ما هي الرياح. طرق قياس المعلمات البيئية

تهب الرياح دائمًا من الأماكن ذات الضغط الجوي المرتفع إلى الأماكن التي يكون فيها الضغط الجوي أقل.

النسمات

النسمات(فرنسي "brise" — نسيم عليل) هي الرياح التي تهب من البحر إلى اليابسة نهارًا ، ومن البر إلى البحر ليلًا.

يتم تسخين سطح الأرض بشكل غير متساو. في يوم صيفي ، على سبيل المثال ، ترتفع درجة حرارة سطح الأرض أكثر. عند تسخينه ، يتمدد الهواء ويصبح أفتح. يرتفع جزء من الهواء الساخن ويبدأ الهواء البارد القادم من البحر في التحرك نحو الأرض. تسمى هذه الرياح نسيم النهار (الشكل 113). إذا تم قياس الضغط الجوي في هذا الوقت فوق اليابسة وفوق البحر ، فقد اتضح أنه سيكون أقل على اليابسة.

إذا قمت بقياس الضغط الجوي في المساء ، فسيكون أقل فوق البحر ، لأن الماء في البحر يكون أكثر دفئًا في الليل ، كما أن الهواء يسخن منه. وهذا يعني أن نسيم الليل سيهب من اليابسة إلى البحر (الشكل 114).

رياح استوائية

• الرياح التجارية.
• الرياح الموسمية هي رياح تهب من اليابسة إلى البحر في الشتاء ومن البحر إلى اليابسة في الصيف.

من أجل التنبؤ بالطقس بشكل صحيح ، من المهم جدًا معرفة اتجاه الرياح وقوتها. الرياح الشمالية تجلب البرودة ، والجنوب الاحترار ، والرياح القادمة من البحر لا تسبب الرطوبة ، والرياح الجافة تهب من المناطق القاحلة.

اتجاه الريح

يسمون الريح حسب جانب الأفق حيث تهب: إذا هبت الريح من الشمال الغربي ، فيقولون إنها شمالية غربية ، إذا كانت من الجنوب الغربي - الجنوب الغربي.

تحديد اتجاه الرياح

يمكن تحديد اتجاه الرياح بعلم التلويح ، من خلال اتجاه الدخان القادم من الأنابيب ، ولكن بشكل أكثر دقة يمكن القيام بذلك باستخدام ريشة الطقس ("ريشة الطقس الهولندية" - الجناح) - جهاز لتحديد اتجاه وقوة الريح.

يدور سهم ريشة الطقس (يُطلق عليه اسم ريشة الطقس) بحرية على القضيب ويتم توجيه نهايته الحادة دائمًا ضد الريح. تحت السهم ثمانية قضبان مثبتة بشكل ثابت - مؤشرات الجوانب الرئيسية والمتوسطة من الأفق.

قوة الرياح

قوة الرياح ليست هي نفسها دائمًا. في بعض الأيام تكون الرياح بالكاد ملحوظة ، وفي أيام أخرى تكون قوية جدًا لدرجة أنها تقتلع الأشجار. أظهرت الملاحظات أنه إذا كان هناك اختلاف بسيط في الضغط بين مكانين على الكرة الأرضية ، فإن الرياح ستكون ضعيفة. إذا كان الاختلاف في الضغط كبيرًا ، فستكون الرياح قوية.

هذا يعني أنه كلما زاد فرق الضغط بين جزأين متجاورين من سطح الأرض ، كلما زادت سرعة تحرك الهواء من مكان به ضغط مرتفع إلى مكان به ضغط أقل ، زادت قوة الرياح.

تحديد قوة الريح

جنبًا إلى جنب مع سهم ريشة الطقس ، يتم أيضًا تدوير الإطار المثبت فوق ريشة الطقس. في هذا الإطار ، تتدلى صفيحة معدنية بحرية ، متصلة بالطرف العلوي. كلما كانت الريح أقوى ، كلما انحرفت اللوحة عن وضعها المعتاد. بواسطة انحراف الصفيحة و احكم على قوة الريح. يمكن تحديد قوة الرياح وسرعتها تقريبًا (الشكل 115).

