Wiatr to ruch powietrza spowodowany nierównomiernym ogrzewaniem Ziemi przez słońce. Nie ma wiele substancji – nie możesz jej zobaczyć ani trzymać – ale możesz poczuć jej siłę. Może wysuszyć ubrania latem i zmarznąć do szpiku kości zimą. Jest wystarczająco mocny, aby przewozić żaglowce przez ocean i wyrywać z ziemi ogromne drzewa. Jest to wielki wyrównywacz atmosfery, przenoszący ciepło, wilgoć, zanieczyszczenia i pył na duże odległości na całym świecie. Formy terenu, procesy i oddziaływanie wiatru nazywane są formami, procesami i oddziaływaniami eolicznymi.
Różnice w ciśnieniu atmosferycznym generują wiatry. Na równiku słońce ogrzewa wodę i ląduje bardziej niż reszta globu. Ciepłe powietrze równikowe unosi się wyżej do atmosfery i migruje w kierunku biegunów. To jest system niskociśnieniowy. Jednocześnie chłodniejsze, gęstsze powietrze przemieszcza się po powierzchni Ziemi w kierunku równika, zastępując ogrzane powietrze. To jest układ wysokociśnieniowy. Wiatry wieją zazwyczaj z obszarów o wysokim ciśnieniu do obszarów o niskim ciśnieniu.
Granica między tymi dwoma obszarami nazywana jest frontem. Złożone relacje między frontami powodują różne rodzaje wiatrów i wzorców pogodowych.
Przeważające wiatry to wiatry wiejące z jednego kierunku na określonym obszarze Ziemi. Obszary, na których spotykają się przeważające wiatry, nazywane są strefami konwergencji. Generalnie przeważają wiatry wiejące ze wschodu na zachód, a nie z północy na południe. Dzieje się tak, ponieważ rotacja Ziemi generuje tak zwany efekt Coriolisa. Efekt Coriolisa sprawia, że systemy wiatrowe obracają się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara na półkuli północnej i zgodnie z ruchem wskazówek zegara na półkuli południowej.
Efekt Coriolisa powoduje, że niektóre wiatry przemieszczają się wzdłuż krawędzi systemów wysokiego i niskiego ciśnienia. Nazywa się to wiatrami geostroficznymi. W 1857 roku holenderski meteorolog Christoph Buys Ballot sformułował prawo dotyczące wiatrów geostroficznych: Kiedy stoisz plecami do wiatru na półkuli północnej, niskie ciśnienie jest zawsze po lewej stronie. (Na półkuli południowej systemy niskiego ciśnienia będą po Twojej prawej stronie.)
Strefy wiatru
Ziemia zawiera pięć głównych stref wiatrowych: polarne wschody, zachodnie, szerokości geograficzne koni, pasaty i cienie.
Polarne wschody
Polarne wschody to suche, zimne wiatry wiejące ze wschodu. Wywodzą się z wyżyn polarnych, obszarów wysokiego ciśnienia wokół bieguna północnego i południowego. Bieguny wschodnie przepływają do obszarów o niższym ciśnieniu w regionach subpolarnych.
Westerlies
Westerlies to przeważające wiatry wiejące z zachodu na średnich szerokościach geograficznych. Są karmione przez polarne wschody i wiatry z wysokociśnieniowych szerokości geograficznych koni, które spychają je po obu stronach. Westerlies są najsilniejsze zimą, kiedy ciśnienie nad biegunem jest niskie, a najsłabsze latem, kiedy polarne chmury tworzą silniejsze polarne wschody.
Najsilniejsze zachodnie wiatry wieją przez „ryczące czterdzieste”, strefę wiatru między 40 a 50 stopni szerokości geograficznej na półkuli południowej. W ryczących latach czterdziestych niewiele jest lądów, na których można by było słabo wiatry. Kraniec Ameryki Południowej i Australii, a także wyspy Nowej Zelandii to jedyne duże masy lądowe, które przenikają przez szalone czterdziestki. Zachodnie tereny ryczących lat czterdziestych były bardzo ważne dla żeglarzy w epoce eksploracji, kiedy odkrywcy i kupcy z Europy i zachodniej Azji korzystali z silnych wiatrów, aby dotrzeć na rynki przypraw w Azji Południowo-Wschodniej i Australii.
