لماذا تهب الرياح؟ ما هي الرياح وكيف تنشأ والوصف والصورة والفيديو. لماذا تنشأ الرياح؟ قيمة الرياح في الطبيعة من أين تهب الرياح الدافئة

هذا شيء غامض. نحن لا نراه أبدًا ، لكننا نشعر به دائمًا. فلماذا تهب الرياح؟ اكتشف في المقال!

الرياح هي حركة الكتل الهوائية. على الرغم من أننا لا نستطيع رؤية الهواء ، إلا أننا نعلم أنه يتكون من جزيئات من أنواع مختلفة من الغازات ، خاصة النيتروجين والأكسجين. الرياح هي ظاهرة تتحرك فيها العديد من الجزيئات في نفس الاتجاه.

حيث أنها لا تأتي من؟ تنتج الرياح عن اختلافات الضغط في الغلاف الجوي للأرض: سيتحرك الهواء من منطقة الضغط المرتفع باتجاه منطقة الضغط المنخفض. تحدث الرياح القوية عندما يتحرك الهواء بين المناطق مع وجود اختلافات كبيرة في مستويات الضغط. في الواقع ، تفسر هذه الحقيقة إلى حد كبير سبب هبوب الرياح من البحر إلى اليابسة.

تشكيل الرياح

الرياح هي حركة الهواء بالقرب من سطح الأرض. يمكن أن يكون نسيمًا لطيفًا أو عاصفة عنيفة. تحدث أقوى الرياح خلال أحداث تسمى الأعاصير والأعاصير الحلزونية والأعاصير. وهو ناتج عن تغيرات في درجة حرارة الهواء والأرض والماء. عندما يتحرك الهواء بالتوازي مع سطح دافئ ، فإنه يسخن ويرتفع ، تاركًا مساحة للكتل الأكثر برودة. الهواء "المتدفق" إلى هذه المساحات الفارغة هو الريح. سميت على اسم الاتجاه الذي تأتي منه ، وليس الاتجاه الذي تهب منه.

النسمات: ساحلية وبحرية

النسائم الساحلية والبحرية من الظواهر الجوية والرياح المميزة للمناطق الساحلية. نسيم الساحل هو نسيم يهب من اليابسة إلى المسطح المائي. نسيم البحر هو الرياح التي تهب من الماء إلى الأرض. لماذا تهب الرياح من البحر والعكس صحيح؟ ينشأ النسيم الساحلي والبحري بسبب الاختلاف الكبير في درجات حرارة سطح الأرض والمياه. يمكن أن تمتد إلى أعماق تصل إلى 160 كم ، أو تظهر كظواهر محلية تهدأ بسرعة في الكيلومترات القليلة الأولى على طول الساحل.

من وجهة نظر علمية ...

يمكن أن تؤثر أنماط نسيم الأرض والبحر بشكل كبير على توزيع الضباب ، مما يتسبب في تراكم التلوث أو انتشاره في الداخل. تشمل الأبحاث الجارية حول مبادئ دوران نسيم الأرض والبحر أيضًا محاولات لنمذجة أنماط الرياح حيث يؤثر ذلك على احتياجات الطاقة (مثل متطلبات التدفئة والتبريد) في المناطق المتأثرة. للرياح أيضًا تأثير على العمليات التي تعتمد على الطقس (على سبيل المثال ، مع الطائرات).

نظرًا لأن الماء يتمتع بسعة حرارية أعلى بكثير من الرمال أو المواد الأخرى الموجودة في قشرة الأرض ، مع وجود قدر معين من الإشعاع الشمسي (التشمس) ، فإن درجة حرارته سترتفع بشكل أبطأ من درجة حرارة الأرض. بغض النظر عن مقياس درجة الحرارة ، يمكن أن تتقلب درجة حرارة الأرض خلال النهار في حدود عشرات الدرجات ، بينما تتغير بالقرب من الماء بأقل من نصف درجة. على العكس من ذلك ، تمنع السعة الحرارية العالية التغيرات السريعة في درجة حرارة السائل ليلاً ، وبالتالي ، في حين أن درجات حرارة الأرض يمكن أن تنخفض بعشرات الدرجات ، تظل درجات حرارة الماء مستقرة نسبيًا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن السعة الحرارية المنخفضة للمواد القشرية تسمح لها في كثير من الأحيان بالتبريد أسرع من البحر.

