Rüzgar, kural olarak, yüksek atmosferik basınç bölgesinden düşük bir bölgeye yatay bir yönde hareket eden bir hava akımıdır. Başlıca özellikleri yön, kuvvet ve süredir.
Rüzgar nasıl oluşur?
Rüzgar oluşumunun ana nedeni, atmosferik basıncın eşit olmayan dağılımıdır. Dünya'nın yüzeyine ulaşan güneş ışınları, okyanusu ve toprağı ısıtır. Dahası, gezegenimizin farklı bölgelerindeki sıcaklık düzensiz bir şekilde artmaktadır.
Örneğin, ekvator bölgesi ve karşılık gelen kayışlar en fazla ısıtılır. Okyanus sularının sıcaklığı kara sıcaklığından daha az yoğun bir şekilde artar, ancak su kütleleri ısıyı daha uzun süre korur.
Böylece, hava kütleleri eşit olmayan bir şekilde ısıtılır. Farklı basınçlara sahip bölgeler oluşur ve hava sirkülasyonuna neden olur. Böylece, düşük basınç bölgesinden ısıtılmış akışlar (artan) hızlanır. Bu arada, soğutulmuş hava (aşağı doğru akar) iner ve düşük basınç alanına doğru akar.
Dünyanın atmosferi bir saniyeliğine durmaz. Hava sirkülasyonu süreci doğada küreseldir. Büyük sıcak ve soğuk hava akımları çarpıştığında, farklı yoğunluklarda rüzgarlar ortaya çıkar.
Rüzgar hızının Beaufort skalasındaki noktalara göre sınıflandırılması
Dünyada hızı ve gücü rüzgarın 0'dan 12'ye kadar olan noktalarda ayırt etmek gelenekseldir. Bunun için İrlandalı denizci, haritacı ve askeri amiral Francis Beaufort tarafından geliştirilen Beaufort ölçeği kullanılır.
Beaufort'un birçok değeri ve yeteneği vardı, ancak bu ölçek sayesinde dünya çapında ün kazandı. Donanma'daki görevi sırasında Francis düzenli olarak rüzgar gözlemleri yaptı. Verileri bir günlükte yazdı. Gelecekte, gözlem 1838'de resmi olarak onaylanan ölçeği geliştirmesine yardımcı oldu.
İlginç gerçek: Francis Beaufort'un seçkin servislerine saygı göstermek için, adını deniz, Antarktika adası ve Kuzey Kanada'daki pelerinden aldı.
20. yüzyılda Beaufort ölçeği sonuçlandırıldı: 12 nokta sistemi 17'ye genişletildi, böylece özellikle kuvvetli rüzgarları, örneğin tayfunları sınıflandırmak mümkün. Ancak genişletilmiş versiyon sadece bu tür tayfunların oldukça sık görüldüğü alanlarda (Çin, Tayvan vb.) Kullanılır.
Beaufort ölçeğine göre, rüzgar gücü 2 kriterle belirlenir:
- açık deniz heyecanı;
- rüzgarın kara cisimleri üzerindeki etkisi.
Buna göre, biri kara, diğeri açık okyanus için olmak üzere 2 tablo vardır. Arazi tablosu rüzgar gücünü ve saniyede metre cinsinden hızı gösterir. İkinci seçenekte, rüzgar hızı düğüm olarak verilir. Her iki ölçek de hava akışının gücünü belirleyebilen ortak özellikleri gösterir.
Rüzgar yönü
Rüzgarın yönü esas olarak atmosfer basıncı ve Dünya'nın dönüşündeki farka bağlıdır. Gezegenin kutuplarında doğu rüzgarlarının hakim olduğu fark edildi. Her iki yarıkürenin ılıman bölgesinde, rüzgarlar batıya doğru esiyor.
Tropikal bölgede doğuya doğru hava akımları vardır. Ayrıca, rüzgarın dikey olarak hareket ettiği, düşük ve yüksek atmosferik basınç kuralını gözlemleyen geniş alanlar da vardır. Bunlar subtropikal ve subpolar bölgelerdir.
Klimatoloji ve meteorolojide rüzgar gülü kavramı vardır. Bu, sürekli gözlem temelinde belirli bir alanda rüzgar rejimini gösteren bir vektör tipi diyagramıdır.
Rüzgar gülü, ışınları diyagramın merkezinden uzaklaşan bir çokgendir. Her kirişin uzunluğuna göre, rüzgarın belirli bir yönde ne sıklıkla esiyor olduğunu değerlendirebilirsiniz. Bu bilgi, altyapı tesislerinin (yollar, iniş şeritleri, vb.) İnşası sırasında ve diğer birçok endüstride dikkate alınır.
İlginç gerçek: gerçek bir rüzgar gülü mutlaka farklı ışınlara sahiptir. Görüntüdeki tüm ışınlar eşit olarak dağılmışsa, bu sadece kardinal noktaların grafiksel bir temsilidir.