بناء وردة الرياح

لتجميع وردة الرياح (الشكل 117) ، يجب عليك أولاً رسم مخطط يوضح الجوانب الرئيسية والمتوسطة من الأفق. بدءاً من المركز ، ضع جانباً على الخط الذي يوضح الاتجاه إلى الشمال بعدد المقاطع التي يبلغ طولها نصف سنتيمتر كما في الفترة المدروسة من الأيام عندما كانت الرياح الشمالية تهب ، ثم على الخط الذي يوضح الاتجاه إلى الشمال الشرقي ، ضع جانباً العديد من نفس المقاطع كما كانت رياح شمالية شرقية. افعل نفس الشيء لجميع الاتجاهات. الآن قم بتوصيل أطراف المقاطع الناتجة في كل اتجاه ، وستحصل على رسم ، يمكنك من خلاله تحديد الرياح التي سادت في هذه الفترة الزمنية على الفور. مواد من الموقع

الريح تلعب دور مهمفي حياتنا . إذا لم تكن هناك ريح ، فإن الغيوم ستندفع إلى المطر في المكان الذي نشأت فيه. فوق المحيطات ، حيث يوجد بالفعل أكثر من رطوبة كافية ، لن تتوقف الأمطار ، ولن تسقط قطرة مطر على الأرض. تجلب هذه الرياح الرطوبة التي تمنح الحياة للحقول والغابات ، وذلك بفضل الرياح ، ولا تجف الأنهار والبحيرات. ماذا عن تيارات المحيط الدافئة؟ كما أنهم مدينون بأصلهم للريح. تنقي الرياح الهواء الذي نتنفسه. غازات العادم من محركات السيارات ، والدخان من المصانع والمصانع ، وثاني أكسيد الكربون المنطلق أثناء تنفس البشر والعديد من الكائنات الحية الأخرى - كل هذا يلوث الهواء بشكل كبير. تحمل الرياح هذا الهواء الملوث ، وفي المقابل تجلب له النقاء.

توربينات الرياح

منذ العصور القديمة ، بدأ الإنسان في استخدام قوة الريح. كانت مصر القديمة تمتلك بالفعل توربينات هوائية لطحن الحبوب ولرفع المياه من النيل إلى الحقول. على السفن الشراعية ، قام البحارة الشجعان برحلات طويلة.

في المناطق القاحلة ، تعمل توربينات الرياح على تشغيل المضخات التي تزود الحقول بالمياه ، وحيث تكون المنطقة مستنقعية ، تساعد توربينات الرياح في تصريفها (الشكل 116).

تستخدم توربينات الرياح على نطاق واسع في محطات المستكشفين القطبيين في فصل الشتاء

تسمى حركة الهواء بالنسبة لسطح الأرض رياح.العوامل التالية تساهم في تكوين التيارات الهوائية:

1. قوة الانحدار ،ضمان حركة الهواء من المنطقة ضغط مرتفعإلى المنطقة المنخفضة (أي بسبب تدرجات الضغط).

2. قوة الجاذبية، مما يسرع حركة الهواء إلى قيمة ز = 9.8 م / ثانية 2. يتم موازنة تأثير تدرج الضغط العمودي بواسطة قوة الجاذبية.

3. قوة الاحتكاك، معرف ك:

ه μ - معامل الاحتكاك الداخلي الذي يعتمد على طبيعة سطح القمامة N / m s ؛ الخامس- سرعة الرياح ، م / ث. تتناسب قوة الاحتكاك مع سرعة الرياح ولها اتجاه معاكس للأخيرة.

4. قوة كوريوليس ،الذي يحرف اتجاه حركة الهواء - إلى اليمين في نصف الكرة الشمالي ، إلى اليسار - في الجنوب (الشكل 3.1). يتم تحديد هذه القوة من خلال التعبير:

أين ص -الكتلة الهوائية ، كجم الخامس- سرعة الهواء ، م / ث ؛ ω - السرعة الزاويةدوران الأرض (7.3 10-51 / ثانية) ؛ φ - خط عرض المنطقة ، °.

ضع في اعتبارك أسباب قوة كوريوليس. في الإطار المرجعي ، تنحرف نقطة مادة دوارة ، تتحرك بشكل غير موازي لمحور هذا الدوران ، في اتجاه متعامد مع سرعتها.

على الأرض ، يؤدي هذا التأثير ، بسبب دورانه اليومي ، إلى حقيقة أن الأجسام الساقطة بحرية تنحرف إلى الشرق ، وتتحرك الأجسام على طول سطح الأرض ، وتنحرف في نصف الكرة الشمالي إلى يمين اتجاه الحركة ، في الجنوب - إلى اليسار.