Westerlies mają ogromny wpływ na prądy oceaniczne , zwłaszcza na półkuli południowej. Napędzany przez westerlies, potężny Antarktyczny Prąd Okołobiegunowy (ACC) pędzi wokół kontynentu (z zachodu na wschód) z prędkością około 4 kilometrów na godzinę (2,5 mil es na godzinę). W rzeczywistości inną nazwą Antarktycznego Prądu Okołobiegunowego jest West Wind Drift. ACC to największy prąd oceaniczny na świecie, który jest odpowiedzialny za transport do oceanu ogromnych ilości zimnej, bogatej w składniki odżywcze wody, tworząc zdrowe ekosystemy morskie i sieci pokarmowe.
Szerokość geograficzna koni
Szerokość geograficzna koni to wąska strefa ciepłych, suchych klimatów pomiędzy zachodnimi wiatrami a pasatami. Szerokość geograficzna koni wynosi około 30 i 35 stopni na północ i południe. Wiele pustyń, od bezdeszczowej Atacamy w Ameryce Południowej po suche Kalahari w Afryce, należy do szerokości geograficznych koni.
Wiatry przeważające na szerokościach geograficznych koni są różne, ale zwykle są słabe. Nawet silne wiatry są często krótkotrwałe.
Pasaty
Pasaty to silne, dominujące wiatry wiejące ze wschodu przez tropik. Pasaty są generalnie bardzo przewidywalne. Odegrali kluczową rolę w historii eksploracji, komunikacji i handlu. Statki korzystały z pasatów, aby wyznaczać szybkie i niezawodne trasy przez rozległy Atlantyk, a później przez Pacyfik. Nawet dzisiaj transport morski zależy od pasatów i prądów oceanicznych, które napędzają.
W 1947 roku norweski odkrywca Thor Hyerdahl i niewielka załoga wykorzystali pasaty, aby podróżować z wybrzeża Peru na rafy koralowe Polinezji Francuskiej na długości ponad 6920 kilometrów (4300 mil) na tratwie o napędzie żaglowym. Wyprawa, której nazwa pochodzi od tratwy (Kon-Tiki), miała na celu udowodnienie, że starożytni marynarze mogli używać przewidywalnych pasatów do eksploracji rozległych obszarów Pacyfiku.
Pasaty, które tworzą się na lądzie (zwane kontynentalnymi pasatami) są cieplejsze i bardziej suche niż te, które tworzą się nad oceanem (morski pasat). Związek między kontynentalnymi i morskimi wiatrami może być gwałtowny.
Większość burz tropikalnych, w tym huragany, cyklony i tajfuny, rozwija się jako pasaty. Różnice w ciśnieniu powietrza nad oceanem powodują rozwój tych burz. Gdy gęste, wilgotne wiatry burzy napotykają na bardziej suche wiatry wybrzeża, ich intensywność może wzrosnąć.
Silne pasaty wiążą się z brakiem opadów, podczas gdy słabe pasaty przenoszą opady w głąb lądu. Najbardziej znanym deszczem na świecie jest monsun w południowo-wschodniej Azji, który jest sezonowym wiatrem handlowym o dużej wilgotności.
Oprócz statków i opadów, pasaty mogą przenosić cząsteczki kurzu i piasku na tysiące kilometrów. Cząstki z saharyjskich burz piaskowych i pyłowych mogą wiać przez wyspy na Morzu Karaibskim i stan Floryda w USA, oddalone o ponad 8047 kilometrów (5000 mil).
Burze piaskowe w tropikach mogą być katastrofalne dla lokalnej społeczności. Cenna warstwa gleby zostaje zdmuchnięta, a widoczność może spaść prawie do zera. Po drugiej stronie oceanu pył rozmywa niebo. Te burze piaskowe są często kojarzone z suchymi obszarami o niskim ciśnieniu i brakiem burz tropikalnych.
Doldrums
Miejsce, w którym spotykają się pasaty obu półkul, nazywane jest międzytropikalną strefą zbieżności (ITCZ). Obszar wokół ITCZ nazywany jest zastojem. Wiatry przeważające w ciszy są bardzo słabe, a pogoda jest wyjątkowo spokojna.
ITCZ leży okrakiem nad równikiem. W rzeczywistości, gdy słońce ogrzewa region równikowy i powoduje wzrost mas powietrza i przemieszczanie się na północ i południe, powstają niskie ciśnienia. (Ten ciepły, równikowy wiatr o niskim ciśnieniu opada ponownie wokół szerokości geograficznych koni. Niektóre równikowe masy powietrza powracają do ciszy jako pasaty, podczas gdy inne krążą w innym kierunku, jak na zachodzie). W regionach sam wiatr jest wytwarzany, gdy ITCZ co sezon nieco oddala się od równika. Ta zmiana w ciszy zaburza zwykłe ciśnienie powietrza, powodując obfitujący w wilgoć monsun w Azji Południowo-Wschodniej.
