Jak powstaje wiatr?

Aktualności

2024-10-11 10:54

To pytanie zadajemy sobie szczególnie wtedy, gdy wije silny wiatr. Tak naprawdę wiatr wieje ciągle, tyle, że z różną siłą i w różnych miejscach globu.

Główna składową powstawania wiatru jest efekt ogrzewania Ziemi przez Słońce. Najintensywniejsze ogrzewanie powierzchni planety występuje na równiku, co powoduje unoszenie się powietrza. Wznoszące się powietrze tworzy obszar niskiego ciśnienia na powierzchni, do którego zasysane jest chłodniejsze powietrze. Tak w skrócie w prosty sposób można wytłumaczyć powstawanie zjawiska atmosferycznego jakim jest wiatr.

Rozprężające się powietrze wytwarza obszary „wysokiego ciśnienia”, które odpychają otaczające powietrze. Kurczące się powietrze tworzy z kolei strefy „niskiego ciśnienia”. Te wciągają pobliskie powietrze do wewnątrz. Wiatr wieje więc dlatego, że powietrze przemieszcza się z obszarów o wysokim ciśnieniu do tych, w których ciśnienie jest niższe.

Dlaczego wiatr wieje z różną siłą i w różnych kierunkach?

Na kierunek i intensywność wiatru wpływa wiele czynników. Istotnym jest fakt, że Ziemia ma kulisty kształt i się obraca. To tworzy tzw. efekt Coriolisa (Siła Coriolisa powoduje odchylenie od linii prostej toru ruchu ciała, poruszającego się w układzie obracającym się). Jego następstwem jest siła boczna powodująca cyrkulację powietrza w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Taki ruch odbywa się wokół obszarów niskiego ciśnienia na półkuli północnej. Z kolei cyrkulacja powietrza zgodnie z ruchem wskazówek zegara zachodzi na półkuli południowej.

Wiatr wiatrowi nierówny. Różne szerokości geograficzne mają typowe dla siebie wiatry. W Polsce charakterystycznym zjawiskiem jest halny. To wiatr fenowy wiejący w Karpatach Zachodnich, a więc nie tylko w południowej Polsce, ale też w Słowacji i na Węgrzech. Nad morzem z kolei wieje wiatr nazywany bryzą.

Ogólnie wiatry można podzielić na stałe, sezonowe i lokalne.

Wiatry stałe nie zmieniają swojego kierunku w ciągu roku, są to np. pasaty, antypasaty. Pasaty to ciepłe, stałe wiatry o umiarkowanej sile. Obserwuje się je w strefie międzyzwrotnikowej. Na półkuli północnej pasat wieje z północnego-wschodu (NE), a na południowej – południowego wschodu (SE). Wynika to z oddziaływania siły Coriolisa. Pasaty wieją z wyżów zwrotnikowych ku niżom, znajdującym się w komórce cyrkulacyjnej Hadleya. W przeciwnym kierunku do pasatów wieją antypasaty.

Wiatry sezonowe (okresowe) – zmieniają kierunek w ciągu roku, to np. monsun (letni i zimowy). To wiatry wiejące przez pierwsze półrocze od morza, a drugie od lądu. Monsun letni wiatr ciepły i wilgotny. Z kolei monsun zimowy jest suchy i zimny.

Wiatry zmienne (lokalne) – zmieniają kierunek w zależności od lokalnych układów ośrodków barycznych, to m.in. bryza dzienna (morska), bryza nocna (lądowa), wiatr zboczowy (dolinny i górski), wiatr lodowcowy (katabatyczny), fen (np. halny w Tatrach), czy mistral.

Gdzie na ziemi wieją najsilniejsze wiatry, a gdzie wieje ich najmniej?

Zatoka Commonwealthu w Antarktyce oprócz tego, że jest jednym z najbardziej odległych miejsc na Ziemi, jest to również najbardziej wietrzne miejsce, zarówno według Księgi Rekordów Guinnessa, jak i Atlasu National Geographic. Wiatry katabatyczne (spływajace po zboczach gór) wieją tam z prędkością dochodzącą do 240 km/h, ze średnią wynoszącą 80 km/h. A wiatr nazywany

Z zebranych danych wynika jednak, że spośród wszystkich amerykańskich miast najmniejsze szanse na intensywny wiatr są w Oak Ridge w stanie Tennessee. Wiatr wieje tam ze średnią prędkością około 6,5 km/h.

Jak się mierzy prędkość wiatru?

