Ветер — это одно из самых уникальных природных явлений. Мы не можем его увидеть, потрогать, но способны наблюдать результаты его проявления, например, как он медленно или быстро гонит облака и тучи по небу, своей силой наклоняет деревья до земли или слегка треплет листву.

Понятие ветра

Что такое ветер? Определение с точки зрения метеорологии следующее: это горизонтальное движение слоев воздуха из зоны с высоким атмосферным давлением в зону низкого, сопровождающееся определенной скоростью. Данное движение происходит, потому что в течение дня солнце пронизывает воздушную прослойку Земли. Некоторые лучи, достигая поверхности, нагревают океаны, моря, реки, горы, почву, скалы и камни, которые отдают в воздух тепло, тем самым нагревая и его. За одинаковое количество времени темные предметы поглощают больше тепла и сильнее прогреваются.

Но какое же значение имеет то, как отдается тепло и насколько быстро? И как это поможет нам выяснить, что такое ветер? Определение заключается в следующем: суша стремительнее нагревается, чем вода, значит, скопленный над ней воздух получает от нее тепло и поднимается вверх, следовательно, атмосферное давление над данным участком падает. С водой же все с точностью до наоборот: над ней воздушные массы холоднее и давление выше. В итоге холодный воздух вымещается из участка высокого давления в участок низкого, образовывая ветер. Чем больше разность между этими давлениями, тем он сильнее.

Виды ветров

Разобравшись с тем, что такое ветер, необходимо узнать, сколько существует его видов и чем они отличаются друг от друга. Выделяют три основные группы ветров:

• местные;
• постоянные;
• региональные.

Местные ветра соответствуют своему названию и дуют только на определенных территориях нашей планеты. Их появление связано со спецификой местных рельефов и изменениями температуры в относительно короткие промежутки времени. Эти ветра характеризуются малой протяженностью и суточной периодичностью.

Что такое ветер местного происхождения, теперь понятно, но и он делится на свои подвиды:

• Бриз — легкий ветер, который в день дважды меняет направление. Днем дует с моря на сушу, а ночью наоборот.
• Бора — сильноскоростной холодный воздушный поток, дующий с вершин гор на долины или побережья. Он непостоянный.
• Фён — теплый и легкий весенний ветер.
• Суховей - сухой ветер, преобладающий в степных районах в теплый период времени в условиях антициклона. Он предвещает засуху.
• Сирокко — стремительные южные, юго-западные воздушные потоки, которые образуются в Сахаре.
• А что такое ветер хамсин? Это пыльные, сухие и жаркие воздушные массы, преобладающие на северо-востоке Африки и востоке Средиземноморья.

К постоянным ветрам относятся такие, которые зависят от совокупной циркуляции воздуха. Они устойчивые, равномерные, постоянные и сильные. К ним принадлежат:

• пассаты — ветра с востока, отличаются постоянством, не меняющимся направлением и силой в 3-4 балла;
• антипассаты — ветра с запада, переносящие огромные воздушные массы.

Региональный ветер появляется в результате перепадов давления, немного похож на местный, но более устойчивый и мощный. Ярким представителем этого вида считается муссон, который берет свое начало в тропиках, на рубеже с океаном. Он дует периодически, но масштабными потоками, меняя пару раз в год свое направление: в сезон лета - с воды на сушу, в период зимы - наоборот. Муссон приносит много влаги в виде дождей.

Сильный ветер - это...

Что такое сильный ветер и чем он отличается от остальных потоков? Самая главная его особенность — это высокая скорость, которая колеблется в пределах 14-32 м/с. Он производит опустошительные действия или приносит урон, разрушения. Кроме скорости, значение имеет также температура, направление, место и продолжительность.

Виды сильных ветров

• Тайфун (ураган) сопровождается насыщенным выпадением осадков и спадом температуры, большой силой, скоростью (177 км/ч и более), дует на расстоянии 20-200 м в течение нескольких суток.
• Что такое ветер, который называется шквалом? Это резкий, внезапный поток со скоростью 72-108 км/ч, образующийся в жаркий период в результате мощного проникновения холодного воздуха в зоны теплого. Он дует в течение пары секунд или десятков минут, меняя направление, и приносит снижение температуры.
• Шторм: его скорость - 103-120 км/ч. Характеризуется высокой продолжительностью, силой. Он источник сильных морских колебаний и разрушений на земле.

