Il vento è un flusso d'aria che si sposta, di regola, in direzione orizzontale da una zona di alta pressione atmosferica a una zona di bassa. Le sue proprietà principali sono direzione, forza e durata.
Come si forma il vento?
La causa principale della formazione del vento è la distribuzione irregolare della pressione atmosferica. I raggi del sole, raggiungendo la superficie della Terra, riscaldano l'oceano e la terra. Inoltre, la temperatura in diverse parti del nostro pianeta aumenta in modo non uniforme.
Ad esempio, la zona dell'equatore e le cinghie corrispondenti sono maggiormente riscaldate. La temperatura delle acque oceaniche aumenta meno intensamente della temperatura della terra, tuttavia i corpi idrici trattengono il calore più a lungo.
Pertanto, anche le masse d'aria vengono riscaldate in modo non uniforme. Zone con diverse pressioni si formano, provocando la circolazione dell'aria. Quindi, i flussi riscaldati (ascendenti) dalla zona di bassa pressione si precipitano. Nel frattempo, l'aria raffreddata (downdraft) scende e si precipita nella zona di bassa pressione.
L'atmosfera della Terra non si ferma per un secondo. Il processo di circolazione dell'aria è di natura globale. Quando enormi flussi di aria calda e fredda si scontrano, sorgono venti di diversa intensità.
Classificazione della velocità del vento in punti sulla scala Beaufort
Nel mondo, è consuetudine distinguere il vento in velocità e forza in punti da 0 a 12. Per questo, viene utilizzata la scala Beaufort, sviluppata dal marinaio irlandese, cartografo e ammiraglio militare, Francis Beaufort.
Beaufort aveva molti meriti e talenti, ma ha guadagnato fama mondiale proprio grazie a questa scala. Durante il suo servizio in Marina, Francesco condusse regolarmente osservazioni sul vento. Ha scritto i dati in un diario. In futuro, l'osservazione lo aiutò a sviluppare la scala, che fu ufficialmente approvata nel 1838.
Fatto interessante: Per rendere omaggio ai distinti servizi di Francis Beaufort, è stato chiamato come il mare, l'isola antartica e il promontorio nel nord del Canada.
Nel 20 ° secolo, la scala Beaufort fu finalizzata: il sistema di 12 punti fu ampliato a 17 in modo che i venti particolarmente forti, come i tifoni, potessero essere classificati. Ma la versione estesa viene utilizzata solo nelle aree in cui tali tifoni si verificano abbastanza spesso (Cina, Taiwan, ecc.).
Secondo la scala Beaufort, la forza del vento è determinata da 2 criteri:
- l'eccitazione del mare aperto;
- l'effetto del vento sugli oggetti terrestri.
Di conseguenza, ci sono 2 tavoli: uno per terra, l'altro per mare aperto. La tabella per la terra mostra la forza del vento e la velocità in metri al secondo. Nella seconda opzione, la velocità del vento è espressa in nodi. Entrambe le scale indicano caratteristiche comuni che possono determinare l'intensità del flusso d'aria.
Direzione del vento
La direzione del vento dipende principalmente dalla differenza di pressione atmosferica e dalla rotazione della Terra. È stato notato che ai poli del pianeta prevalgono i venti orientali. Nella zona temperata di entrambi gli emisferi, i venti soffiano verso ovest.
Nella zona tropicale, ci sono correnti d'aria verso est. Ci sono anche ampie aree in cui il vento si muove verticalmente, osservando la regola della bassa e alta pressione atmosferica. Queste sono zone subtropicali e subpolari.
In climatologia e meteorologia esiste il concetto di rosa dei venti. Questo è un diagramma di tipo vettoriale che mostra il regime del vento in una determinata area, basato sull'osservazione continua.
La rosa dei venti è un poligono i cui raggi divergono dal centro del diagramma. In base alla lunghezza di ciascun raggio, puoi valutare la frequenza con cui il vento soffia in una determinata direzione. Queste informazioni vengono prese in considerazione durante la costruzione di infrastrutture (strade, piste di atterraggio, ecc.) E in molti altri settori.