فيزياء البحر والأرض

فلماذا هناك ريح قوية؟ يسخن الهواء فوق سطح الأرض والماء أو يبرد اعتمادًا على موصلية هذه الأسطح. خلال النهار ، ينتج عن درجة حرارة الأرض الأكثر دفئًا كتل هوائية أكثر دفئًا وبالتالي أقل كثافة وأخف على الساحل مقارنة بتلك المجاورة لسطح الماء. مع ارتفاع الهواء الدافئ (ظاهرة الحمل الحراري) ، يتحرك الهواء البارد نحو الفراغات. هذا هو سبب هبوب الرياح من البحر ، وخلال النهار عادة ما يكون هناك نسيم بحر بارد ينتقل من المحيط إلى الشاطئ.

اعتمادًا على اختلاف درجات الحرارة وكمية الهواء المرفوع ، يمكن أن تصل سرعة نسيم البحر إلى 17 إلى 25 كم في الساعة. كلما زاد الفرق في درجة الحرارة بين البر والبحر ، زادت قوة الرياح البرية ونسيم البحر.

لماذا تهب الرياح من البحر

بعد غروب الشمس ، تفقد الكتلة الهوائية فوق الأراضي الساحلية الحرارة بسرعة ، بينما لا تختلف عادةً فوق الماء كثيرًا عن درجة حرارة النهار. عندما تصبح الكتلة الهوائية فوق الأرض أكثر برودة من الكتلة الهوائية فوق الماء ، تبدأ الرياح الأرضية بالهبوط من الأرض إلى البحر.

غالبًا ما ينتج عن إثارة الهواء الدافئ الرطب القادم من المحيط تكوين سحب نهارية على الساحل. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما يستخدم السياح حركة الكتل الهوائية ونسائم البحر في رحلات الطيران الشراعي. على الرغم من حقيقة أن نسمات البر والبحر تهيمن على ساحل البحر ، إلا أنه غالبًا ما يتم تسجيلها بالقرب من المسطحات المائية الكبيرة. يؤدي النسيم الساحلي والبحري إلى مستويات أعلى من الرطوبة وهطول الأمطار ودرجات حرارة معتدلة في المناطق الساحلية.

شرح للأطفال: لماذا تهب الرياح

نسمات البحر أكثر شيوعًا في أيام الصيف الحارة بسبب معدلات التدفئة غير المتكافئة للأرض والمياه. خلال النهار ، ترتفع درجة حرارة سطح الأرض أسرع من سطح البحر. لذلك ، يكون جزء من الغلاف الجوي فوق الأرض أكثر دفئًا منه فوق المحيط.

تذكر الآن أن الهواء الدافئ أخف من الهواء البارد. نتيجة لذلك ، قام. نتيجة لهذه العملية ، يشغل الهواء الأكثر برودة فوق المحيط مساحة بالقرب من سطح الأرض ليحل محل الكتل الدافئة المتزايدة.

ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن الرياح لا تتشكل فقط نتيجة للاختلافات في درجات الحرارة. تنتج الحركات العالمية للغلاف الجوي عن دوران الأرض. تجمع هذه الرياح الرياح التجارية والرياح الموسمية. تحدث الرياح التجارية بالقرب من خط الاستواء وتتحرك إما من الشمال أو من الجنوب باتجاه خط الاستواء. في خطوط العرض الوسطى للأرض ، ما بين 35 و 65 درجة ، تسود الرياح الغربية. ينفجرون من الغرب إلى الشرق وكذلك باتجاه القطبين. تهب الرياح القطبية بالقرب من القطبين الشمالي والجنوبي. ينتقلون من القطبين إلى الشرق أو الغرب ، على التوالي.

