3. Вітер, його утворення і рух.

В зв’язку з розподілом тиску утворюється рух повітря в горизонтальному напрямку, який називається вітром. Вітер характеризується вектором швидкості. На практиці під швидкістю вітру розуміється його числова величина, а напрямок вектора швидкості – напрямок вітру. Швидкість вітру вимірюють у метрах за секунду (м/с), рідше у кілометрах за годину і в балах. Напрямком вітру вважають той напрямок звідки дме вітер. Визначають напрямок щодо сторін світу у румбах. Все коло горизонту поділено на 16 румбів, через 22,5^о.

Для визначення напрямку і швидкості вітру біля поверхні Землі на метеорологічних станціях використовують флюгер Вільда (рис. 10.5), який встановлюється на висоті 10 -12м на земною поверхнею. В останні роки широко використовують електричні анеморумбометри, а також самописні прилади для реєстрації напрямку і швидкості – анеморумбографи. Для визначення середньої швидкості вітру у експедиційних (польових) умовах застосовують ручний анемометр (рис. 10.6)

Рис. 10.5. Флюгер Вільда: Рис.10.6 Анемометр ручний

1 - роза, 2 - флюгарка, 3 - противага, 1 – вертикальна вісь,

4 - дошка. 5 - рама, б - дуга, 2 - півкулі, 3- пусковий

7 - штифт механізм

Розрізняють згладжену швидкість за деякий невеликий проміжок часу (2хв.) І миттєву. Вітер який володіє різко вираженими коливаннями швидкості і напрямку називається поривчастим.

При звичайних спостереженнях на метеостанціях визначають згладжену (осереднену) швидкість і напрямок вітру. Будь яка перешкода , що стоїть на шляху вітру буде впливати на нього. Перешкода відхиляє повітряну течію, яка повинна або обтікати перешкоду з боків, або перетікати зверху. Перед перешкодою вітер слабшає, але з бокових сторін посилюється. За перешкодою швидкість вітру зменшується, бо там існує вітрова тінь. Значно посилюється вітер між двома гірськими хребтами. Перед перешкодами і за ними утворюються так звані навітрені і підвітрені вихорі.

Лісові смуги послаблюють вітер в залежності від густоти посадки на відстань 30-50 кратній висоті дерев.

Для вирішення ряду практичних питань (проектування міст, підприємств, визначення впливу об’єкту на оточуюче середовище, тощо) важливо знати режим вітру. Для наглядного уявлення режиму вітру будують розу вітрів. По багаторічним даним спостережень розраховується повторюваність вітру по румбам, яка виражається у відсотках від загальної кількості днів із вітром. Для побудови рози вітрів від початку полярних координат відкладають по направленню основних румбів відрізки, які відповідають повторюваності вітру даного напрямку, і кінці відрізків з’єднують прямими лініями (рис.10.7).

Рис.10.7 Рози вітрів.

В окремих регіонах утворюються місцеві вітри. Походження їх може бути різним.

По-перше - місцеві вітри можуть бути проявом місцевої циркуляції незалежної від загальної циркуляції атмосфери (бризи, гірсько-долині вітри).

По-друге – вони можуть являти собою місцеві зміни течій загальної циркуляції під впливом орографії (фен, бора).

Бризи – це вітри, які спостерігаються у берегової лінії морів і великих озер і мають різку добову зміну напрямку. В денний час діє морський бриз – вітер дме з моря на сушу, а в нічні години береговий бриз – вітер дме із суші на море. Бриз поширюється на нижні декілька сотень метрів. Бризи пов’язані з добовим ходом температури повітря суші. Удень суша нагрівається. Ізобаричні поверхні над сушею піднімаються і на висоті утворюється горизонтальний баричний градієнт у бік моря і починається відтік повітря у напрямку моря. Такий відтік на висоті призводить до зниження тиску біля земної поверхні і збільшення його над морем і повітря з моря переміщується на сушу утворюючи морський бриз. Вночі, коли суша охолоджується, спостерігається зворотній процес (рис.10.8).Швидкість вітру при бризах 3-5 м/с.

Рис.10.8 Схема бризів: зліва у день, справа в ночі

Гірсько-долинні вітри – це вітри з добовою періодичністю. Вдень долинний вітер дме з долини до гори по гірським схилам. Вночі вітер дме з гір до низу по схилам і по долині в бік рівнини. Вдень схили гір нагріваються сильніше ніж повітря і утворюється горизонтальний градієнт від схилу до вільної атмосфери. Більш тепле повітря піднімається по схилу до гори. Вночі при охолодженні схилів умови змінюються на зворотні і повітря стікає по схилам до низу.

Рис 10.9 Схема гірсько - долинних вітрів.

Феном називають теплий, сухий і поривчастий вітер, який дме часом із гір у долину. Фен спостерігаються в Альпах, на Кавказі, на південному березі Криму. Він може утворитися у любій гірській системі, якщо повітряна течія загальної циркуляції пересікає гірський хребет достатньої висоти. З підвітряної сторони повітря відтікає від хребта, утворюючи розрідження внаслідок якого повітря вище розташованих шарів засмоктується донизу і утворюється вітер з гір. Висока температура повітря зумовлюється його адіабатичним нагріванням при зижені. Температура фена буде тим вища, чим більша висота з якої він спустився (рис.10.10)

Рис.10.10 Схема утворення фена