Κατανόηση των ανέμων: Η ατμόσφαιρα στην κίνηση

Ο άνεμος μπορεί να σχετίζεται με μερικές από τις πιο καιρικές συνθήκες σύνθετες καταιγίδες, αλλά οι αρχές του δεν θα μπορούσαν να είναι απλούστερες.

Ορισμός ως οριζόντιος μετακίνηση του αέρα από τη μια θέση στην άλλη, οι άνεμοι δημιουργούνται από τις διαφορές στο πίεση αέρα. Επειδή η άνιση θέρμανση της επιφάνειας της Γης προκαλεί αυτές τις διαφορές πίεσης, η πηγή ενέργειας που παράγει άνεμο είναι τελικά Ο ήλιος.

Αφού αρχίσουν οι άνεμοι, ένας συνδυασμός τριών δυνάμεων είναι υπεύθυνος για τον έλεγχο της κίνησης του - η δύναμη κλίσης πίεσης, η δύναμη Coriolis και η τριβή.

Είναι ένας γενικός κανόνας της μετεωρολογίας ότι ο αέρας ρέει από περιοχές μεγαλύτερης πίεσης σε περιοχές με χαμηλότερη πίεση. Καθώς συμβαίνει αυτό, τα μόρια του αέρα στη θέση της υψηλότερης πίεσης συσσωρεύονται καθώς ετοιμάζονται να ωθήσουν προς την κατώτερη πίεση. Αυτή η δύναμη που ωθεί τον αέρα από τη μια θέση στην άλλη είναι γνωστή ως η δύναμη κλίσης πίεσης. Είναι η δύναμη που επιταχύνει τα αγροτεμάχια και συνεπώς αρχίζει να φυσάει ο άνεμος.

Η δύναμη της δύναμης "πίεσης" ή της δύναμης μεταβολής της πίεσης εξαρτάται από (1) πόση διαφορά υπάρχει στις πιέσεις αέρα και (2) το μέγεθος της απόστασης μεταξύ των περιοχών πίεσης. Η δύναμη θα είναι ισχυρότερη εάν η διαφορά πίεσης είναι μεγαλύτερη ή η απόσταση μεταξύ τους είναι μικρότερη και αντίστροφα.

Εάν η Γη δεν περιστρέφεται, ο αέρας θα ρέει ευθεία, σε μια απ 'ευθείας διαδρομή από υψηλή σε χαμηλή πίεση. Αλλά επειδή η Γη περιστρέφεται προς την ανατολή, ο αέρας (και όλα τα άλλα ελεύθερα κινούμενα αντικείμενα) εκτρέπονται προς τα δεξιά της πορείας κίνησης τους στο Βόρειο Ημισφαίριο. (Εκτρέπονται προς τα αριστερά στο Νότιο Ημισφαίριο). Αυτή η απόκλιση είναι γνωστή ως Coriolis δύναμη.

Η δύναμη Coriolis είναι άμεσα ανάλογη με την ταχύτητα του ανέμου. Αυτό σημαίνει ότι όσο ισχυρότερο πνέει ο άνεμος, τόσο ισχυρότερο θα είναι το Coriolis να το εκτρέψει δεξιά. Το Coriolis εξαρτάται επίσης από το γεωγραφικό πλάτος. Είναι ισχυρότερο στους πόλους και αποδυναμώνει το πιο κοντινό που ταξιδεύει προς 0 ° γεωγραφικό πλάτος (τον ισημερινό). Μόλις επιτευχθεί ο ισημερινός, η δύναμη Coriolis είναι ανύπαρκτη.

Πάρτε το πόδι σας και μετακινήστε το πέρα ​​από ένα δάπεδο με μοκέτα. Η αντίσταση που αισθάνεστε όταν το κάνετε αυτό - μετακινώντας ένα αντικείμενο σε ένα άλλο - είναι η τριβή. Το ίδιο συμβαίνει και με τον άνεμο χτυπήματα στην επιφάνεια του εδάφους. Οι τριβές από το πέρασμα πάνω από το έδαφος - δέντρα, βουνά, ακόμα και έδαφος - διακόπτουν το κίνημα του αέρα και ενεργούν για να επιβραδυνθεί. Επειδή η τριβή μειώνει τον άνεμο, μπορεί να θεωρηθεί ως η δύναμη που αντιτίθεται στη δύναμη κλίσης πίεσης.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η τριβή υπάρχει μόνο μέσα σε λίγα χιλιόμετρα από την επιφάνεια της Γης. Πάνω από αυτό το ύψος, τα αποτελέσματά του είναι πολύ μικρά για να ληφθούν υπόψη.