عالمنا مليء بالأسرار والأشياء الشيقة. لحلها مهمة البشرية. هناك اكتشافات أعظم تنتظرنا ، لكننا نعرف الآن بالضبط الإجابة على سؤال كيف ولماذا تهب الرياح ، وكذلك العوامل التي تحدد تكوينها. هذا يجعل من الممكن التنبؤ بالتغيرات في الظروف الجوية.

منذ أكثر من ثلاثمائة عام ، اقترح هالي ، المعروف بشكل رئيسي بسبب المذنب الذي اكتشفه ، تفسير حدوث الرياح بفعل قوة أرخميدس أثناء تغيرات درجات الحرارة: ارتفاع الهواء الدافئ والخفيف ، والهواء الثقيل والبارد.

اقترحت مجموعة دولية من الباحثين ، ضمت موظفين من معهد سانت بطرسبرغ للفيزياء النووية ، آلية فيزيائية جديدة بشكل أساسي لتشكيل الرياح في الغلاف الجوي للأرض.

تحدث تدفقات الغاز مع انخفاضات الضغط (التدرجات). يتناقص ضغط الهواء مع الارتفاع ، مكونًا تدرج ضغط رأسيًا ، لكنه لا ينتج رياحًا. العمل الناتج عن حركة الهواء بواسطة هذا التدرج في الضغط يتم تعويضه تمامًا عن طريق عمل الجاذبية المعاكس للإشارة ، ويكون الهواء في حالة توازن.

عندما يرتفع الهواء الرطب ، يبرد ويتكثف بخار الماء. لذلك ، فإن ضغط بخار الماء يتناقص مع الارتفاع أسرع مما تتطلبه حالة التوازن. في هذه الحالة ، يكون الشغل المبذول بواسطة تدرج الضغط فوق الهواء الرطب عند ارتفاعه أكبر بعدة مرات من عمل الجاذبية الذي يعمل على بخار الماء. هذا الاختلاف هو الذي يخلق الرياح في الغلاف الجوي للأرض. يمكن مقارنة التوزيع الرأسي غير المتوازن لبخار الماء بنابض مضغوط ، والذي يتم تقويمه عندما يرتفع الهواء الرطب ، مما يجعله يتحرك. لذلك ، يتم تحويل قوة التكثيف المرتبطة بالارتفاع الرأسي للهواء ، وفقًا لقانون حفظ الطاقة ، إلى طاقة الرياح الأفقية.

يتم تحديد قوة الدوران في الغلاف الجوي من خلال المعدل المحلي للتكثيف ، وبالتالي من خلال هطول الأمطار. يتطابق التقدير الكمي لقوة دوران الهواء العالمي ، الذي تم الحصول عليه على أساس النظرية الجديدة ، تمامًا مع بيانات الرصد المتراكمة (يمكن الحكم على قوة دوران الرياح بشكل مستقل عن تدرجات الضغط الأفقي الملحوظة وسرعات الرياح).

في منطقة التكثيف ، تنشأ منطقة ضغط منخفض تسحب الهواء من المناطق المجاورة. على الأرض ، تنشأ مثل هذه المناطق المستقرة ذات الضغط المنخفض عن طريق غابات شاسعة: يتم تخزين الرطوبة في تربة الغابة ، وتتبخر من سطح التربة والأوراق ، وتتكثف فوق مظلة الغابة. هذا يخلق رياحًا تجلب الرطوبة من المحيط.

تتمثل أهم نتيجة للآلية الجديدة لتكوين الرياح في إعادة التفكير في دور الغابات في نقل الرطوبة من المحيط إلى الأرض. يعوض هذا النقل الجريان السطحي للنهر إلى المحيط. يؤدي تدمير الغابات إلى الجفاف وتصحر الأرض ويشكل تهديدًا أكبر بكثير للمناخ مما يوحي به علم المناخ الحديث (انظر أيضًا "العلم والحياة" رقم).