Skutki wiatru
Wiatr poruszający się z różnymi prędkościami, na różnych wysokościach oraz nad wodą lub lądem może powodować różne rodzaje wzorów i burze.
Strumienie strumieniowe
Strumienie strumieniowe to geostroficzne wiatry, które tworzą się w pobliżu granic mas powietrza o różnej temperaturze i wilgotności. Rotacja Ziemi i jej nierównomierne ogrzewanie przez słońce również przyczyniają się do powstawania strumieni strumieniowych na dużych wysokościach.
Te silne, szybkie wiatry w górnych warstwach atmosfery mogą wiać 480 km / h (298 mil na godzinę). Strumienie odrzutowe przedostają się przez warstwę atmosfery zwaną stratosferą, na wysokości od 8 do 14 kilometrów (5 do 9 mil) nad powierzchnią Ziemi.
W stratosferze występują niewielkie turbulencje, dlatego piloci komercyjnych linii lotniczych lubią latać w tej warstwie. Jazda strumieniami odrzutowymi oszczędza czas i paliwo. Czy słyszałeś kiedyś, jak ktoś mówił o wietrze w przód lub w tył, kiedy mówiło o samolotach? To są strumienie odrzutowe. Jeśli znajdują się za samolotem, pchają go do przodu, nazywane są tylnymi wiatrami. Mogą pomóc Ci szybciej dotrzeć do celu. Jeśli wiatry są przed samolotem, spychając go do tyłu, nazywa się je wiatrem czołowym. Silne wiatry czołowe mogą powodować opóźnienia lotów.
Huragan
Huragan to gigantyczna, spiralna burza tropikalna, która może spakować wiatr o prędkości ponad 257 km / h (160 mph) i wyzwolić ponad 9 bilionów litrów (2,4 biliona galonów) deszczu. Te same burze tropikalne znane są jako huragany na Oceanie Atlantyckim, cyklony na północy Oceanu Indyjskiego i tajfuny na zachodnim Pacyfiku.
Te tropikalne burze mają kształt spirali. Spirala (wirująca w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara na półkuli północnej i zgodnie z ruchem wskazówek zegara na półkuli południowej) rozwija się jako obszar wysokiego ciśnienia skręcony wokół obszaru niskiego ciśnienia.
Szczyt sezonu huraganów na Oceanie Atlantyckim trwa od połowy sierpnia do końca października i średnio od pięciu do sześciu huraganów rocznie.
Warunki wiatrowe, które mogą prowadzić do huraganów, nazywane są zakłóceniami tropikalnymi. Rozpoczynają się w ciepłych wodach oceanu, gdy temperatura powierzchni wynosi co najmniej 26,6 stopni Celsjusza (80 stopni Fahrenheita). Jeśli zakłócenie trwa dłużej niż 24 godziny i osiąga prędkość 61 km / h (38 mil / h), nazywa się je tropikalną depresją.
Kiedy tropikalna depresja przyspiesza do 63-117 km / h (39-73 mil / h), nazywana jest burzą tropikalną i otrzymuje swoją nazwę.Meteorolodzy nazywają burze w kolejności alfabetycznej, na przemian z imionami żeńskimi i męskimi.
Kiedy burza osiąga 119 km / h (74 mil / h), przechodzi w huragan i jest oceniana w skali od 1 do 5 w skali Saffira Simpsona. Huragan 5 kategorii to najsilniejsza burza możliwa w skali Saffira-Simpsona. Wiatry kategorii 5 wieją z prędkością 252 km / h (157 mil / h).
Huragany wirują wokół niskociśnieniowego (ciepłego) ośrodka zwanego „okiem”. Opadające powietrze w oku sprawia, że jest ono bardzo spokojne. Oko jest otoczone gwałtowną okrągłą „ścianą oka”. To tutaj występują najsilniejsze wiatry i deszcze burzy.