Ο άνεμος είναι α διανυσματική ποσότητα. Αυτό σημαίνει ότι έχει δύο συνιστώσες: ταχύτητα και κατεύθυνση.

Η ταχύτητα ανέμου μετράται με ανεμόμετρο και δίνεται σε μίλια ανά ώρα ή κόμβους. Η κατεύθυνσή του καθορίζεται από a ανεμοδείκτης ή windsock και εκφράζεται ως προς την κατεύθυνση από την οποία φυσάει. Για παράδειγμα, αν οι άνεμοι φυσούν από το βορρά προς το νότο λέγεται ότι είναι βορείως, ή από το βορρά.

Ως ένας τρόπος για να συνδεθεί πιο εύκολα η ταχύτητα του ανέμου με τις παρατηρούμενες συνθήκες στη ξηρά και τη θάλασσα και την αναμενόμενη αντοχή στην καταιγίδα και τις ζημιές στην ιδιοκτησία, χρησιμοποιούνται συνήθως οι ανεμοδείκτες.

• Beaufort Wind Scale
  Επινοηθείσα το 1805 από τον Sir Francis Beaufort (βασιλικό αξιωματικό ναυτικού και ναύαρχο), η κλίμακα Beaufort βοήθησε τους ναυτικούς να εκτιμήσουν την ταχύτητα του ανέμου χωρίς τη χρήση οργάνων. Το έκαναν κάνοντας οπτικές παρατηρήσεις για το πώς συμπεριφερόταν η θάλασσα όταν ήταν παρόντες οι άνεμοι. Αυτές οι παρατηρήσεις αντιστοιχούσαν στο διάγραμμα κλίμακας Beaufort και η αντίστοιχη ταχύτητα ανέμου θα μπορούσε να εκτιμηθεί. Το 1916, η κλίμακα επεκτάθηκε για να συμπεριλάβει τη γη.
  Η αρχική κλίμακα αποτελείται από δεκατρείς κατηγορίες που κυμαίνονται από 0 έως 12. Στη δεκαετία του 1940 προστέθηκαν πέντε επιπλέον κατηγορίες (13 έως 17). Η χρήση τους προοριζόταν για τροπικούς κυκλώνες και τυφώνες. (Αυτοί οι αριθμοί Beaufort χρησιμοποιούνται σπάνια αφού η κλίμακα Saffir-Simpson εξυπηρετεί τον ίδιο σκοπό.)
• Σφαίρα αιολικής ενέργειας του τυφώνα Saffir-Simpson
  Η Κλίμακα Saffir-Simpson περιγράφει τις πιθανές επιπτώσεις και τις ζημιές ιδιοκτησίας από ένα τυχαίο ή περασμένο τυφώνα που βασίζεται στη δύναμη της μέγιστης παρατεταμένης ταχύτητας ανέμου της καταιγίδας. Διαχωρίζει τους τυφώνες σε πέντε κατηγορίες, από 1 έως 5, με βάση τους ανέμους.
• Βελτιωμένη κλίμακα Fujita
  Η βελτιωμένη κλίμακα Fujita (EF) υπολογίζει τη δύναμη των ανεμοστρόβιλων με βάση την ποσότητα ζημιών που μπορούν να προκαλέσουν οι άνεμοι. Διαχωρίζει τους ανεμοστρόβιλους σε έξι κατηγορίες, από 0 έως 5, με βάση τους ανέμους.

Αυτοί οι όροι χρησιμοποιούνται συχνά στις προβλέψεις καιρού για να μεταδώσουν την ειδική ισχύ και τη διάρκεια του ανέμου.