تسببت النظرية الجديدة في مناقشة ساخنة في المجتمع العلمي. خضعت الورقة ، المقدمة إلى مجلة Atmospheric Chemistry and Physics ، لمراجعة الأقران لأكثر من عامين ونصف. ونتيجة لذلك ، قبلت هيئة تحرير المجلة المقال للنشر ، وقدمت له تعليق المحرر. ويؤكد أن نشر "نظرة جديدة تمامًا على القوة الدافعة لديناميات الغلاف الجوي" يجب أن يُنظر إليه على أنه "دعوة لمزيد من التطوير" للأحكام التي قدمها المؤلفون.

التحرك في اتجاه معين. على الكواكب الأخرى ، تكون كتلة الغازات مميزة لسطحها. على الأرض ، تتحرك الرياح في الغالب أفقيًا. يتم التصنيف ، كقاعدة عامة ، وفقًا للسرعة والحجم وأنواع القوى وأسبابها وأماكن التوزيع. تحت تأثير التدفقات الظواهر الطبيعية المختلفة والطقس. تساهم الرياح في نقل الغبار وبذور النباتات وتعزز حركة الحيوانات الطائرة. ولكن كيف يحدث تدفق الهواء الاتجاهي؟ من أين تهب الرياح؟ ما الذي يحدد مدتها وقوتها؟ ولماذا تهب الرياح؟ حول هذا وأكثر بكثير - لاحقًا في المقالة.

تصنيف

بادئ ذي بدء ، تتميز الرياح بالقوة والاتجاه والمدة. الهبات عبارة عن حركات قوية وقصيرة المدى (تصل إلى عدة ثوانٍ) من تدفقات الهواء. إذا هبت رياح قوية متوسطة المدة (حوالي دقيقة) ، فإنها تسمى العاصفة. يتم تسمية التيارات الهوائية الأطول حسب قوتها. لذلك ، على سبيل المثال ، فإن الرياح الخفيفة التي تهب على الساحل هي نسيم. يوجد أيضًا إعصار تيفون ، ويمكن أن تختلف مدة الرياح أيضًا. بعضها يستمر لبضع دقائق ، على سبيل المثال. يمكن أن يستمر النسيم ، الذي يعتمد على اختلاف درجة الحرارة على سطح الإغاثة خلال النهار ، لمدة تصل إلى عدة ساعات. يتكون الدوران المحلي والعام للغلاف الجوي من الرياح التجارية والرياح الموسمية. كلا النوعين يصنفان على أنهما رياح "عالمية". تنتج الرياح الموسمية عن تغيرات موسمية في درجات الحرارة وتستمر حتى عدة أشهر. الرياح التجارية تتحرك باستمرار. هم بسبب الاختلافات في درجات الحرارة عند خطوط العرض المختلفة.

كيف تشرح للطفل لماذا تهب الرياح؟

بالنسبة للأطفال في سن مبكرة ، هذه الظاهرة لها أهمية خاصة. لا يفهم الطفل أين يتشكل تدفق الهواء ، ولهذا السبب يوجد في مكان واحد وليس في مكان آخر. يكفي أن تشرح للطفل ببساطة أنه في الشتاء ، على سبيل المثال ، تهب رياح باردة بسبب درجات الحرارة المنخفضة. كيف تتم هذه العملية؟ من المعروف أن تدفق الهواء عبارة عن كتلة من جزيئات الغاز الجوي تتحرك معًا في اتجاه واحد. تدفق هواء صغير ، ينفخ ، يمكن أن يصفر ، ويمزق القبعات من المارة. ولكن إذا كانت كتلة جزيئات الغاز كبيرة الحجم وعرض عدة كيلومترات ، فيمكنها أن تغطي مسافة كبيرة إلى حد ما. في الغرف المغلقة ، لا يتحرك الهواء عمليًا. ويمكنك حتى أن تنسى وجودها. ولكن إذا قمت ، على سبيل المثال ، بإخراج يدك من نافذة سيارة متحركة ، يمكنك أن تشعر بتدفق الهواء وقوته وضغطه على بشرتك. من أين تهب الرياح؟ تعود حركة التدفق إلى اختلاف الضغط في أجزاء مختلفة من الغلاف الجوي. دعنا نفكر في هذه العملية بمزيد من التفصيل.