Rüzgar türleri
Ana sınıflandırmaya göre, rüzgarlar sabit (veya baskın) ve mevsime ayrılır.
Yönlerini değiştirmeyen kalıcı rüzgarlar denir. Yüksek ve düşük basınç bölgelerinin teması nedeniyle oluşurlar. Mevsimsel rüzgarlar, buna göre, mevcut mevsime bağlı olarak yönlerini değiştirir.
Yerel rüzgarlar tarafından ayrı bir kategori de yapılır. Bunlar sadece gezegenin belirli bölgelerinde dolaşan hava kütleleri. Dahası, bu bölgenin iklim koşullarını belirlerler.
Kalıcı
Hakim rüzgar çeşitleri:
- Ticaret rüzgarları;
- batı
- doğu.
Ticaret rüzgarları - tropik bölgeler arasında doğudan esen ve ekvatorun yanına gelen rüzgarlar. Rüzgarsız bir şeritle ayrılırlar. Tropikal siklonları batı yönünde yönlendiren ticaret rüzgarlarıdır.
Ilıman batı rüzgarları ılıman enlemde hakim olan hava akımlarını temsil eder - 35 ila 65 derece kuzey ve güney. Batıdan doğuya doğru hareket ediyorlar.
Kutup bölgelerinin doğu rüzgarları yüksek basınç bölgelerinden düşük basınç bölgelerine yönlendirilir.
Mevsimlik
Mevsim rüzgarları bir kategori ile temsil edilir - musonlar. Birkaç aydır tropik bölgelerde esiyorlar. Aynı zamanda, yılda iki kez musonlar yönlerini keskin bir şekilde değiştirir.
Yaz aylarında, hava okyanustan karaya akar ve kışın, tam tersi - anakaradan okyanusa. Musonlar, sıcak mevsimde yanlarında çok miktarda yağış getirir. Rüzgar oluşumu Asya'nın doğusunda ve güneydoğusunda meydana gelir.
Yerel
Yerel rüzgarlar çok çeşitlidir. Bunlar arasında aşağıdaki türler ayırt edilebilir:
- Esinti, deniz suyu kütlelerinin ve sahil şeridinin birleştiği yerde sıcak bir hava akımıdır. Günde iki kez yön değiştirir. Gün boyunca, denizden karaya, gece - sahilden denize doğru bir esinti esiyor.
- Samum muazzam kum kütleleri taşıyan çöl tipi kuru bir rüzgardır. Afrika çöllerinde ve Arap Yarımadası'nda bulunur.
- Sirocco - hava, güney batı ve güney yönüne sahip Kuzey Afrika ve Akdeniz üzerinden akar.
- Bora - rüzgarlar dağların denizleri sınırladığı bölgelerde oluşur. Akarsuların sıcaklığı mevsime göre değişir. Yön dağlardan denize doğrudur.
- Fönn - rüzgar esiyor dağlardan vadilere doğru gusts. Kuruluk ile karakterizedir ve küçük bir alandaki yükseklik farkı nedeniyle ortaya çıkar. Kuzey Amerika, Avrasya'nın dağlık bölgelerine dağıtılmıştır.
- Kuru rüzgar - bozkırlar ve çöller üzerinde ılıman bölgede oluşur. Hava kuru ve sıcaktır.
- Norder, Meksika Körfezi'nde gözlenen ve kuzeyden esen bir rüzgardır.
- Zuyd - adı kuzey kutbunda karşılaşılan güney rüzgarı anlamına gelir.
- Marshmallow - Akdeniz'in doğu kesiminde sıcak mevsimde meydana gelen bir hava akımı.
Bir kasırga (Kuzey Amerika'da bulunan bir kasırga), bir habub (Afrika kum fırtınası), kar fırtınası (Sibirya kar fırtınası gibi Kanadalı bir kar fırtınası), hamsin (Suudi Arabistan'da yaklaşık 50 gün süren sıcak bir fırtına) ve diğerleri gibi olağandışı rüzgar türleri de vardır. .
Rüzgar hızı nasıl ölçülür?
Rüzgar hızını ölçmek için anemometre adı verilen özel aletler icat edildi. Mekanik, ultrasonik ve termaldir. Mekanik kap ve kanatlara ayrılmıştır.
Bir fincan anemometre en yaygın olarak kabul edilir. Böyle bir cihaz hemisferik kaseler ve bir rotordan oluşur. Bu durumda, kaseler rotor üzerine monte edilir ve rüzgar estiğinde dönmeye başlarlar.
Bu ölçüm yöntemi, rüzgarın kaselerin dışbükey ve içbükey kenarlarında yarattığı basınç farkına dayanmaktadır. Rotor hızı rüzgar hızına karşılık gelir.