Huragan Ethel, najsilniejszy huragan w historii, huczał nad Zatoką Meksykańską we wrześniu 1960 roku. Utrzymywały się wiatry o prędkości 260 km / h (160 mil / h). Jednak huragan Ethel szybko się rozproszył. Chociaż ostatecznie wiatry wiały tak daleko na północ, jak w stanach Ohio i Kentucky, zanim dotarły do linii brzegowej stanów Luizjana i Mississippi, fala sztormowa osiągnęła tylko około 1,5 metra (5 stóp). Tylko jedna osoba zginęła w wyniku huraganu Ethel, a uszkodzenia budynków i łodzi zostały ograniczone do mniej niż 2 milionów dolarów.
Huragany niszczą ekosystemy i społeczności przybrzeżne. Kiedy huragan dociera do lądu, często wytwarza fale, które mogą osiągnąć wysokość 6 metrów (20 stóp) i być popychane przez silne wiatry 161 kilometrów (100 mil) w głąb lądu. Te gwałtowne sztormy są niezwykle niebezpieczne i powodują 90 procent wszystkich zgonów spowodowanych przez huragany.
Najbardziej śmiercionośnym huraganem odnotowanym w historii jest Wielki Huragan z 1780 r. Chociaż w tamtym czasie nie był dostępny zaawansowany sprzęt meteorologiczny, wiatr mógł osiągnąć prędkość 320 km / h (200 mil na godzinę) ), gdy huragan uderzył w Barbados i inne wyspy na Morzu Karaibskim. To mogło wystarczyć do usunięcia kory z drzew. Ponad 20 000 ludzi zginęło w wyniku huraganu, który przedostał się przez Barbados, Saint Lucia, Martynikę, Dominikę, Gwadelupę, Dominikanę, Bahamy, Turks i Caicos oraz Bermudy. Chociaż jego intensywność zmniejszyła się, huragan był śledzony przez stan Floryda w USA, zanim rozproszył się w kanadyjskiej prowincji Nowa Fundlandia.
Huragany mogą być destrukcyjne z innych powodów. Silne wiatry mogą powodować tornada. Ulewne deszcze przyczyniają się do powodzi i osuwisk, które mogą wystąpić wiele kilometrów w głąb lądu. Uszkodzenia domów, firm, szkół, szpitali, dróg i systemów transportowych mogą zniszczyć społeczności i całe regiony.
Huragan Katrina, który w 2005 r. Przeleciał przez Zatokę Meksykańską i dotarł do południowych Stanów Zjednoczonych, jest najdroższym huraganem w zarejestrowanych historia. Uszkodzenia budynków, pojazdów, dróg i obiektów żeglugowych szacuje się na około 133,8 miliarda dolarów (po uwzględnieniu inflacji). Nowy Orlean w stanie Luizjana został prawie całkowicie zniszczony przez huragan Katrina. Nowy Orlean, a także Mobile w Alabamie i Gulfport w stanie Mississippi potrzebowały lat, aby odbudować swoje struktury i infrastrukturę.
Najlepszą obroną przed huraganem jest dokładna prognoza, która daje ludziom czas na wydostanie się z nich jego sposobem. National Hurricane Center wydaje zegarki chroniące przed huraganami w celu wykrycia burz, które mogą zagrażać społecznościom, oraz ostrzeżenia o huraganach w przypadku burz, które dotrą do lądu w ciągu 24 godzin.
Cyklony
Cyklony wieją przez Ocean Indyjski w taki sam sposób, jak huragany wieją przez Atlantyk. Cyklony wieją masami powietrza ze wschodu, często z Morza Południowochińskiego lub południa.
Najpotężniejszym i najbardziej niszczycielskim cyklonem w zapisanej historii był cyklon Bhola z 1970 roku. Podobnie jak huragan Katrina, cyklon Bhola był burzą kategorii 3. Jego wiatry osiągały prędkość około 185 km / h (115 mil / h), kiedy dotarł na ląd wzdłuż wybrzeża Zatoki Bengalskiej, na terenie dzisiejszego Bangladeszu. Ponad 300 000 ludzi zginęło, a ponad milion straciło dach nad głową. Wiatry cyklonowe spustoszyły wioski rybackie, a fale sztormowe zatopiły plony. Szkody ekonomiczne spowodowane przez cyklon Bhola wyniosły ponad 479 milionów dolarów, po uwzględnieniu inflacji.
Tajfun
Tajfuny to burze tropikalne, które rozwijają się nad północno-zachodnim Pacyfikiem. Ich formacja jest identyczna jak huragany i cyklony. Tajfuny powstają jako wiatry równikowe i wieją na zachód, po czym skręcają na północ i łączą się z zachodnimi wiatrami na średnich szerokościach geograficznych.