فرق الضغط الجوي

فلماذا تهب الرياح؟ بالنسبة للأطفال ، من الأفضل ذكر السد كمثال. من ناحية ، يبلغ ارتفاع عمود الماء ، على سبيل المثال ، ثلاثة ، ومن ناحية أخرى ، ستة أمتار. عندما يتم فتح السدود ، ستتدفق المياه إلى المنطقة التي تقل فيها. نفس الشيء يحدث مع التيارات الهوائية. لأجزاء مختلفة من الغلاف الجوي ضغوط مختلفة. هذا بسبب الاختلاف في درجة الحرارة. تتحرك الجزيئات بشكل أسرع في الهواء الدافئ. تميل الجسيمات إلى التشتت عن بعضها البعض في اتجاهات مختلفة. في هذا الصدد ، يتم تصريف الهواء الدافئ بشكل أكبر ويزن أقل. نتيجة لذلك ، ينخفض ​​الضغط الناتج عنها. إذا تم خفض درجة الحرارة ، فإن الجزيئات تشكل مجموعات أقرب. لذلك يزن الهواء أكثر. نتيجة لذلك ، يرتفع الضغط. مثل الماء ، يمتلك الهواء القدرة على التدفق من منطقة إلى أخرى. لذلك ، يمر التدفق من المنطقة ذات الضغط العالي إلى المنطقة ذات الضغط المنخفض. لهذا السبب تهب الرياح.

حركة مجاري المياه بالقرب من المسطحات المائية

لماذا تهب الرياح من البحر؟ تأمل في مثال. في يوم مشمس ، تقوم الأشعة بتدفئة الشاطئ والبركة. لكن الماء يسخن ببطء أكثر. هذا يرجع إلى حقيقة أن الطبقات الدافئة على السطح تبدأ على الفور في الاختلاط مع الطبقات الأعمق وبالتالي الباردة. لكن الساحل مع ارتفاع درجات الحرارة بشكل أسرع. ويكون الهواء فوقها أكثر تصريفًا ، ويكون الضغط أقل على التوالي. تتدفق تدفقات الغلاف الجوي من الخزان إلى الشاطئ - إلى منطقة أكثر حرية. هناك هم ، يسخنون ، يرتفعون ، مرة أخرى يحررون الفضاء. بدلاً من ذلك ، يظهر تيار رائع مرة أخرى. هذه هي الطريقة التي يدور بها الهواء. على الشاطئ ، يمكن أن يشعر المصطافون بشكل دوري بنسيم بارد خفيف.

معنى الرياح

بعد معرفة سبب هبوب الرياح ، يجب أن يقال عن تأثيرها على الحياة على الأرض. للريح أهمية كبيرة للحضارة الإنسانية. ألهمت التيارات الدائرية الناس لخلق أعمال أسطورية ، ووسعت النطاق التجاري والثقافي ، وأثرت على الظواهر التاريخية. عملت الرياح أيضًا كمورد للطاقة لمختلف الآليات والوحدات. بسبب حركة التيارات الهوائية ، تمكنوا من التغلب على مسافات طويلة عبر المحيطات والبحار ، والبالونات عبر السماء. بالنسبة للطائرات الحديثة ، تعتبر الرياح ذات أهمية عملية كبيرة - فهي تتيح لك توفير الوقود وزيادته ، ولكن يجب أن يقال إن التيارات الهوائية يمكن أن تضر الإنسان أيضًا. لذلك ، على سبيل المثال ، بسبب تقلبات الرياح المتدرجة ، يمكن أن تفقد السيطرة على التحكم في الطائرة. في المسطحات المائية الصغيرة ، يمكن لتيارات الهواء السريعة والأمواج التي تسببها تدمير المباني. في كثير من الحالات تساهم الرياح في اتساع النيران. بشكل عام ، فإن الظواهر المرتبطة بتكوين التيارات الهوائية تؤثر على الحياة البرية بطرق مختلفة.