Fatto interessante: una vera rosa dei venti ha necessariamente raggi diversi. Se tutti i raggi nell'immagine sono distribuiti uniformemente, questa è solo una rappresentazione grafica dei punti cardinali.
Tipi di venti
Secondo la classificazione principale, i venti sono divisi in costanti (o predominanti) e stagionali.
Si chiamano venti permanenti che non cambiano direzione. Si formano a causa del contatto di zone di alta e bassa pressione. I venti stagionali, di conseguenza, cambiano direzione in base alla stagione corrente.
Una categoria separata è anche formata dai venti locali. Queste sono masse d'aria che circolano solo in alcune aree del pianeta. Inoltre, determinano le condizioni climatiche di questa zona.
Permanente
Varietà di venti prevalenti:
- Alisei;
- Occidentale
- orientale.
Alisei - venti che soffiano da est tra i tropici e si precipitano verso l'equatore. Sono separati da una striscia senza vento. Sono gli alisei che dirigono i cicloni tropicali in direzione ovest.
I venti temperati occidentali rappresentano le correnti d'aria che prevalgono alla latitudine temperata - tra 35 e 65 gradi nord e sud. Si stanno muovendo da ovest a est.
I venti orientali delle regioni polari sono diretti da zone ad alta pressione a zone a bassa pressione.
Di stagione
I venti stagionali sono rappresentati da una categoria: i monsoni. Hanno soffiato ai tropici per diversi mesi. Allo stesso tempo, due volte l'anno, i monsoni cambiano bruscamente la loro direzione.
In estate, l'aria fluisce dall'oceano per atterrare e in inverno, viceversa, dalla terraferma all'oceano. I monsoni portano con sé una grande quantità di precipitazioni nella stagione calda. La formazione di venti si verifica nell'est e nel sud-est asiatico.
Locale
I venti locali sono i più diversi. Tra questi, si possono distinguere i seguenti tipi:
- Breeze è un flusso d'aria calda all'incrocio tra i corpi idrici del mare e la costa. Cambia direzione due volte al giorno. Durante il giorno, una brezza soffia dal mare alla terra, di notte - dalla costa verso il mare.
- Samum è un vento secco tipo deserto che trasporta enormi masse di sabbia. Si trova nei deserti africani e nella penisola arabica.
- Scirocco - l'aria scorre sul Nord Africa e sul Mediterraneo, che hanno una direzione sud-ovest e sud.
- Bora - i venti si sono formati in zone dove le montagne confinano con i mari. La temperatura dei flussi dipende dalla stagione. La direzione è dalle montagne al mare.
- Fönn - vento che soffia raffiche dalle montagne verso le valli. È caratterizzato da secchezza e sorge a causa della differenza di altezza in una piccola area. Distribuito nelle regioni montuose del Nord America, Eurasia.
- Vento secco - si verifica nella zona temperata sopra le steppe e i deserti. L'aria è secca e calda.
- Il Norder è un vento osservato nel Golfo del Messico e soffia da nord.
- Zuyd - il nome si riferisce al vento del sud incontrato al polo nord.
- Marshmallows - un flusso d'aria nella parte orientale del Mediterraneo che si verifica nella stagione calda.
Ci sono anche tipi insoliti di venti, come un tornado (un uragano trovato in Nord America), un abub (tempeste di sabbia africane), bufera di neve (una tempesta di neve canadese come una tempesta di neve siberiana), criceto (una tempesta calda in Arabia Saudita della durata di circa 50 giorni) e altri .
Come viene misurata la velocità del vento?
Per misurare la velocità del vento, sono stati inventati strumenti speciali chiamati anemometri. Sono meccanici, ultrasonici e termici. Meccanico sono divisi in tazza e banderuola.
Un anemometro a tazza è considerato il più comune. Tale dispositivo è costituito da ciotole emisferiche e da un rotore. In questo caso, le ciotole sono montate sul rotore e quando soffia il vento, iniziano a ruotare.
La base di questo metodo di misurazione è la differenza di pressione che il vento crea sui lati convessi e concavi delle ciotole. La velocità del rotore corrisponde alla velocità del vento.
Cosa determina la velocità e la forza del vento?