عند خط الاستواء ، sin = 0 و Fk = 0 عند القطبين ، sin = 1 ، تكون قوة كوريوليس القصوى. عادةً ما نعني بمصطلح "الرياح" الحركة الأفقية للهواء.

أرز. 3.1.

5. قوة الطرد المركزي, التي تحددها الصيغة:

أين ص-نصف قطر المسار المنحني. بسرعات عالية وانحناء نصف قطر صغير Fيمكن أن تتجاوز بشكل كبير قوة التدرج (الأعاصير المدارية ، الأعاصير).

> معلمات الرياح

العوامل الرئيسية للرياح هي السرعة والاتجاه والعاصفة.

سرعة الرياحتقاس آنسة،على الرغم من أن وحدات مثل العقدةأو كم / ساعة(الجدول 3.1).

3.1. العلاقة بين وحدات سرعة الرياح

يتم تقدير سرعة الرياح باستخدام جداول بوفورت(الجدول 3.2).

في القطب الجنوبي ، تصل سرعة الرياح إلى 65 م / ث ، في المناطق المدارية - 110 م / ث. سرعة الرياح υ يعتمد على الارتفاع أ فوق مستوى سطح البحر: υ = 5 م / ث (أ = 20 م) ؛ υ = 20-25 م / ث (أ = 300 م) υ = 60-80 م / ث (أ = 10-17 كم).

اتجاه الريحتحديد نسبة إلى النقاط الأساسية والدلالة أو في رمباخ(إجمالي 16): الشمال ، والشمال الشرقي ، والشرق ، وما إلى ذلك ، أو في الأقسام: يحتوي قسم واحد على 5 درجات أو 10 درجات ، اعتمادًا على دقة القياس المطلوبة.

رعونة الريح -انها قفز سرعة الكسب والخسارة Δυ رياح؛ Δυ = ± 3 م / ث في υ = 5-10 م / ث ؛ Δυ = ± 5-7 م / ث في υ = 11-15 م / ث.

3.2. مقياس بوفورت

	صفة مميزة		العقدة	كم / ساعة
	الهدوء
	رياح خفيفة
	نسيم عليل
	نسيم ناعم
	مناخ معتدل
	هواء نقي
	نسيم قوي
	بالقرب من رياح العاصفة
	عاصف
	عاصف
	عاصفة مجنونة

يعتبر تيارات الهواءتسبب المواقف العصيبة.

إعصار - ريح شديدةعلى شكل رقبة ذات محور عمودي ، لها سرعة دوران عالية. في أمريكا يطلق عليه إعصار.سبب الإعصار هو تدرجات الضغط الكبيرة ، وعدم استقرار الطبقة السفلية (حتى 2 كم) من الغلاف الجوي ، والتي تحدث عندما تصطدم كتل الهواء البارد الجاف بالكتل الدافئة والرطبة. يصل قطر الإعصار إلى 100 متر فوق سطح الماء ، من عدة عشرات من الأمتار إلى عدة مئات من الأمتار - فوق سطح الأرض. يتراوح ارتفاع الإعصار من واحد إلى عدة مئات من الكيلومترات. ميزة- حركة حلزونية للهواء حول محور عمودي. تبلغ سرعة الحركة 50-100 م / ث ، وأحيانًا 250 م / ث ، وهناك مكون عمودي لسرعة 70-90 م / ث. مدة الإعصار من عدة دقائق إلى عدة ساعات. يتم تقييم الأعاصير باستخدام مقياس فوجي(الجدول 3.3)

3.3. مقياس فوجي للأعاصير

	السرعة ، كم / ساعة	عواقب
F 0 (خفيف)		تدمير هوائيات التلفزيون والأنابيب والأشجار والنوافذ
F 1 (معتدل)		تقليب السيارات واقتلاع الأشجار
F 2 (هام)		هدم الأسقف وتقليب المنازل المنقولة
F 4 (صارم)		تدمير المباني المعدنية وتهجير الجدران الخارجية وقطع الغابات وإقامة الأراضي
(وخيم)		سقوط الجدران ، تحريك الهياكل المعدنية والخرسانية لمسافات طويلة
(رائع)		نقل المنازل لمسافات طويلة تدمير المدارس والموتيلات
F 6 (وهو أمر يصعب تخيله)		تأخذ السيارات في الهواء

الأعاصير- الأعاصير المدارية التي تصل سرعتها إلى 290 كم / ساعة ، ويشير مصطلح "الإعصار" إلى الرياح الشديدة التي تحدث في شمال الأطلسي ؛ ظواهر مماثلة في المحيط الهاديمُسَمًّى الأعاصير.مدة الأعاصير من 1 إلى 30 يومًا. يتم تقييم الأعاصير على مقياس Safira-Simson (الجدول 3.4).