التأثيرات العالمية

في العديد من مناطق الكوكب ، تسود الكتل الهوائية ذات اتجاه معين للحركة. في منطقة القطبين ، كقاعدة عامة ، تسود الرياح الشرقية ، وفي خطوط العرض المعتدلة - الرياح الغربية. في الوقت نفسه ، في المناطق الاستوائية ، تأخذ التيارات الهوائية مرة أخرى اتجاهًا شرقيًا. على الحدود بين هذه المناطق - التلال شبه الاستوائية والجبهة القطبية - هناك ما يسمى بالمناطق الهادئة. عمليا لا توجد رياح سائدة في هذه المناطق. هنا تتم حركة الهواء عموديًا بشكل أساسي. هذا ما يفسر ظهور مناطق الرطوبة العالية (بالقرب من الجبهة القطبية) والصحاري (بالقرب من التلال شبه الاستوائية).

المناطق المدارية

في هذا الجزء من الكوكب ، تهب الرياح التجارية في اتجاه غربي ، تقترب من خط الاستواء. بسبب الحركة المستمرة لتيارات الهواء هذه ، تختلط كتل الغلاف الجوي على الأرض. هذا يمكن أن يعبر عن نفسه على نطاق واسع. لذلك ، على سبيل المثال ، تحمل الرياح التجارية التي تتحرك فوق المحيط الأطلسي الغبار من الأراضي الصحراوية الأفريقية إلى جزر الهند الغربية وأجزاء من أمريكا الشمالية.

التأثيرات المحلية لتكوين كتلة الهواء

لمعرفة سبب هبوب الرياح ، ينبغي أن يقال عن تأثير وجود بعض الأشياء الجغرافية. أحد التأثيرات المحلية لتكوين الكتل الهوائية هو اختلاف درجة الحرارة بين المناطق غير البعيدة جدًا. يمكن أن تحدث بسبب معاملات مختلفة لامتصاص الضوء أو السعة الحرارية المختلفة للسطح. التأثير الأخير هو الأكثر وضوحا بين والأرض. والنتيجة نسيم. عامل محلي آخر مهم هو وجود أنظمة جبلية.

تأثير الجبل

يمكن أن تكون هذه الأنظمة نوعًا من العوائق أمام حركة تدفقات الهواء. بالإضافة إلى ذلك ، تتسبب الجبال في كثير من الحالات في تكوين الرياح. يسخن الهواء فوق التلال أكثر من كتل الغلاف الجوي فوق الأراضي المنخفضة عند نفس الارتفاع. هذا يساهم في تكوين مناطق الضغط المنخفض على السلاسل الجبلية وتكوين الرياح. غالبًا ما يثير هذا التأثير ظهور كتل متحركة في الغلاف الجوي للوادي الجبلي. تسود مثل هذه الرياح في المناطق ذات التضاريس الوعرة.