Prędkość wiatru mierzy się w metrach na sekundę lub w węzłach, rzadziej w kilometrach na godzinę. Kiedy nie możemy zmierzyć prędkości wiatru anemometrem, możemy ją oszacować za pomocą skali Beauforta, obserwując nasze otoczenie:

Stopień skali Beauforta	Prędkość wiatru [m/s]	Prędkość wiatru [km/h]	Prędkość wiatru [kn]	Opis	Stan morza	Stan lądu
0	<0,2	<1	<1	Cisza	Gładkie	Spokój, dym unosi się pionowo
1	0,3-1,5	1-5	1-3	Powiew	Zmarszczki na wodzie	Dym lekko zaburzony przez ruch powietrza
2	1,6-3,3	6-11	4-6	Słaby	Drobne fale	Poruszają się liście, wiatr odczuwalny na skórze
3	3,4-5,4	12-19	7-10	Łagodny	Można obserwować grzbiety fal	Ciągły ruch liści i małych gałązek
4	5,5-7,9	20-28	11-15	Umiarkowany	Na grzbietach fal tworzy się piana, słychać plusk	Ruch gałęzi, unoszenie kurzu i pyłu z podłoża
5	8,0-10,7	29-38	16-21	Dość silny	Umiarkowane fale, gęste białe grzebienie, słychać pomruk fal	Małe drzewka się kołyszą
6	10,8-13,8	39-49	22-27	Silny	Wysokie, spienione fale, tworzą się grzywacze i bryzgi	Poruszają się duże gałęzie, słychać świst wiatru
7	13,9-17,1	50-61	28-33	Bardzo silny	Wzburzone morze, piana zaczyna układać się w pasma	Poruszają się całe drzewa, utrudnione poruszanie się pod wiatr
8	17,2-20,7	62-74	34-40	Gwałtowny (sztorm)	Umiarkowanie duże fale, pasma piany	Mniejsze gałęzie są odłamywane od drzew
9	20,8-24,4	75-88	41-47	Wichura (silny sztorm)	Bardzo duże fale i znaczne bryzgi, grzbiety fal zaczynają się zawijać	Zniszczone lekkie konstrukcje, połamane gałęzie
10	24,5-28,4	89-102	46-55	Silna wichura (b. silny sztorm)	Morze białe od piany, załamywanie fal, ograniczona widzialność	Drzewa wyrywane z korzeniami, poważne uszkodzenia budynków
11	28,5-32,6	103-117	56-63	Gwałtowna wichura (gwałtowny sztorm)	Nadzwyczaj duże fale, słychać ryk morza	Duże zniszczenia konstrukcji
12	>32,6	>117	>63	Huragan	Ogłuszający ryk morza, bardzo mała widzialność, morze pełne piany i bryzgów	Ogromne spustoszenia

Jak powstaje cyklon tropikalny?

Cyklony tropikalne tworzą się nad ciepłymi wodami oceanów daleko od lądu. Ze względu na silne nagrzanie wody, przy wysokiej temperaturze powietrza, tworzy się nad oceanem głęboki niż, który przekształca się w wir o średnicy nawet do 650 km. Natomiast w samym środku nazywanym okiem cyklonu jest zupełna cisza –nie ma wiatru ani chmur.

Pierwszym etapem rozwoju takiego cyklonu jest tzw. depresja zwrotnikowa. Inaczej mówiąc: to ogólna nazwa układów niskiego ciśnienia panujących w strefie międzyzwrotnikowej. Wiatr wtedy wieje z prędkością do 17 m/, tj. 34 węzłów. Drugim etapem jest burza zwrotnikowa (sztorm zwrotnikowy). Jest wtedy, gdy prędkość wiatru wynosi od 17 do 32 m/s.

Następnie powstaje cyklon zwrotnikowy, czyli głęboki niż baryczny. Cechuje się on dużymi wartościami gradientu ciśnienia oraz bardzo dużą prędkością wiatru. Cyklonowi towarzyszą bardzo ulewne deszcze, silnie rozbudowane chmury kłębiaste i burze. Cyklony nie mają w swojej strukturze frontów – przypominają olbrzymi wir obejmujący jednorodną masę powietrza.

Schemat powstawania cyklonów tropikalnych

Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Gdzie występują cyklony?

Trzeba jeszcze dodać, że cyklony w zależności od miejsca, w którym powstają, noszą różne nazwy jak: huragan, orkan, tajfun i in.) i występują one w różnych porach roku. Idąc takim tropem rozumowania cyklony tropikalne występujące w Ameryce Środkowej i Północnej, na Atlantyku i wschodnim Pacyfiku nazywane są huraganami, zaś w południowej i wschodniej Azji – tajfunami, a w Indiach – cyklonami, natomiast w północno‑wschodniej Australii - willy‑willy.