3.4. مقياس تصنيف إعصار Safira-Simson

	سرعة،	عواقب
1 (الحد الأدنى)		تدمير البيوت المتنقلة والفيضانات الجزئية للمناطق الساحلية
2 (معتدل)		إلحاق أضرار جسيمة بالنباتات ، واقتلاع الأشجار ، وإغراق الطرق الساحلية
3 (كبير)		تدمير منازل صغيرة فيضانات في المنطقة الساحلية على مسافة تصل إلى 13 كم
4 (أقصى)		تدمير الأسقف والنوافذ تدمير كامل للمنازل المنقولة والفيضانات حتى 10 كم
5 (كارثي)		تدمير المباني والمنشآت الصناعية وضرورة إجلاء السكان في منطقة 8-16 كم

سوخوفي- الرياح التي تحدث في درجات حرارة عالية (أكثر من 25 درجة مئوية) ورطوبة نسبية منخفضة للغاية (أقل من 30٪). تلاحظ رياح جافة في مناطق السهوب والغابات. تصل سرعة حركة الهواء إلى 5-20 م / ث.

عواصف رمليةتحدث على أرض جرداء ، يتم رشها وتجفيفها على المنحدرات المحروثة. العوامل الرئيسية المساهمة في العاصفة الترابية هي الرياح القوية (أكثر من 10 م / ث) والرطوبة النسبية التي لا تتجاوز 50٪. في أوكرانيا ، في منطقة السهوب ، يتم ملاحظة 4-5 أيام في السنة مع عواصف ترابية ، وفي بعض المناطق - 10-15 يومًا في السنة.

بورا- رياح قوية وباردة وعاصفة تحدث في منطقة السلاسل الجبلية المنخفضة وتتحرك باتجاه البحر الدافئ. تتشكل في موسم البرد ، عندما تنشأ منطقة ذات ضغط مرتفع فوق قارة باردة ، ومنطقة ضغط منخفض فوق بحر دافئ. فوق التلال ، ينخفض ​​المقطع العرضي لتدفق الهواء ، وتزداد السرعة. تصل سرعة الرياح خلال بورا إلى 40-60 م / ث ، ويمكن أن تنخفض درجة حرارة الهواء إلى -200 درجة مئوية. مدة البورا 1-3 أيام.

الرياح الشديدة

المكان الأكثر عاصفة هو بحر الكومنولث في القارة القطبية الجنوبية: تصل سرعة الرياح هنا إلى 320 كم / ساعة.

أقوى رياح على سطح الأرض - سرعة الرياح 371 كم / ساعة مسجلة في جبل واشنطن (1916 م فوق مستوى سطح البحر) ، نيو هامبشاير ، الولايات المتحدة الأمريكية ، 12 أبريل 1934

تم تسجيل سرعة الرياح القياسية (333 كم / ساعة) على السهل (44 مترًا فوق مستوى سطح البحر) في 8 مارس 1972 في قاعدة بي بي سي بالولايات المتحدة الأمريكية في تولا ، جرينلاند.

تم تسجيل أعلى سرعة للرياح في إعصار (459 كم / ساعة) في ويتشيتا فولز ، تكساس ، الولايات المتحدة الأمريكية في 2 أبريل 1958.

- من أين تأتي الرياح؟

الأشجار تتمايل ، ها قد أتت الريح!

ومن يهز الأشجار؟

مثل من؟ إله!