Tajfuny mogą wpływać na duży obszar wschodniego Pacyfiku. Najbardziej dotknięte są Filipiny, Chiny, Wietnam i Japonia. Jednak tajfuny odnotowano także w Stanach Zjednoczonych na Hawajach, a nawet na Alasce.
Tajfuny są często kojarzone z wyjątkowo obfitymi opadami deszczu. Najbardziej mokrym tajfunem, jaki kiedykolwiek zarejestrowano, był Tajfun Morakot w 2009 roku. Morakot zdewastował całą wyspę Tajwanu z wiatrem o prędkości około 140 km / h (85 mil / h). Największe szkody spowodowały jednak burze i powodzie wywołane przez te wiatry. Ponad 277 centymetrów (109 cali) deszczu zalało Tajwan, co doprowadziło do 461 zgonów i 6,2 miliardów dolarów strat.
Nor’easters i zamiecie śnieżne
Wielkanoc to silna zimowa burza łącząca obfite opady śniegu, silne wiatry i bardzo niskie temperatury. Wieją z północnego wschodu wzdłuż wschodniego wybrzeża Stanów Zjednoczonych i Kanady. „Wielkanoc nazywana jest zamiecią śnieżną.
Amerykańskie służby meteorologiczne nazywają burzę zamiecią śnieżną, gdy burza ma prędkość ponad 56 km / h (35 mil / h) i słabą widoczność. (Widoczność to odległość, którą można zobaczyć – zamiecie śnieżne) , podobnie jak mgła, utrudniają widoczność, a jazda jest niebezpieczna.) Burza musi trwać przez dłuższy czas, aby zostać sklasyfikowaną jako zamieć śnieżna, zwykle kilka godzin.
Zamieć śnieżna może izolować i paraliżować obszary na kilka dni, zwłaszcza jeśli w okolicy rzadko występują opady śniegu i nie ma sprzętu do jego usunięcia z ulic.
Wielka zamieć śnieżna w 1888 roku była prawdopodobnie najgorszą w historii Stanów Zjednoczonych. Wiatry o prędkości do 72 km / h (45 mil / h) uderzyły na wschód Wybrzeże od zatoki Chesapeake na północ aż po Nową Szkocję w Kanadzie. Ponad 147 centymetrów rs (58 cali) śniegu spadło w całym regionie, powodując ujemne temperatury i masowe powodzie, gdy śnieg topniał. Wielka zamieć spowodowała 400 ofiar śmiertelnych i 1,2 miliarda dolarów szkód.
Monsun
Monsun to sezonowa zmiana dominującego systemu wiatru na danym obszarze. Wieją zawsze z zimnych, wysokociśnieniowych regionów. Monsuny są częścią całorocznego cyklu nierównomiernego ogrzewania i chłodzenia w regionach przybrzeżnych tropikalnych i na średnich szerokościach geograficznych. Monsuny są częścią klimatu Australii, Azji Południowo-Wschodniej i południowo-zachodniego regionu Ameryki Północnej.
Powietrze nad lądem nagrzewa się i schładza szybciej niż powietrze nad oceanem. Latem oznacza to, że ciepłe powietrze lądowe unosi się, tworząc przestrzeń dla chłodnego i wilgotnego powietrza znad oceanu. Gdy ziemia ogrzewa wilgotne powietrze, unosi się, ochładza, kondensuje i opada na Ziemię w postaci deszczu. Zimą ląd ochładza się szybciej niż ocean. Ciepłe powietrze nad oceanem unosi się, umożliwiając napływ chłodnego powietrza lądowego.
Większość zimowych monsunów jest chłodna i sucha, podczas gdy monsun letni jest ciepły i wilgotny. Azjatyckie zimowe monsuny przynoszą chłodne, suche powietrze z Himalajów. Z drugiej strony, nad Oceanem Indyjskim rozwija się słynny letni monsun, który pochłania ogromne ilości wilgoci. Letnie monsuny przynoszą ciepło i opady do Indii, Sri Lanki, Bangladeszu i Mjanmy.
Letni monsun jest niezbędny dla zdrowia i gospodarki subkontynentu indyjskiego. Warstwy wodonośne są wypełnione, co pozwala na wodę pitną, higieniczną, przemysłową i irygacyjną.