Rüzgarın hızını ve gücünü ne belirler?
Rüzgar hızı, atmosferik basınçtaki farkın bölgeler arasında ne kadar büyük olduğuna bağlıdır. Böylece, rüzgar ne kadar hızlı hareket ederse, akışın çevredeki nesnelere etki ettiği gücünün göstergesi o kadar büyük olur.
Örneğin, üç bölge alabiliriz: bir barometrede 765 mm civa sütunu, diğerinde - 760, üçüncü - 750'de gösterilir. .
Hangi rüzgarlar çeşitli akımların oluşumuna neden olur?
Deniz akıntıları, denizlerde ve okyanuslarda sürekli olarak veya periyodik olarak ortaya çıkan güçlü su akımlarıdır. Akımlar, biri rüzgar olan çeşitli nedenlerle ortaya çıkar.
Rüzgarın neden olduğu akımlar iki türe ayrılır:
- Sürüklenme - sadece rüzgarın etkisi altında oluşur.
- Rüzgar (birleşik) - sadece rüzgarın gücü nedeniyle değil, farklı su yoğunluğu ile birlikte, deniz seviyesinin eğimi nedeniyle ortaya çıkar.
Akış yönü hava akışının hangi yöne doğru hareket ettiğine bağlıdır. Rüzgar akımları her zaman sadece yüzeyseldir. Aralarında en güçlü olanı, uzunluğu yaklaşık 30.000 km olan Batı Rüzgarları ve Güney Passat akımlarıdır.
İlginç gerçek: Batı rüzgarlarının veya Antarktika sınırlarının seyri, tüm meridyenlerden geçen tek su akışıdır.
Böylece, deniz akıntıları musonlara, ticaret rüzgarlarına ve batı rüzgarlarına neden olur.
Kış baskısı neden karada okyanustan daha yüksek, yazın ise tam tersi?
Kışın, anakara okyanus sularından daha hızlı soğur. Böylece, hava anakara üzerinde soğur ve basınç seviyesi artar. Su sütununun üstünde hava daha sıcaktır ve basınç daha düşüktür.
Yaz aylarında bunun tersi bir durum gözlenir. Dünyanın yüzeyi daha hızlı ısınır, bu nedenle üzerinde düşük basınçlı bir bölge oluşur. Soğuk okyanus üzerinde - yüksek basınç.
Bu aynı zamanda musonların yılın farklı zamanlarındaki yönünü de belirler. Yaz musonu anakaraya doğru, kış musonu okyanusa doğru esiyor.
İnsan rüzgar kullanımı
Rüzgar, temel olarak çevre dostu olan temel bir enerji kaynağıdır. Ve ekolojinin korunması, insanlığın ana mevcut görevlerinden biridir. İlginç bir şekilde, rüzgar enerjisi uzun zamandır insanlara hizmet ediyor.
Daha önce bunlar değirmenler gibi en basit cihazlardı. Entegre rüzgar enerjisi santralleri yapım aşamasında olup, rüzgar enerjisi elektriğe dönüştürülmektedir.
Rüzgar enerjisi aşağıdaki enerji türlerine dönüştürülebilir:
- kinetik - yelkenli gemilerin hareketi için (geçmişte), balon uçuşları;
- mekanik - su pompalama ve tahıl öğütme tesisatları için (eski yöntemler);
- elektrik - elektrik üretimi için.
Potansiyel olarak, rüzgar enerjisi güneş radyasyonu, kömür, uranyum, petrol ve doğal gazdan sonra olası kaynaklar listesinde altıncı sırada yer almaktadır. Bu nedenle, rüzgar santrallerinden elde edilebilecek olası elektrik miktarı yılda yaklaşık 25-700 TW'dir.
İlginç gerçek: Küresel Rüzgar Enerjisi Konseyi'nin hesaplamalarına göre, rüzgar enerjisinin aktif gelişimi, atmosfere yayılan karbondioksit miktarını yılda 1,5 milyar ton azaltacaktır.
Rüzgar enerjisinde lider ülkeler (2015):
- Çin - 115.000 MW.
- ABD - 65.000 MW.
- Almanya - 39.000 MW.
- İspanya - 22.000 MW.
- Hindistan - 22.000 MW.
- İngiltere - 12.000 MW.
- Kanada - 10.000 MW.
- Fransa - 9.000 MW.
- İtalya - 8.000 MW.
- Brezilya - 6.000 MW.
Rusya'da rüzgar enerjisi zayıf bir şekilde gelişmiştir ve bunun birkaç nedeni vardır. İlk olarak, bölge genelinde ortalama rüzgar hızı yaklaşık 5 m / s'dir (yıllık hesaplamalar). Bu, standart kurulumlar için yetersiz bir göstergedir, bu nedenle ek ekipman maliyeti eklenir.