• Торнадо (смерч) — воздушный вихрь, визуально похожий на темный столб, вдоль которого проходит искривленная ось. Внизу и вверху столба имеются расширения, похожие на воронку. Воздух в вихре крутится против часовой стрелки со скоростью 300 км/ч и затягивает в свою воронку все близлежащие предметы, объекты. Давление внутри торнадо сниженное. В высоту столб достигает 1500 м, а его диаметр — от десятка (над водой) до сотен метров (над землей). Смерч может проходить путь от пары сотен метров до десятков километров со скоростью 60 км/ч.
• Буря — воздушная масса, скорость движения которой находится в диапазоне 62-100 км/ч. Бури обильно накрывают местности песком, пылью, снегом, землей, причиняя вред людям и хозяйству.

Описание силы ветра

Отвечая на вопрос о том, что такое сила ветра, уместно будет заметить, что здесь понятие силы взаимосвязано со скоростью: чем она выше, тем сильнее ветер. Этот показатель измеряется по 13-балльной шкале Бофорта. Нулевое значение характеризует штиль, 3 балла — легкий, слабый ветер, 7 — мощный, 9 — появление шторма, свыше девяти — беспощадные бури, ураганы. Сильные ветра часто дуют над морем, океаном, ведь им здесь ничего не мешает, в отличие от скалистых гор, холмов, лесов.

Определение солнечного ветра

Что такое солнечный ветер? Это удивительное явление. Ионизированные частицы плазмы потоком вытекают из солнечной короны (внешний слой) в космос с диапазоном скорости в 300-1200 км/с, который зависит от активности Солнца.

Бывают медленные (400 км/с), быстрые (700 км/с), высокоскоростные (до 1200 км/с) солнечные ветра. Они вокруг центрального небесного светила образуют область с пространством, которая защищает Солнечную систему от попадания в нее межзвездного газа. Кроме этого, благодаря им на нашей планете происходят такие явления, как радиационный пояс и полярное сияние. Вот что такое солнечный ветер.

Дующий в сторону суши. Обычно начинается утром, достигает максимальной скорости после полудня, утихает ко времени заката Солнца, сменяясь ночным береговым бризом, дующим в сторону водоема. Иногда проникает далеко в глубь суши. Например, в Саудовской Аравии он проникает на 200-225 км со скоростью до 7 м/с, охватывая слой атмосферы до высоты более 1200 м. Направление М. в. зависит от рельефа и направления береговой черты. Ср. .

Словарь ветров. - Ленинград: Гидрометеоиздат . Л.З. Прох . 1983 .

Смотреть что такое "МОРСКОЙ ВЕТЕР" в других словарях:

МОРСКОЙ ВЕТЕР - (Sea breeze) ветер, дующий со стороны моря. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь

морской ветер - jūrinis vėjas statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Nuo jūros, dažnai su lietumi pučiantis vėjas. atitikmenys: angl. sea breeze; sea wind vok. Seewind, m rus. морской ветер, m … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

МОРСКОЙ - МОРСКОЙ, морская, морское. 1. прил. к море. Морской берег. Морская вода. Морской песок. Морское дно. Морские течения. Морская карта. Морской канал (см. канал в 1 и 2 знач.). || Происходящий, бывающий на море. Морской ветер. Морская качка. Морской … Толковый словарь Ушакова

ВЕТЕР - (Wind) перемещения воздушных масс в горизонтальном направлении или, иначе говоря, горизонтальные потоки воздуха. Каждый В. характеризуется двумя элементами: направлением, в котором происходит перемещение воздуха, и скоростью, с которой это… … Морской словарь

ВЕТЕР - ВЕТЕР, ветр муж. движение, течение, теча, ток, поток воздуха. По силе своей ветер бывает: ураган, кавк. бора: шторм, буря (обычно с бурей соединены гроза и дождь), жестокий, сильный, ветрища: средний, слабый, тихий ветер или ветерок, ветерочек,… … Толковый словарь Даля

ВЕТЕР БАЛЛИСТИЧЕСКИЙ - (Balistic wind) величина фиктивно постоянного ветра, действие которого на снаряд по данной траектории одинаково с действием истинного переменного ветра. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ… … Морской словарь

Ветер «Надежды» (фильм) - Ветер «Надежды» Жанр Приключенческий фильм Режиссёр Станислав Говорухин В главных ролях Кинокомпания … Википедия