Tornado
Tornado, zwane również twisterem, to gwałtownie wirujący lejek powietrza. Tornada mogą występować pojedynczo lub w wielokrotnościach, jako dwa wirujące wiry powietrza krążące wokół siebie. Tornada mogą występować jako trąby wodne lub bicze wodne, wirujące z setek metrów w powietrzu, łącząc ląd lub wodę z chmurami nad nimi. Chociaż niszczycielskie tornada mogą wystąpić o każdej porze dnia, większość z nich występuje między 16:00 a 21:00. czas lokalny.
Tornada często występują podczas intensywnych burz zwanych superkomórkami. Supercell to burza z potężnym, obracającym się prądem wstępującym. (Ciąg to po prostu pionowy ruch powietrza.) Ten silny prąd wstępujący nazywany jest mezocyklonem.
Mezocyklon zawiera wirujące przeciągi powietrza od 1 do 10 kilometrów (1 do 6 mil) w atmosferze. Kiedy w superkomórce opady deszczu wzrastają, deszcz może ściągać mezocyklony na ziemię. Ten zstępujący to tornado.
W zależności od temperatury i wilgotności powietrza tornado może trwać kilka minut lub ponad godzinę. Jednak chłodne wiatry (zwane prądami opadającymi z tylnej flanki) ostatecznie owijają się wokół tornada i odcinają dopływ ciepłego powietrza, które je zasila. Tornado rozrzedza się do stadium „podobnego do liny” i zanika kilka minut później.
Większość tornad ma prędkość wiatru poniżej 177 km / h (110 mil / h) i ma około 76 metrów (250 stóp) średnicy. podróżować przez kilka kilometrów, zanim znikną. Jednak najpotężniejsze tornada mogą mieć wiatr z prędkością większą niż 482 km / h (300 mil / h) i mieć średnicę większą niż 3 kilometry (2 mile). Tornada te mogą podróżować po ziemi przez dziesiątki kilometrów i przez kilka stanów.
Te gwałtowne burze występują na całym świecie, ale Stany Zjednoczone są głównym punktem zapalnym z około tysiącem tornad rocznie. „Tornado Alley”, region obejmujący wschodnią Dakotę Południową, południową Minnesotę, Nebraskę, Kansas , Oklahoma, północny Teksas i wschodnie Kolorado są domem dla najpotężniejszych i najbardziej niszczycielskich z tych burz.
Najbardziej ekstremalne tornado, jakie kiedykolwiek zarejestrowano, miało miejsce 18 marca 1925 r. To „trójstanowe tornado” przemknęło przez 338 kilometrów ( 219 mil) przez Missouri, Illinois i Indi ana. Tornado zniszczyło lokalną komunikację, uniemożliwiając ostrzeżenie dla następnego miasta. Trójstanowe tornado zabiło 695 osób w 3,5 godziny.
Najlepszą ochroną przed tornadem jest wczesne ostrzeżenie. Na obszarach, gdzie tornada są powszechne, wiele społeczności ma systemy ostrzegające przed tornadami.Na przykład w Minnesocie wysokie wieże w różnych dzielnicach włączają alarm, gdy tornado jest w pobliżu.
Pomiar wiatru
Wiatr jest często mierzony w kategoriach uskoku wiatru. Uskok wiatru to różnica w prędkości i kierunku wiatru na określonej odległości w atmosferze. Uskok wiatru mierzy się zarówno w poziomie, jak iw pionie. Uskok wiatru jest mierzony w metrach na sekundę pomnożony przez kilometry wysokości. W normalnych warunkach wiatry poruszają się znacznie szybciej w atmosferze, powodując silne uskoki wiatru na dużych wysokościach.
Podczas budowy budynków inżynierowie muszą wziąć pod uwagę średnie uskoki wiatru dla danego obszaru. Na przykład uskoki wiatru są większe w pobliżu wybrzeża. Wieżowce muszą uwzględniać ten zwiększony wiatr, mając mocniejsze fundamenty lub zaprojektowane tak, aby bezpiecznie „kołysały się” wraz z wiatrem.
Ilość wytwarzanej przez wiatr siły jest mierzona według skali Beauforta. Skala nosi imię Sir Francisa Beaufort, który stworzył system opisywania siły wiatru dla brytyjskiej Royal Navy w 1805 r. Skala Beauforta obejmuje 17 poziomów siły wiatru. „0” oznacza warunki, które są tak spokojne, że dym unosi się pionowo. „12” opisuje huragan, a „13-17” są zarezerwowane tylko dla tajfuonów tropikalnych, najpotężniejszych i potencjalnie niszczących systemów wiatrowych.