La velocità del vento dipende da quanto grande è la differenza di pressione atmosferica tra i territori. Pertanto, più veloce è il vento, maggiore è l'indicatore della sua forza, con cui il flusso agisce sugli oggetti circostanti.
Ad esempio, possiamo prendere tre territori: su un barometro mostra 765 mm di colonna di mercurio, sull'altro - 760, sul terzo - 750. Il vento che soffia dal primo territorio sarà più forte e più veloce nel terzo che nel secondo a causa della maggiore differenza di pressione .
Quali venti causano la formazione di varie correnti?
Le correnti marine sono potenti corsi d'acqua che si muovono costantemente o si alzano periodicamente nei mari e negli oceani. Le correnti si presentano per vari motivi, uno dei quali è il vento.
Causate dal vento, le correnti sono divise in due tipi:
- Deriva: si formano solo sotto l'influenza del vento.
- Vento (combinato): sorge non solo a causa della forza del vento, ma in combinazione con una diversa densità dell'acqua, la pendenza del livello del mare.
La direzione del flusso dipende da quale direzione si sta muovendo il flusso d'aria. Le correnti del vento sono sempre solo superficiali. I più potenti tra loro sono i venti occidentali, la cui lunghezza è di circa 30.000 km, nonché le correnti del sud Passat.
Fatto interessante: Il corso dei venti occidentali o del circumpolare antartico è l'unico flusso d'acqua che attraversa tutti i meridiani.
Pertanto, le correnti marine causano monsoni, alisei e venti occidentali.
Perché la pressione invernale è più alta sulla terra che sull'oceano e viceversa in estate?
In inverno, la terraferma si raffredda più velocemente delle acque oceaniche. Pertanto, l'aria si raffredda sulla terraferma e aumenta il livello di pressione. Sopra la colonna d'acqua, l'aria è più calda e la pressione è più bassa.
In estate, si osserva la situazione opposta. La superficie della terra si riscalda più velocemente, quindi una regione di bassa pressione si forma sopra di essa. Sopra l'oceano freddo - alta pressione.
Ciò determina anche la direzione dei monsoni in diversi periodi dell'anno. Il monsone estivo soffia verso la terraferma e il monsone invernale verso l'oceano.
Uso umano del vento
Il vento è una fonte elementare di energia che, inoltre, è ecologica. E la conservazione dell'ecologia è uno dei principali compiti attuali dell'umanità. È interessante notare che l'energia eolica è al servizio delle persone da molto tempo.
In precedenza, questi erano i dispositivi più semplici come i mulini. Gli impianti eolici integrati sono in costruzione, con l'aiuto del quale l'energia eolica viene convertita in elettricità.
L'energia eolica può essere convertita nei seguenti tipi di energia:
- cinetico - per il movimento di navi a vela (in passato), voli di palloncini;
- meccanico - per installazioni che pompano acqua e macinano grano (metodi obsoleti);
- elettrico - per la produzione di elettricità.
Per potenziale, l'energia eolica è al sesto posto nell'elenco delle possibili fonti dopo radiazione solare, carbone, uranio, petrolio e gas naturale. Quindi, la possibile quantità di elettricità che può essere ottenuta dalle centrali eoliche è di circa 25-700 TW all'anno.
Fatto interessante: secondo i calcoli del Global Wind Energy Council, lo sviluppo attivo dell'energia eolica ridurrà la quantità di anidride carbonica emessa nell'atmosfera di 1,5 miliardi di tonnellate all'anno.
Paesi leader nel settore dell'energia eolica (2015):
- Cina: 115.000 MW.
- Stati Uniti - 65.000 MW.
- Germania - 39.000 MW.
- Spagna - 22.000 MW.
- India - 22.000 MW.
- Gran Bretagna - 12.000 MW.
- Canada - 10.000 MW.
- Francia - 9.000 MW.
- Italia - 8.000 MW.
- Brasile - 6.000 MW.
In Russia, l'energia eolica è poco sviluppata e ci sono diverse ragioni per questo. Innanzitutto, la velocità media del vento su tutto il territorio è di circa 5 m / s (calcoli annuali). Questo è un indicatore insufficiente per le installazioni standard, quindi viene aggiunto il costo delle apparecchiature aggiuntive.