Ветер «Надежды» - Жанр приключенческий фильм Режиссёр Станислав Говорухин Автор сценария Станислав Говорухин Борис Лобков … Википедия

Ветер надежды (фильм) - Ветер «Надежды» Жанр Приключенческий фильм Режиссёр Станислав Говорухин В главных ролях Кинокомпания киностудия им. М. Горького Длительность 72 мин … Википедия

Книги

• Буйный ветер парус гонит… , Матвеев Александр Иванович , "Буйный ветер парус гонит"-новый поэтический сборник Александра Матвеева посвящен теме вечной, как сама жизнь, -теме любви. Не существует людей, которые бы не переживали это светлое чувство.… Категория: Современная отечественная поэзия Издатель: У Никитских ворот , Купить за 344 руб
• Морской ветер , Р. Леонкавалло , Репринтное нотное издание Leoncavallo, Ruggiero`Brise de mer`. Жанры: Pieces; For cello, piano; Scores featuring the cello; Scores featuring the piano; For 2 players. Мы создали специально… Категория: Ювелирное искусство Издатель:

Глава V. ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ И ЛЕДОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ НА ВНУТРЕННИХ ВОДНЫХ ПУТЯХ

§ 24. ЭЛЕМЕНТЫ И ВИДЫ ВЕТРА

Ветер характеризуется двумя элементами: направлением и ско-ростью.

Направление ветра определяют по компасу той ча-стью горизонта, откуда он дует. Говорят: «Ветер дует в компас». Сле-довательно, направление ветра может быть: северное, северо-западное, юго-восточное, западное и т. д.

На реках направление ветра часто определяют относительно тече-ния реки: ветер может быть верховой (дует по направлению течения) и низовой (дует против течения).

В зависимости от того, с какой стороны дует ветер, у судна разли-чают наветренный борт (борт, обращенный к ветру) и подветренный борт (противоположный наветренному).

Относительно направления движения судна ветер может быть встречным и попутным.

Ветер, дующий в сторону берега под прямым или небольшим углом к нему, принято называть навальным, а ветер, дующий от бере-га в сторону реки или озера, - отвальным. Таким образом, для одного берега ветер будет отвальным, для другого-навальным. То же и для судна - в зависимости от того, у какого берега оно нахо-дится.

Если на неподвижном судне определять направление ветра, то оно называется истинным и„ (рис. 50). При движении судна возни-кает поток воздуха, который называется курсовым ветром. Курсовой ветер имеет скорость судна и направлен в сторону, об-ратную его движению. На движущемся судне будет измеряться ка-

Таблица 15

жущийся (вымпельный) ветер Ик. Он направлен по равнодействующей истинного и курсового ветра.

Скорость ветра обычно измеряется в метрах в секунду или километрах в час. Скорость ветра измеряется также баллами Градации скорости ветра, применяемые для прогнозов и предупреждений, даны в табл. 15.

В практической работе часто необходимо перейти от скорости ветра к баллам или от баллов к скорости ветра в метрах в секунду. Весь пере счет можно сделать в уме, используя данные табл. 16. При этом дробные числа округляются до целых; значения 0,5 и больше округляются до единицы; значения меньше 0,5 - отбрасываются.

Для более грубой оценки, чем указано в таблице, при переходе к баллам скорость в метрах в секунду делится пополам (балл = ско-рость, м/с: 2), а при переходе к скорости баллы удваиваются (скорость, м/с == 2 Х балл),

На береговых станциях направление и силу ветра определяют по флюгеру и анемометру (рис. 51).

На судне скорость кажущегося ветра измеряют по анемометру, а направление - по дыму, флагу, вымпелу. У судов, буксирующих состав или плот со скоростью 3-4 км/ч, истинный и кажущийся ветер практически одинаковы.

У анемометра (см. рис. 51) имеются четыре полушария, которые вращаются под действием ветра. По циферблату со счетчиками опреде-

Таблица 1б

Рис. 51. Анемометр

Рис. 52. Роза ветров

ляют число оборотов. Затем по переводному множителю, приведенно-му в аттестате анемометра, и числу оборотов получают скорость ветра.

Иногда для определения направления ветра на судах устанавливают на открытых местах небольшие матерчатые конусы, называемые «колдунчиками».

Силу ветра можно определить также по шкале визуальной оценки, которая приведена в прил. l.

