ураган (48,6 м/с и более).
Причиной подобных ураганных ветровявляется возникновение, как правило, на линии столкновения фронтов теплых и холодных воздушных масс, мощных циклонов с резким перепадом давления от периферии к центру и с созданием вихревого воздушного потока, движущегося в нижних слоях (3-5 км) по спирали к середине и вверх, в северном полушарии – против часовой стрелки. Каждому урагану синоптики присваивают имя или четырехзначный номер.
Циклоны[1], в зависимости от места их возникновения и структуры подразделять на:
1) Тропические циклонывстречаются над теплыми тропическими океанами, в стадии формирования обычно движется на запад, а после окончания формирования изгибаются к полюсам. Тропический циклон, достигший необычной силы, называется:
— тропическимураганом, если он рождается в Атлантическом океане и примыкающих к нему морям. Северная и Южная Америка. Ураган (исп. huracán, англ. hurricane) по имени майянского бога ветра Хуракана;
— тайфуном – если он зародился над Тихим океаном. Дальний Восток, Юго-Восточная Азия;
— циклоном – в регионе Индийского океана.
Рис. Структура тропического циклона
Внешняя часть тропического циклона организована в дождевые полосы — полосы плотных грозовых кучевых туч, которые медленно движутся к центру циклона и сливаются со стеной глаза.
Одним из наиболее распространенных определений размера циклона, которое применяется в различных базах данных, является расстояние от центра циркуляции до наиболее внешней замкнутой изобары, это расстояние имеет название радиуса внешней замкнутой изобары.
2) Циклоны умеренных широтмогут формироваться как над сушей так и над водой. Обычно они движутся с запада на восток. Характерной особенностью таких циклонов является их большая «сухость». Количество осадков при их прохождении значительно меньше, чем в зоне тропических циклонов.
3) На Европейский материк воздействуют как тропические ураганы, зарождающиеся в центральной Атлантике, так и циклоны умеренных широт.
Рис. Ураган Изабель 2003 года, фотография с МКС — можно четко увидеть характерные для тропических циклонов глаз, стену глаза и окружающие дождевые полосы.
Буря (шторм)
В зависимости от окраски частиц, вовлеченных в движение, различают: черные, красные, желто-красные и белые бури.
В зависимости от скорости ветра бури классифицируются:
| Баллы Бофор-та | Словесное определение силы ветра | Скорость ветра, м/с (км/ч) | Действие ветра на суше |
| На суше | На море | ||
| Очень крепкий ветер (буря) | 17,2 – 20,7 (61,92-74,52) | Ветер ломает сучья деревьев, идти против ветра очень трудно | Умеренно высокие, длинные волны. По краям гребней начинают взлетать брызги. Полосы пены ложатся рядами по ветру. |
| Шторм (сильная буря) | 20,8 –24,4 (74,88-87,84) | Небольшие повреждения; ветер срывает дымовые колпаки и черепицу | Высокие волны. Пена широкими плотными полосами ложится по ветру. Гребни волн опрокидываются и рассыпаются в брызги. |
| Сильный шторм (полная буря) | 24,5 –28,4 (88,2-102,2) | Значительные разрушения строений, деревья вырываются с корнем. На суше бывает редко | Очень высокие волны с длинными загибающими вниз гребнями. Пена вздувается ветром большими хлопьями в виде густых полос. Поверхность моря белая от пены. Грохот волн подобен ударам. Видимость плохая. |
| Жестокий шторм (жесткая буря) | 28,5 – 32,6 (102,6-117,3) | Большие разрушения на значительном пространстве. На суше наблюдается очень редко | Исключительно высокие волны. Суда временами скрываются из вида. Море все покрыто длинными хлопьями пены. Края волн повсюду сдуваются в пену. Видимость плохая. |
Бури подразделяются:
1) Вихревые– представляют собой сложные вихревые образования, обусловленные циклонической деятельностью и распространяющиеся на большие площади. Они бывают:
— Песчаные бури (пыльные) – которые разыгрываются в пустынях, переносят тысячи тонн песка и пыли. Кроме резкого ухудшения видимости, они опасны еще и высокой температурой воздуха. Пыльные бури вызывают удушье и приводят к болезням (переносят различных паразитов), в значительной мере страдает техника.
— Снежные бури (зимние) образуются зимой. Такие бури называют пургой, бураном, метелью. Сопровождаются сильным морозом и вьюгой, они могут перемещать огромные массы снега на большие расстояния, что приводит к обильным снегопадам, метелям, снежным заносам. Снежные бури парализуют движение транспорта, нарушают энергоснабжение, приводят к трагическим последствиям. Ветер способствует охлаждению организма, обморожению.
— Шквальные бури – возникают внезапно, а по времени крайне не продолжительные (несколько минут). Например, в течение 10 минут скорость ветра может возрасти с 3 до 31 м/сек.
2) Потоковые бури– это местные явления небольшого распространения, слабее, чем вихревые бури. Проходят чаще всего между цепями гор, соединяющих долины. Подразделяются на:
— Стоковые –поток воздуха движется по склону сверху вниз.
— Струевые – поток воздуха движется горизонтально или вверх по склону.
Рис. Буря (шторм.) Работа на мачтах парусного судна в шторм.
Смерч (торнадо)
Смерч возникает в грозовом облаке (в верхней части имеет воронкообразное расширение, сливающееся с облаками) насыщенном заряженными ионами и затем распространяется в виде тёмного рукава или хобота по направлению к поверхности суши или моря. Когда смерч опускается до поверхности земли или воды, нижняя часть его тоже становится расширенной, похожей на опрокинутую воронку. Смерчи возникают как над водной поверхность, так и над сушей, значительно чаще, чем ураганы, обычно в тёплом секторе циклона, чаще перед холодным фронтом. Образование его связано с особо сильной неустойчивостью закономерного распределения по высоте температур атмосферного воздуха (стратификации атмосферы). Он часто сопровождается грозой, дождем, градом, резким усилением ветра.
Смерчи наблюдаются во всех районах земного шара. Чаще всего они возникают в Австралии, Северо-Восточной Африке наиболее распространены в Америке (США), в теплом секторе циклона перед холодным фронтом. Смерч движется в том же направлении, что и циклон. В год их случается более 900, причем большинство их зарождается и приносит наибольший ущерб в «Долине торнадо».
«Долине торнадо» простирается от Западного Техаса до Дакоты на 100 миль с севера на юг и на 60 миль с востока на запад. Тёплый влажный воздух, идущий с севера от Мексиканского залива встречается с сухим, холодным ветром, движущимся с юга из Канады. Начинают образовываться огромные скопления грозовых туч. Воздух резко поднимается вверх внутри облаков, там остывает и спускается вниз. Эти потоки сталкиваются и вращаются друг относительно друга. Возникает грозовой циклон, в котором зарождается смерч.
Классификация смерчей
Водяные — это смерчи, которые образовались над поверхностью океанов, морей, в редком случае озёр. Они «впитывают» в себя волны и воду, образовывая, в некоторых случаях, водовороты, которые вытягиваются к материнскому облаку, образуя водный смерч. Бывают бичеподобными. Также как и огненные, не могут быть расплывчатыми (вода не находится под давлением, как у бичеподобных смерчей).
Рис. Смерч и кавитационный шнур за радиально-осевой турбиной и распределения скорости и давления в поперечных сечениях этих вихревых образований.