風とは、原則として、大気圧の高いゾーンから低いゾーンに水平方向に移動する空気の流れです。その主な特性は、方向、強さ、持続時間です。
風はどのように形成されますか?
風の形成の主な原因は、気圧の不均一な分布です。地球の表面に到達する太陽光線は、海と陸を加熱します。さらに、私たちの惑星のさまざまな部分の温度は不均一に上昇します。
たとえば、赤道ゾーンと対応するベルトが最も加熱されます。海水の温度は、土地の温度ほど集中的に上昇しませんが、水域はより長く熱を保持します。
したがって、気団も不均一に加熱されます。圧力の異なるゾーンが形成され、空気が循環します。そのため、低圧ゾーンからの加熱された流れ(上昇)が急上昇します。一方、冷却された空気(下降気流)は下降し、低圧領域に突入します。
地球の大気は一瞬止まりません。空気循環のプロセスは本質的にグローバルです。暖かい空気と冷たい空気の大規模な流れが衝突すると、強度の異なる風が発生します。
Beaufortスケールのポイントでの風速の分類
世界では、風速と強さを0から12のポイントで区別するのが通例です。これには、アイルランドの船員、地図製作者、軍の提督、フランシスボーフォートによって開発されたボーフォートスケールが使用されます。
ビューフォートには多くのメリットと才能がありましたが、このスケールのおかげで彼は世界的に有名になりました。海軍での任務中、フランシスは定期的に風の観測を行った。彼はそのデータを日記に書き留めた。将来、観測により彼はスケールを開発するのに役立ち、1838年に正式に承認されました。
興味深い事実:フランシスビューフォートの功績に敬意を表して、彼は海、南極の島、カナダ北部の岬にちなんで名付けられました。
20世紀にビューフォートスケールが確定しました。台風などの特に強風を分類できるように、12ポイントのシステムが17に拡張されました。ただし、拡張バージョンは、台風が頻繁に発生する地域(中国、台湾など)でのみ使用されます。
ビューフォートスケールによれば、風の強さは2つの基準によって決定されます。
- 外海の興奮;
- 土地オブジェクトへの風の影響。
したがって、2つのテーブルがあります。1つは陸用、もう1つは外洋用です。土地の表は、風の強さと風速をメートル/秒で示しています。 2番目のオプションでは、風速はノットで与えられます。両方のスケールは、空気の流れの強さを決定できる一般的な機能を示しています。
風の方向
風の方向は主に気圧の違いと地球の自転に依存します。惑星の極では東風が卓越していることが注目されています。両半球の温帯では、風は西向きに吹きます。
熱帯には東向きの気流があります。風が垂直に移動する広いエリアもあり、低気圧と高気圧の規則を守っています。これらは亜熱帯および亜極帯です。
気候学と気象学には、ウインドローズの概念があります。これは、連続的な観測に基づいて、特定の領域の風況を表示するベクトルタイプの図です。
風配図は、線が図の中心から発散する多角形です。各ビームの長さによって、特定の方向に風が吹く頻度を判断できます。この情報は、インフラ施設(道路、滑走路など)の建設中、および他の多くの業界で考慮されます。
興味深い事実:実際のウィンドローズは必然的に異なる光線を持ちます。画像内のすべての光線が均等に分布している場合、これは単に基点のグラフィック表現です。
風の種類
主な分類によれば、風は一定(または支配的)と季節風に分けられます。
方向を変えない永久的な風が呼ばれます。それらは、高圧ゾーンと低圧ゾーンの接触により形成されます。したがって、季節風は現在の季節に応じて方向を変えます。
別のカテゴリも地元の風によって作られています。これらは、惑星の特定の領域でのみ循環する気団です。さらに、彼らはこのゾーンの気候条件を決定します。
永久
風の種類:
- 貿易風;
- 西洋
- 東。