تؤدي زيادة الاحتكاك بالقرب من سطح الوادي إلى انحراف تدفق الهواء الموجه الموازي إلى ارتفاع الجبال القريبة. هذا يساهم في تكوين تيار نفاث عالي الارتفاع. يمكن أن تتجاوز سرعة هذا التدفق قوة الرياح المحيطة بنسبة تصل إلى 45٪. كما ذكرنا أعلاه ، يمكن أن تكون الجبال بمثابة عقبة. عند تجاوز الدائرة ، يغير التدفق اتجاهه وقوته. التغيرات في سلاسل الجبال لها تأثير كبير على حركة الرياح. على سبيل المثال ، إذا كان هناك ممر في سلسلة الجبال تغلبت عليه كتلة الغلاف الجوي ، فإن التدفق يمر به مع زيادة ملحوظة في السرعة. في هذه الحالة ، يعمل تأثير برنولي. وتجدر الإشارة إلى أنه حتى التغييرات الطفيفة في الارتفاع تسبب تقلبات ، فبسبب التدرج الكبير لسرعة الهواء ، يصبح التدفق مضطربًا ويستمر في البقاء حتى خلف الجبل على السهل على مسافة معينة. هذه الآثار لها أهمية خاصة في بعض الحالات. على سبيل المثال ، فهي مهمة بالنسبة للطائرات التي تقلع وتهبط في المطارات الجبلية.

مثل بعض الكواكب الأخرى في النظام الشمسي ، الأرض محاطة بطبقة من الغازات. هذه الطبقة تسمى الغلاف الجوي. يتكون الغلاف الجوي للأرض بشكل أساسي من النيتروجين والأكسجين.

تتحرك جزيئات الغاز الفردية باستمرار بسرعة عالية في اتجاهات مختلفة. جميعهم مرتبطون بقوة بالأرض بقوة جاذبيتها.

ما هي الريح؟

الرياح هي حركة مشتركة في اتجاه واحد للكتل الكبيرة من جزيئات الغاز في الغلاف الجوي. يمكن لتيار من هذه الجزيئات التي تتحرك بشكل متزامن أن يصدر صفيرًا ، وينفخ حول مبنى شاهق ، ويمزق القبعات من المارة ، ولكن إذا كانت الجزيئات عبارة عن نهر كامل ، وحتى بعرض عدة كيلومترات ، فإن مثل هذه الرياح يمكن أن تطير حول الكوكب بأكمله .

في غرفة مغلقة حيث بالكاد يتحرك الهواء ، يمكنك حتى أن تنسى وجودها. لكن إذا وضعت يدك خارج نافذة سيارة متحركة ، يتضح أن الهواء موجود ، وعلى الرغم من أنه غير مرئي ، فإنه يمارس ضغطًا ملحوظًا. في الواقع ، نشعر باستمرار بضغط الهواء ، والذي يبدو سريع الزوال وعديم الوزن. لكن في الواقع ، لا يقل وزن الغلاف الجوي للأرض عن 5 كوادريليون طن.

حقيقة مثيرة للاهتمام:تهب الرياح لأن ضغط الهواء يختلف باختلاف أجزاء الغلاف الجوي.

تحدث الرياح بسبب اختلاف الضغط الجوي في أجزاء مختلفة من الغلاف الجوي إلى حد ما. لماذا فرق الضغط يسبب الرياح؟ تخيل سد. يبلغ ارتفاع منسوب المياه من جانب واحد 6 أمتار ، والجانب الآخر - 3. إذا تم فتح أقفال السد ، فسوف يتدفق الماء بسرعة في الاتجاه الذي يكون فيه منسوب المياه 3 أمتار ، وسيستمر التدفق حتى وصول الماء المستويات متساوية. يحدث شيء مشابه مع الهواء.

الرياح هي هواء متحرك بالنسبة لسطح الأرض. وتتحرك بسبب تقلبات الضغط الجوي. وإلا فلن تكون هناك ريح. توجد اختلافات في الضغط في المناطق التي تسخن فيها الشمس سطح الأرض بشكل غير متساو.

فوق سطح دافئ ، يسخن الهواء أيضًا ويزداد حجمه ، على التوالي ، يزداد ضغطه مقارنة بالمناطق الأكثر برودة.

