Ветер – общие закономерности

Ветер вызывается разницей в давлении между определенными участками. Если существует ненулевой барический градиент, воздух движется с ускорением от зоны высокого давления в зону низкого давления. На планете, вращающейся к движению ветра добавляется эффект Кориолиса. Таким образом, главными факторами, определяющими циркуляцию атмосферы в глобальном масштабе, является разница в нагреве воздуха солнечным светом между экваториальными и полярными районами, вызывает разницу в температуре и, соответственно, плотности воздуха, а потому и разницу давления, а также эффект Кориолиса. В результате действия этих факторов, движение воздуха в средних широтах более планетарным приповерхностным слоем вплотную приближается к геострофичного баланса и направлен практически параллельно изобарам.

Важным фактором, определяющим движение воздуха у земной поверхности, является его трения к поверхности, что задерживает это движение и заставляет ветер большей степени возвращать в направлении зон низкого давления. Кроме того, локальные барьеры и локальные градиенты температуры поверхности способны образовывать местные ветры. Разница между реальным и геострофичним ветром называется агеострофичним ветром. Она отвечает за образование хаотических вихревых процессов, таких как циклоны и антициклоны. Тогда как направление приповерхностных ветров в тропических и полярных районах определяется преимущественно эффектами глобальной циркуляции атмосферы, в умеренных широтах эти эффекты обычно слабее, и циклоны и антициклоны сменяют друг друга и направление ветра каждые несколько дней.

Глобальные эффекты витроутворення

В большинстве районов Земли преобладают ветры, дующие в определенном направлении. У полюсов обычно доминируют восточные ветры, в умеренных широтах – западные, тогда как в тропиках снова доминируют восточные ветры. На границах между этими поясами – полярном фронте и субтропическом позвоночнике – находятся зоны уюта, где преобладающие ветры практически отсутствуют. В этих зонах движение воздуха преимущественно вертикальный, что вызывает зоны высокой влажности (вблизи полярного фронта) или пустынь (близ субтропического позвоночника).

Пассатами называется приповерхностная часть ячейки Гадлей – преобладающие приповерхностных ветры, дующие в тропических районах Земли в западном направлении, приближаясь к экватору, то есть северо-восточные ветры в Северном полушарии и юго-восточные – в Южной. Постоянное движение пассатов приводит к перемешиванию воздушных масс Земли, что может проявляться в очень больших масштабах: например, пассаты, дующие над Атлантическим океаном, способные переносить пыль из африканских пустынь до Вест-Индии и некоторых районов Северной Америки.

Муссоны являются преобладающими сезонными ветрами, в тропических районах продолжаются несколько месяцев каждого года. Термин возник на территории Британской Индии и близлежащих стран как название сезонных ветров, дующих с Индийского океана и Аравийского моря на северо-восток, принося в регион значительное количество осадков. Их движение по направлению к полюсам вызвано образованием районов низкого давления в результате нагрева тропических районов в летние месяцы, то есть Азии, Африки и Северной Америки с мая по июль и Австралии в декабре.

Пассаты и муссоны являются главными факторами, которые приводят к образованию тропических циклонов над океанами Земли.

Западные ветры умеренного пояса

На умеренных широтах, то есть между 35 и 65 градусами северной и южной широты, преобладают западные ветры, приповерхностная часть ячейки Феррела, точнее юго-западные ветры в Северном полушарии и северо-западные в Южном полушарии. Эти ветры сильные зимой, когда давление у полюсов низкий, и слабые летом.

Вместе с пассатами преобладающие западные ветры позволяют парусным судам пересекать океаны. Также, через усиление этих ветров у западных побережий океанов обоих полушарий, они приводят к образованию сильных океанских течений в этих районах, переносят теплые тропические воды по направлению к полюсам. Преобладающие западные ветры целом сильнее в Южном полушарии, где меньше суши, который задерживает ветер, и особенно сильны в полосе «ревущих сороковых» (между 40 и 50 градусами южной широты).

Восточные ветры полярных районов

Восточные ветры полярных районов, приповерхностная часть полярных ячеек, это преимущественно сухие ветры, дующие от приполярных зон высокого давления в районы низкого давления вдоль полярного фронта. Эти ветры обычно слабее и менее регулярные, чем западные ветры умеренных широт. За малого количества солнечного тепла, воздуха в полярных районах охлаждается и опускается вниз, образуя районы высокого давления и выталкивая приполярные воздуха в направлении более высоких широт. Этот воздух в результате Кориолисова силы на запад, образуя северо-восточные ветры в Северном полушарии и юго-восточные – в Южной.

Локальные эффекты витроутворення

Локальные эффекты витроутворення возникают в зависимости от наличия локальных географических объектов. Одним из таких эффектов является перепад температур между не очень удаленным участкам, который может быть вызван различными коэффициентами поглощения солнечного света или разной теплоемкостью поверхности. Последний эффект сильнее проявляется между сушей и водной поверхностью и вызывает бриз. Другим важным локальным фактором является наличие гор, выступающие как барьер на пути ветров.

Морской и континентальный бриз

Важными эффектами образования преобладающих ветров в прибрежных районах является морской и континентальный бризы. Море (или другая крупная водоем) нагревается медленнее сушу за большей эффективную теплоемкость воды. Теплее (и потому – легче) воздуха над сушей поднимается вверх, образуя зону низкого давления. В результате образуется перепад давления между сушей и морем, что обычно составляет около 0,002 атм. В результате этого перепада давления прохладнее воздуха над морем движется к суше, образуя прохладный морской бриз на побережье. При отсутствии сильных ветров, скорость морского бриза пропорциональна разности температур. При наличии ветра с суши скоростью более 4 м / с, морской бриз обычно не образуется.

Ночью, из-за меньшей теплоемкостью, суша охлаждается быстрее море, и морской бриз прекращается. Когда же температура суши падает ниже температуры поверхности водоема, то возникает обратная перепад давления, вызывая (в случае отсутствия сильного ветра с моря) континентальный бриз, дующий с суши на море.