هذه إعادة رواية تقريبية لمقتطف من أسئلة وأجوبة الأطفال بقلم فيكنتي فيريسايف. ولا يمكن إنكار أن التفسير معقول تمامًا. وإن لم يكن دقيقًا بدرجة كافية. إذن من أين تأتي الرياح؟

أولا ما هي الريح؟هذه هي حركة الكتل الهوائية على سطح الكوكب. السؤال الأوسع هو تحت تأثير العوامل التي تحدث هذه الحركة؟ العامل الأول والرئيسي هو الفرق الضغط الجويعلى المناطق المجاورة من السطح الجوي. من مناطق الضغط المرتفع إلى مناطق الضغط المنخفض تندفع بشكل طبيعي كتلة هوائية. تعتمد شدة الرياح على حجم انخفاض الضغط - من نفحة إلى إعصار.

من مجال نفس أسئلة الأطفال: كيف يدخل الكثير من الهواء النقي إلى نافذة صغيرة في وقت قصير بحيث يحل عمليًا محل الجو السابق للغرفة بالكامل؟ نعم ، هناك ببساطة حركة مكثفة للهواء من منطقة ذات ضغط مرتفع إلى منطقة ذات ضغط منخفض ، مما ينتج عنه نفس الرياح في صورة مصغرة.

أصل الريحأفضل ما يتضح من مثال نسمات البحر الأبدية. كيف نفسر التدفق المستمر للهواء من البحر إلى اليابسة؟ خلال النهار ، ترتفع درجة حرارة الأرض أكثر بكثير من سطح البحر المتحرك باستمرار. يرتفع الهواء الدافئ باستمرار من الأرض إلى أعلى ، ويتم استبداله من البحر باتجاه الساحل بتدفق هواء أكثر برودة. في الليل تتغير الصورة. مع غروب الشمس ، يصبح الهواء فوق الأرض باردًا ، لكن البحر لا يزال دافئًا ، والآن تهب الرياح من الشاطئ إلى البحر.

هذا هو نفس التفسير لسبب الرياح دائمًا في الجبال. يتحرك الهواء المنخفض الدافئ باستمرار إلى أعلى ، ليلتقي بالهواء البارد على ارتفاعات عالية. كلما كان القاع أكثر دفئًا وبرودة في الأعلى ، زادت كثافة تيارات الهواء. في الجبال ، تتعزز هذه العملية ليس فقط باختلاف درجات الحرارة ، ولكن أيضًا من خلال الاختلاف الشديد للغاية في الضغط الجوي.

يبدو أنه لا يوجد مكان أكثر وضوحا. ولكن هذا ليس كل شيء. يمكنك التحدث إلى ما لا نهاية عن مواضيع: لماذا الرياح جنوبية وشمالية وغربية وشرقية؟ ما هي الاعتبارات الغريبة وحتى الرومانسية التي تسند إليها: الخماسين ، الرياح التجارية ، الغرب؟ للإجابة على هذه الأسئلة ، وليس على الإطلاق الطفولية ، من الضروري النظر في الموضوع ليس على نطاق قطعة أرض وأرض معينة ، ولكن على نطاق العالم بأسره. تعتبر خطوط العرض الاستوائية الأكثر سخونة مصدرًا لا ينضب للهواء الدافئ ، حيث ترتفع كتلته باستمرار فوق سطح الكوكب وتندفع بالتساوي إلى الشمال والجنوب. في منطقة خطوط العرض التي تحمل اسمًا غريبًا ، تندفع طبقات الهواء "الحصان" إلى الأسفل ، ثم تتحرك بشكل مقصود إلى القطبين الجنوبي والشمالي وتعود إلى خط الاستواء. يقوم دوران الأرض بإجراء تعديلاته الخاصة ، بالإضافة إلى الشمال البحت و رياح جنوبية، الكوكب محاط بالرياح التجارية - الرياح الاستوائية ، والرياح القادمة من القطبين. وجميع الأسماء الأخرى تحصل على تعريفها بالفعل على المقياس الأشياء الجغرافية، على سبيل المثال ، صحارى قائظ.

كل هذا في العلم. وكيف تريد أن تؤمن بالقوة السحرية للرياح ، وهي "قوية ، تقود قطعان من السحب ... هل رأيت أميرة شابة في أي مكان في العالم؟ .." بعد كل شيء ، هو ، الريح ، بطل كامل من القصص الخيالية والأساطير والأساطير والأغاني والخرافات والمخاوف. يمكن ملاحظة أن الريح هي بالفعل رسول الله ، وقد أيقظته الأشجار المتمايلة. إنها صورة جميلة جدا.