يمكن اعتبار الهواء طبقات بين الأسطح تحت ضغط ثابت (يمين) ، مع وجود الطبقة الأكثر كثافة في الأسفل. عندما لا يتغير الهواء ، تكون طبقاته متساوية ومسطحة ، كما في المرحلة 1. ولكن إذا تمتص إحدى المناطق (المرحلة 2 ، الأصفر) كمية معينة من الحرارة ، فإن الهواء يتمدد ، ويزداد ضغطه ، وتكون طبقات يتوسع ضغط الهواء أيضًا ويكتسب منعطفًا.

ثم يبدأ الهواء في التحرك من منطقة الضغط العالي إلى منطقة الضغط المنخفض ، مما يخلق رياحًا عالية فوق الأرض (المرحلة 3). كلما زاد اتساع تقلبات درجات الحرارة - وبالتالي الضغط - بين منطقتين ، زادت قوة الرياح التي تهب بينهما.

تدفئة غير متساوية.تسخن الشمس النقطة B ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الهواء فوقها (يمين). يزداد حجم الهواء ويرتفع ويزداد ضغطه.

الحمل يسبب الرياح

يزداد ضغط الهواء مع زيادة درجة الحرارة. لذلك ، إذا كانت كتلة الهواء الدافئ تقع على كتلة الهواء البارد ، فإن الضغط في هاتين الكتلتين سيكون مختلفًا. يتسبب هذا الاختلاف في تيارات الحمل (المراحل 1-4) التي تولد الرياح بين المنطقتين.

حالة توازن.درجة الحرارة عند النقطتين A و B (على اليسار) هي نفسها ، وكذلك الضغط فوقهما. لذلك ، لا توجد رياح بين هذه النقاط.

القوة الخلاقة.يؤدي الاختلاف في ضغط الهواء فوق النقطتين A و B إلى إنشاء قوة انحدار تنقل الهواء من مناطق الضغط المرتفع إلى مناطق الضغط المنخفض. كما أنه يحمل جزءًا من الهواء فوق النقطة B إلى النقطة A ، مما يتسبب في الرياح الجوية العلوية (السهم الأحمر) في نفس الاتجاه.

الرياح السطحية.يتسبب الهواء المحاصر عند النقطة A في ارتفاع الضغط ، بينما ينخفض ​​عند النقطة B. ينتج عن هذا رياح سطحية تميل في الاتجاه المعاكس لرياح الغلاف الجوي العليا. التدفق الهابط عند A والتدفق العلوي عند B يكمل الدورة.

عند تجميع خرائط الأرصاد الجوية ، يعتمد العلماء على أسطح جوية خيالية تسمى أسطح الضغط المستمر (الطائرات المنحنية ، أعلى). في كل نقطة على هذا السطح ، يكون الضغط ثابتًا. عندما يتقاطع مستوى وهمي موازٍ للأرض (كفاف أحمر) مع سطح ذي ضغط ثابت ، يرسم خبراء الأرصاد الجوية خطًا - متساوي الضغط - يفصل بين مناطق ذات ضغوط هواء مختلفة. يتم دفع الكتلة الهوائية بين خطوط تساوي الضغط (الجزء الأزرق الداكن) بواسطة قوة الانحدار (السهم الأخضر) في منطقة ذات ضغط منخفض.

خطوط متساوية دائرية

في المناطق ذات الضغوط المختلفة ، يتم تحديد اتجاه الرياح أيضًا بواسطة قوة الطرد المركزي. في الغلاف الجوي العلوي ، تكون قوة تدرج الضغط وقوة الدوران وقوة الطرد المركزي في حالة توازن إذا هبت الرياح في اتجاه عقارب الساعة حول منطقة ضغط مرتفع (أقصى اليسار ، أعلى) وعكس اتجاه عقارب الساعة حول منطقة ضغط منخفض (يسار ، أعلى). فوق السطح ، تعمل قوة الاحتكاك على تحويل الريح إلى الخارج (أقصى اليسار ، أسفل) وإلى الداخل إلى الأسفل (يسارًا ، أسفل).