In secondo luogo, è preferibile scegliere fonti di energia stabili che sono indipendenti da vari fattori (in particolare, naturali). L'energia eolica nel nostro paese è associata a molte altre carenze, soprattutto quando si tratta di piccoli volumi. Ad esempio, l'alto costo delle attrezzature, il funzionamento problematico, la manutenzione dei sistemi, ecc.
Valore in natura
Il vento è il fattore naturale più importante che influenza i componenti della natura: condizioni climatiche, processi geologici, piante, animali, ecc.
I principali effetti dei venti:
- L'emergere di forti correnti oceaniche che determinano il clima delle aree circostanti.
- Erosione del suolo dovuta al soffiaggio di piccole particelle.
- La formazione di nuove morfologie. Ad esempio, il trasferimento e la posa della sabbia da parte del vento porta alla comparsa di dune di sabbia.
- Trasporto nel deserto e inquinamento atmosferico. Ad esempio, in estate, soffiano gli alisei nell'emisfero settentrionale. Allo stesso tempo, si stanno gradualmente avvicinando alle aree dei deserti subtropicali. Di conseguenza, la polvere del Sahara durante la stagione raggiunge la parte sud-orientale del Nord America.
- La diffusione degli incendi. Il vento è uno dei principali fattori che influenzano la rapida diffusione degli incendi, in particolare gli incendi boschivi.
- Effetto sulle piante. I flussi d'aria diffondono i semi di alcune piante, limitano la crescita degli alberi e possono anche causare danni meccanici da particelle solide trasportate.
- Effetto sugli animali. Il vento intensifica il freddo in combinazione con le basse temperature: questo è l'aspetto principale del suo impatto sul mondo animale. Ad esempio, pinguini, uccelli, insetti sono costretti ad adattarsi all'influenza del vento. Il movimento delle masse d'aria è benefico per alcune specie: i cervi riconoscono i predatori da lontano a causa del loro acuto senso dell'olfatto.
Fatto interessante: le piante più famose che si diffondono grazie al vento sono i denti di leone, l'acero, l'amaranto. L'impollinazione di molte piante avviene a causa del trasferimento di polline.
Perché il vento soffia dal mare alla terra durante il giorno e viceversa di notte?
Il fattore sottostante è la temperatura e la corrispondente pressione atmosferica, come nel caso dei monsoni invernali / estivi. Ma il vento che si forma al confine tra la terra e il serbatoio del mare ha il suo nome - una brezza.
Durante il giorno, la terra si riscalda più velocemente dell'acqua, quindi il vento soffia nella zona di bassa pressione. Di notte, la superficie terrestre si raffredda più velocemente e l'acqua rimane calda, quindi la brezza cambia direzione e soffia verso il mare.
Oltre la terra
Al di fuori del nostro pianeta, si distinguono diversi tipi di venti:
- solare;
- planetario;
- alieno.
Il vento solare non è il movimento delle correnti d'aria, ma il plasma che emette l'atmosfera solare. Questo fenomeno si verifica ad una velocità di circa 400 km / s. L'eliosfera è un grande tratto di spazio interstellare che circonda il sistema solare ed è formato dal vento solare.
Fatto interessante: Il campo magnetico terrestre impedisce al vento di entrare nell'atmosfera. Ma a volte i lampi del Sole sono così forti che il vento solare rompe comunque questa protezione e provoca aurora, tempeste magnetiche.
Un vento planetario è il movimento di gas nell'atmosfera superiore del pianeta. Per questo motivo, il pianeta perde la capacità di interagire con altre particelle di gas. Se tali processi continuano per molti anni, il pianeta potrebbe perdere la sua atmosfera, le riserve d'acqua, ecc.
Su altri pianeti, ci sono anche venti diversi. Su Venere, soffiano a una velocità di 83 m / se possono volare intorno al pianeta in pochi giorni terrestri. Su Giove, il vento raggiunge i 100 m / s o più. I flussi più forti su Saturno sono circa 375 m / s.
Fatto interessante: è noto che su Marte ci sono diversi tipi di vento. Ad esempio, tornado di polvere e venti che soffiano dai poli ad una velocità di circa 110 m / s.