貿易風-東から熱帯地方の間で吹く風と赤道に押し寄せる風。それらは無風の帯で区切られています。熱帯低気圧を西風に向けるのは貿易風です。
温帯の西風は、中緯度(北緯35〜65度の間)に広がる気流を表します。彼らは西から東に動いています。
極域の東風は、高圧帯から低圧帯に向けられます。
季節の
季節風は、モンスーンという1つのカテゴリで表されます。彼らは数ヶ月の間熱帯地方に吹き込んでいます。同時に、モンスーンは年に2回急激に方向を変えます。
夏には、空気は海から陸に流れ、冬には逆に本土から海に流れます。モンスーンは、暖かい季節に大量の降雨をもたらします。風の形成はアジアの東と南東で発生します。
地元
地方風は最も多様です。その中で、次のタイプを区別できます。
- そよ風は、海水域と海岸線の合流点にある暖かい空気の流れです。 1日に2回方向を変えます。日中は、夜から海に向かって風が吹いており、海岸から海に向かっています。
- サムムは、巨大な砂塊を運ぶ砂漠型の乾いた風です。それはアフリカの砂漠とアラビア半島にあります。
- シロッコ-南西と南の方向を持つ北アフリカと地中海を流れる空気。
- ボラ-山が海に接する地域で形成される風。小川の気温は季節によって異なります。方向は山から海へ。
- Fönn-山から谷に向かって突風を吹きます。乾燥が特徴で、小面積の高低差により発生します。北アメリカ、ユーラシアの山岳地帯に分布しています。
- 乾燥風-草原と砂漠の温帯で発生します。空気は乾燥していて暑いです。
- ノルダーはメキシコ湾で観測され、北から吹く風です。
- ザイド-名前は北極で遭遇する南風を指します。
- マシュマロ-暖かい季節に発生する地中海東部の気流。
また、竜巻(北アメリカで発生したハリケーン)、ハブ(アフリカの砂嵐)、リザード(シベリアの吹雪のようなカナダの吹雪)、ハムシン(サウジアラビアでは約50日間続く強風)などの異常な種類の風もあります。 。
風速はどのように測定されますか?
風速を測定するために、風速計と呼ばれる特別な装置が発明されました。それらは、機械的、超音波的および熱的です。機械はカップとベーンに分かれています。
カップ風速計が最も一般的と考えられています。このような装置は、半球状のボウルとローターで構成されています。この場合、ボウルはローターに取り付けられ、風が吹くと回転し始めます。
この測定方法の基礎は、ボウルの凸面と凹面に風が作り出す圧力差です。ローター速度は風速に対応します。
風の速度と強さを決定するものは何ですか?
風速は、地域間の気圧の違いがどれだけ大きいかに依存します。したがって、風の動きが速いほど、その強さの指標が大きくなり、流れが周囲のオブジェクトに作用します。
たとえば、3つの領域を使用できます。一方の気圧計では765 mmの水銀柱、もう一方では760、3番目では750を示しています。最初の領域から吹く風は、圧力の差が大きいため、2番目よりも3番目のほうが強く、速くなります。
どのような風がさまざまな流れの形成を引き起こしますか?
海流は、海や海で絶え間なく移動するか、定期的に発生する強力な水の流れです。電流はさまざまな理由で発生しますが、その1つが風です。
風が原因で、海流は2つのタイプに分けられます。
- ドリフト-風の影響下でのみ形成されます。
- 風(結合)-風の強さだけでなく、水の密度の違い、つまり海面の傾斜によっても発生します。
流れの方向は、気流が移動する方向によって異なります。風の流れは常に表面的なものです。その中で最も強力なのは、長さが約3万kmのウエストウィンズとサウスパサート海流です。
興味深い事実:すべての子午線を通過する唯一の水流は、西風または南極周極です。
したがって、海流はモンスーン、貿易風、西風を引き起こします。
冬の気圧が海よりも陸上の方が高く、夏は逆になるのはなぜですか?