Anemometr to urządzenie do pomiaru prędkości wiatru. Anemometry są używane z kolektorami danych o tornadach, które mierzą prędkość, opady i ciśnienie tornad.
Siłę tornad mierzy się według skali Fujita. Skala ma sześć kategorii, które oznaczają rosnące obrażenia. Po przejściu tornada meteorolodzy i inżynierowie określają siłę tornada na podstawie jego prędkości wiatru, szerokości oraz uszkodzeń roślinności i konstrukcji zbudowanych przez człowieka. W 2007 roku w USA powstała Enhanced Fujita Scale; zapewnia bardziej szczegółowe skutki tornada, aby określić jego niszczycielską moc. Rozszerzona skala Fujita obejmuje 28 kategorii, z największymi uszkodzeniami katalogowymi drewna liściastego i miękkiego.
Huragany mierzone są w skali Saffira-Simpsona. Oprócz depresji tropikalnych i burz tropikalnych istnieje pięć kategorii huraganów. Najmocniejszy, kategoria 5, jest mierzony wiatrem wiejącym z prędkością 252 km / h (157 mph). Cyklony tropikalne i tajfuny są często mierzone przy użyciu innych skal, takich jak japońska skala intensywności cyklonów tropikalnych, która mierzy tajfun jako wiatr o prędkości 118 km / h (73 mil / h).
Wpływ na klimat
Wiatr jest głównym czynnikiem określającym pogodę i klimat. Wiatr przenosi ciepło, wilgoć, zanieczyszczenia i pyłki do nowych obszarów.
Wiele codziennych warunków pogodowych zależy od wiatru. Na przykład w regionie przybrzeżnym kierunek wiatru zmienia się codziennie. Słońce ogrzewa ziemię szybciej niż woda. Ciepłe powietrze nad lądem unosi się, a chłodniejsze powietrze nad wodą napływa nad lądem, tworząc wewnętrzną bryzę. Społeczności przybrzeżne są zwykle znacznie chłodniejsze niż ich sąsiedzi w głębi lądu. San Francisco to nadmorskie miasto w „słonecznej Kalifornii”, a jednak autor Mark Twain zauważył, że „najzimniejsza zima, jaką kiedykolwiek spędziłem, to lato w San Francisco!”
Wiatr w inny sposób wpływa na klimat górzystych terenów. Cienie deszczowe powstają, gdy wiatr oddziałuje z pasmem górskim. Gdy wiatr zbliża się do góry, przynosi ze sobą wilgoć, która skrapla się w postaci deszczu i innych opadów, zanim dotrze do szczytu góry. Po drugiej stronie góry suche „wiatry zstępujące” mogą pędzić przez przełęcze z prędkością prawie 160 km / h (100 mil / h). Jednym z najbardziej znanych z tych wiatrów na zboczu jest Föhn. Wiatry Föhn – nazywane „zjadaczami śniegu” – rozwijają się, gdy powietrze opada nad Alpy, tworząc cieplejszy klimat w Europie Środkowej.
Wiatry pomagają również napędzać prądy powierzchniowe oceanów na całym świecie. Antarktyczny prąd okołobiegunowy transportuje zimną, bogatą w składniki odżywcze wodę wokół Antarktydy. Prąd Zatokowy przenosi ciepłą wodę z Zatoki Meksykańskiej przez wschodnie wybrzeże Ameryki Północnej i przez Atlantyk do Europy Północnej. Ze względu na Prąd Zatokowy w Europie Północnej panuje znacznie cieplejszy i łagodniejszy klimat niż inne obszary na podobnych szerokościach geograficznych, takie jak Alaska w USA.
Wpływ na ekologię
Wiatr ma moc poruszania cząsteczek ziemi – zwykle kurz lub piasek – w dużych ilościach i na duże odległości. Pył z Sahary przecina Atlantyk, tworząc zamglone zachody słońca na Karaibach.
Wiatry przenoszą popiół wulkaniczny i odłamki na tysiące kilometrów. Wiatry niosły popiół z erupcji Eyjafjallajökull w 2010 r., Wulkanu na Islandii, na zachód aż po Grenlandię i na wschód aż po Wielką Brytanię. Ogromna erupcja Krakatoa, wyspiarskiego wulkanu w Indonezji w 1883 roku, miała jeszcze bardziej dramatyczne skutki atmosferyczne. Wiatry niosły popiół wulkaniczny i gruz wysoko w atmosferze na całym świecie. Europa przetrwała lata zimnych, wilgotnych lat i różowych zachodów słońca.