İkinci olarak, çeşitli faktörlerden (özellikle doğal) bağımsız olan kararlı enerji kaynaklarının seçilmesi tercih edilir. Ülkemizdeki rüzgar enerjisi, özellikle küçük hacimler söz konusu olduğunda diğer birçok eksiklikle ilişkilidir. Örneğin, yüksek ekipman maliyeti, sorunlu çalışma, sistem bakımı vb.
Doğada değer
Rüzgar, doğanın bileşenlerini etkileyen en önemli doğal faktördür: iklim koşulları, jeolojik süreçler, bitkiler, hayvanlar, vb.
Rüzgarların ana etkileri:
- Çevredeki bölgelerin iklimini belirleyen güçlü okyanus akıntılarının ortaya çıkması.
- Küçük parçacıkların üflenmesi nedeniyle toprağın erozyonu.
- Yeni yeryüzü şekillerinin oluşumu. Örneğin, kumun rüzgarla transferi ve döşenmesi kum tepelerinin ortaya çıkmasına neden olur.
- Çöl taşımacılığı ve hava kirliliği. Örneğin, yaz aylarında, Kuzey Yarımküre'deki ticaret rüzgarları esiyor. Aynı zamanda, subtropikal çöllerin alanlarına yavaş yavaş yaklaşıyorlar. Sonuç olarak, sezon boyunca Sahra'dan gelen toz Kuzey Amerika'nın güneydoğu kısmına ulaşır.
- Yangınların yayılması. Rüzgar, yangınların, özellikle orman yangınlarının hızla yayılmasını etkileyen ana faktörlerden biridir.
- Bitkiler üzerindeki etkisi. Hava akışları bazı bitkilerin tohumlarını yayar, ağaçların büyümesini sınırlar ve ayrıca taşınan katı parçacıklar nedeniyle mekanik hasara neden olabilir.
- Hayvanlar üzerindeki etkisi. Rüzgar, düşük sıcaklıklarla birlikte soğuğu yoğunlaştırır - bu, hayvan dünyası üzerindeki etkisinin ana yönüdür. Örneğin, penguenler, kuşlar, böcekler rüzgarın etkisine uyum sağlamak zorunda kalırlar. Hava kütlelerinin hareketi bazı türler için yararlıdır - geyik, akut koku duyusundan dolayı avcıları uzaktan tanır.
İlginç gerçek: rüzgar sayesinde yayılan en ünlü bitkiler karahindiba, akçaağaç, tumbleweed'dir. Birçok bitkinin tozlaşması polen transferi nedeniyle oluşur.
Rüzgar neden gündüzleri denizden karaya, geceleri tersi?
Temel faktör, kış / yaz musonlarında olduğu gibi sıcaklık ve ilgili atmosfer basıncıdır. Ancak kara ve deniz rezervuarının sınırında oluşan rüzgarın kendi adı vardır - bir esinti.
Gündüz, arazi sudan daha hızlı ısınır, bu nedenle rüzgar düşük basınç bölgesine üflenir. Geceleri, dünyanın yüzeyi daha hızlı soğur ve su sıcak kalır, bu nedenle esinti yönünü değiştirir ve denize doğru eser.
Dünyanın Ötesinde
Gezegenimizin dışında, çeşitli rüzgar türleri ayırt edilir:
- güneş;
- planet;
- yabancı.
Güneş rüzgarı hava akımlarının hareketi değil, güneş atmosferinin yaydığı plazmadır. Bu fenomen yaklaşık 400 km / s hızında gerçekleşir. Heliosfer, güneş sistemini çevreleyen ve güneş rüzgarı tarafından oluşturulan yıldızlararası boşluğun geniş bir bölümüdür.
İlginç gerçek: Dünyanın manyetik alanı rüzgarın atmosfere girmesini engeller. Ancak bazen Güneşte yanıp söner, güneş rüzgarı yine de bu korumadan geçer ve aurora, manyetik fırtınalara neden olur.
Gezegensel rüzgar, gezegenin üst atmosferindeki gazların hareketidir. Bu nedenle, gezegen diğer gaz parçacıkları ile etkileşime girme yeteneğini kaybeder. Bu tür süreçler uzun yıllar devam ederse, gezegen atmosferini, su kaynaklarını vb. Kaybedebilir.
Diğer gezegenlerde de farklı rüzgarlar var. Venüs'te 83 m / s hızında patlarlar ve birkaç Dünya günü içinde gezegenin etrafında uçabilirler. Jüpiter'de rüzgar 100 m / s veya daha fazlasına ulaşır. Satürn'teki en güçlü akışlar yaklaşık 375 m / s'dir.
İlginç gerçek: Mars'ta çeşitli rüzgar türlerinin olduğu bilinmektedir. Örneğin, direklerden yaklaşık 110 m / s hızında esen toz tornadoları ve rüzgarları.