冬には、本土は海水よりも速く冷えます。したがって、本土では空気が冷え、圧力レベルが上昇します。水柱の上では、空気は暖かく、圧力は低くなります。
夏には反対の状況が見られます。地球の表面はより速く熱くなるため、その上に低圧領域が形成されます。冷たい海の上-高圧。
これは、年間のさまざまな時期におけるモンスーンの方向も決定します。夏のモンスーンは本土に向かって吹き、冬のモンスーンは海に向かって吹きます。
風の人間による使用
風は環境にやさしい基本的なエネルギー源です。そして、生態系の保全は、人類の現在の主要な課題の1つです。興味深いことに、風力発電は長い間人々に役立ってきました。
以前は、これらはミルのような最も単純なデバイスでした。風力発電を電力に変換する助けを借りて、統合型風力発電所が建設中です。
風力エネルギーは、次のタイプのエネルギーに変換できます。
- 運動論-(過去の)帆船の動きのために、気球の飛行;
- 機械-水を汲み上げ、穀物を粉砕する設備用(古い方法);
- 電気-電気の生産のため。
風力エネルギーは、可能性として、太陽放射、石炭、ウラン、石油、天然ガスに次いで、考えられる発生源のリストで6位にあります。したがって、風力発電所から取得できる電力量は、年間約25〜700 TWです。
興味深い事実:Global Wind Energy Councilの計算によると、風力エネルギーの積極的な開発により、大気中に放出される二酸化炭素の量が年間15億トン削減されます。
風力エネルギーの主要国(2015):
- 中国-115,000 MW。
- 米国-65,000 MW。
- ドイツ-39,000 MW。
- スペイン-22,000 MW。
- インド-22,000 MW。
- イギリス-12,000 MW。
- カナダ-10,000 MW。
- フランス-9,000 MW。
- イタリア-8,000 MW。
- ブラジル-6,000 MW。
ロシアでは、風力エネルギーの開発は不十分であり、これにはいくつかの理由があります。まず、地域全体の平均風速は約5 m / sです(年間計算)。これは標準的な設置には不十分な指標であるため、追加の機器のコストが追加されます。
第二に、さまざまな要因(特に自然)に依存しない安定したエネルギー源を選択することが望ましいです。我が国の風力発電は他の多くの欠点、特にそれが小容量になる場合に関連しています。たとえば、機器の高コスト、問題のある操作、システムのメンテナンスなど。
自然の価値
風は自然の構成要素に影響を与える最も重要な自然の要因です:気候条件、地質学的プロセス、植物、動物など。
風の主な影響:
- 周辺の気候を左右する強い海流の出現。
- 小さな粒子の吹き付けによる土壌の侵食。
- 新しい地形の形成。たとえば、風による砂の移動と堆積は、砂丘の出現につながります。
- 砂漠の輸送と大気汚染。たとえば、夏には北半球の貿易風が吹きます。同時に、彼らは徐々に亜熱帯砂漠の地域に近づいています。その結果、季節を通してサハラからの塵は北アメリカの南東部に達する。
- 延焼。風は、火災、特に森林火災の急速な拡大に影響を与える主な要因の1つです。
- 植物への影響。気流は一部の植物の種子を広げ、木の成長を制限し、輸送された固体粒子による機械的損傷を引き起こす可能性もあります。
- 動物への影響。風は低温と相まって寒さを強めます-これは動物の世界への影響の主な側面です。たとえば、ペンギン、鳥、昆虫は風の影響に適応させられます。気団の動きはいくつかの種にとって有益です-鹿は鋭いにおいがするため、遠くから捕食者を認識します。
興味深い事実:風のおかげで広がる最も有名な植物は、タンポポ、カエデ、タンブルウィードです。花粉の移動により多くの植物の受粉が起こります。
なぜ、日中は風が海から上陸し、夜は風が吹くのですか?
根本的な要因は、冬と夏のモンスーンの場合と同様に、温度と対応する大気圧です。しかし、陸と海の貯水池の境界に形成される風には、そよ風という独自の名前があります。
昼間は、土地は水よりも早く暖まるため、風は低圧ゾーンに吹きます。夜になると地表の冷却が速くなり、水は温かいままなので、そよ風は方向を変えて海に向かって吹きます。
地球を超えて
私たちの惑星の外では、いくつかの種類の風が区別されます。
- 太陽;
- 惑星;
- エイリアン。
太陽風は気流の動きではなく、太陽の大気が放出するプラズマです。この現象は、約400 km / sの速度で発生します。太陽圏とは、太陽系を取り巻く太陽風によって形成される星間空間の大きな部分です。
興味深い事実:地球の磁場は、風が大気に入るのを防ぎます。しかし、時には太陽の閃光が非常に強いため、太陽風がこの保護を突破し、オーロラ、磁気嵐を引き起こします。
惑星の風は、惑星の上層大気におけるガスの動きです。このため、惑星は他のガス粒子と相互作用する能力を失います。このようなプロセスが何年も続くと、惑星は大気や水の供給などを失う可能性があります。
他の惑星では、風も異なります。金星では、彼らは83 m / sの速度で爆破し、地球数日で惑星の周りを飛行できます。木星では、風は100 m / s以上に達します。土星で最も強い流れは約375 m / sです。
興味深い事実:火星にはいくつかの種類の風があることが知られています。たとえば、ほこりの竜巻と、約110 m / sの速度で極から吹く風。