Zdolność wiatru do poruszania ziemi może zniszczyć krajobraz. W niektórych przypadkach ma to miejsce na pustyni, ponieważ wydmy migrują i zmieniają kształt w czasie.Wiatr może również zbierać ogromne ilości piasku i „piaskowanych” formacji skalnych w oszałamiające rzeźby. Region Altiplano w Ameryce Południowej ma dramatycznie ukształtowane otwory wentylacyjne – skały wyrzeźbione przez napędzany wiatrem piasek i lód.
Siła wiatru do erozji ziemia może być szkodliwa dla rolnictwa. Less, osad, który może przekształcić się w jedną z najbogatszych gleb pod uprawę, jest łatwo porywany przez wiatr. Nawet jeśli rolnicy podejmą środki ostrożności, aby ją chronić, wiatr może erodować do 2,5 kg lessu na metr kwadratowy (1,6 funta na stopę kwadratową) każdego roku.
Najbardziej znanym przykładem tej niszczycielskiej wichury jest prawdopodobnie Dust Bowl w Ameryce Północnej z lat trzydziestych XX wieku. Burze Dust Bowl mogą zmniejszyć widoczność do kilku stóp i zyskały takie nazwy jak „ Czarne zamiecie śnieżne. ”Miliony rolników, zwłaszcza w stanach Oklahoma, Arkansas i Teksas w Stanach Zjednoczonych, straciło swoją ziemię, gdy nie mogli zebrać żadnych plonów.
Jednak niszczący dla gospodarki wiatr jest ważnym sposobem rozprzestrzeniania się roślin se eds. Ta forma rozsiewania nasion nazywa się anemochorią. Rośliny, które opierają się na anemochorii, produkują setki, a nawet tysiące nasion. Nasiona przenoszone są przez wiatr do odległych lub pobliskich miejsc, zwiększając rozprzestrzenianie się genetyki rośliny. Niektóre z najbardziej znanych nasion rozrzucanych przez wiatr to rozmyty mniszek lekarski.
Energia wiatrowa
Wiatr był używany jako źródło energii od ponad tysiąca lat – przepychał statki na całym świecie i był schwytany w wiatrakach do pompowania wody; zmienił gigantyczne kamienie do mielenia ziaren, produkcji papieru, kłód pił i kruszenia rudy. Obecnie większość energii wiatrowej jest wykorzystywana do wytwarzania energii elektrycznej w domach, firmach, szpitalach, szkołach i przemyśle.
Wiatr jest zasobem odnawialnym, który nie powoduje bezpośrednio zanieczyszczenia. Energia wiatru jest wykorzystywana przez potężne turbiny. Turbiny wiatrowe mają wysoką rurową wieżę z dwoma lub trzema łopatkami wirowymi obracającymi się u góry. Kiedy wiatr obraca ostrza, ostrza obracają generator i wytwarzają energię elektryczną.
Często turbiny wiatrowe są zbierane w wietrznych obszarach w tablice zwane farmami wiatrowymi. Wiele farm wiatrowych zostało założonych w górach, w dolinach i na morzu, ponieważ powietrze z oceanu wchodzi w interakcję z powietrzem lądowym.
Niektórzy uważają, że turbiny wiatrowe są brzydkie i narzekają na hałas, jaki wytwarzają. Wolno obracające się ostrza mogą również zabijać ptaki i nietoperze – ale nie tak wiele, jak samochody, linie energetyczne i wysokie budynki.
Ekonomiczną wadą farm wiatrowych jest jednak sam wiatr. Jeśli nie wieje, nie ma generowanej energii elektrycznej.
Mimo to zużycie energii wiatrowej wzrosło ponad czterokrotnie w latach 2000–2006. Niemcy mają największą zainstalowaną moc energii wiatrowej, za nimi plasują się Hiszpania, Stany Zjednoczone i Indie i Dania. Rozwój również szybko rośnie we Francji i Chinach.
Eksperci branżowi przewidują, że jeśli utrzyma się to tempo wzrostu, do 2050 r. Jedna trzecia światowego zapotrzebowania na energię elektryczną będzie mogła być pokryta przez wiatr.