Располагая материалами наблюдений за ветром, можно определить повторяемость каждого направления и различных скоростей ветра. Для наглядности повторяемость изображается графически в виде «розы ветров» (рис. 52). Последнюю строят следующим обра-зом.

Вначале проводят линии по восьми румбам (С, СВ, В, ЮВ и т. д.). На линиях румбов в масштабе откладывают отрезки, пропорциональ-ные повторяемости направления или скорости ветра, выраженные в процентах. Повторяемость откладывается от окружности штилей, ра-диус которой равен числу процентов штилей в принятом масштабе. Соединив концы отрезков, получают фигуру - розу ветров, которая дает представление о распределении ветров в данном пункте по на-правлениям и скорости. Розы ветров строятся для месяца или года.

Ветры, возникающие по местным причинам и охватывающие не-большие территории, называют местными. Основными видами таких ветров являются следующие.

Бриз - ветер, имеющий направление днем с водоема на сушу (морской бриз), а ночью - с суши на водоем (береговой бриз). Обыч-но бризы распространяются на расстояние до 50 км в глубь суши и несколько большее в глубь водоема. Основной причиной возникновения бриза является неравномерность прогрева и остывания суши и водое-ма в течение суток, вследствие чего возникает циркуляция воздуха.

Бора - «падающий» холодный и сильный ветер, направленный с прибрежной возвышенности на море. В Советском Союзе такой ветер наблюдается в районе Новороссийска и Новой Земли, где сила ветра достигает 50-60 м/с.

С а р м а - «падающий» северо-западный ветер, дующий на западном берегу озера Байкал со скоростью до 40 м/с. Бакинский норд - обычно сильный, сухой и холодный северный ветер, достигающий скорости 20-40 м/с. В бассейне Средиземного моря бора встречается на побережье Адриатического моря (Фиум, Триест), но сила ветра в этом районе значительно меньше. Ветер, подобный боре, наблюдаемый в Провансе, называют мистраль. Очень теплый и влажный ветер, сопровождающийся значительной облачностью и осадками и наблюдаемый в Италии, Аравии, Палестине и Месопотамии, называют сирокко, в Испании - левеш, в Алжире и Тунисе - самум, в Египте- шамсин.

Ветры бора, сарма, бакинский норд называют также падающими. Продолжительность их бывает несколько суток. Падающие ветры образуются из-за значительной разности атмосферного давления над сушей и над водоемом, где оно меньше. Воздушные массы, перемещаясь со стороны суши к водоему в сторону меньшего давления, накапли-ваются за хребтами гор и начинают подниматься вверх (рис. 53). Температура воздуха при подъеме падает, а влажность постепенно возрастает. При дальнейшем подъеме скорость понижения температу-ры воздуха меньше, так как здесь происходит выделение скрытой теп-лоты, освобождающейся при конденсации водяного пара. На вершине гребня, где воздух перенасыщен водяным паром, возникает облачный вал, покрывающий весь горный хребет.

С высоты хребта воздух устремляется к водоему, нагревается и на побережье приходит с более высокой, чем на высоте, температурой и небольшой влажностью. Холодный воздух, переваливая через горный хребет, приобретает большую скорость из-за разности давлений на суше и водоеме, а также из-за действия силы тяжести массы воздуха.

Несмотря на то что воздух динамически нагревается, он приходит вниз сравнительно холодным, так как его первоначальная температу-ра низка, а горы невысоки. Вертикальная мощность такого «падаю-щего» ветра, как бора, не превышает 200-300 м. Бора распространяет-ся на несколько километров от берега.

Рис. 53. К образованию местного вет-ра - боры

Рис. 54. Влияние берегов на направление ветра:

а-ветер дует с высокого берега; б-ветер дует с реки к берегу; в-ветер пересекает неширокое русло

Мощное падение холодного воздуха создает сильное волнение в прибрежной зоне и вызывает обледенение судов и портовых сооружений.

Получив прогноз о падающих ветрах, судоводители должны при-нять меры к укрытию судов в зоне причальной линии порта (где обра-зуется небольшая зона затишья на расстоянии нескольких сот метров от берега) или в естественных укрытиях берега, указанных в лоциях.

С образованием водохранилищ в ветровом режиме данной мест-ности происходят большие изменения и создаются местные ветры. Это объясняется тем, что вместо шероховатой поверхности земли появля-ется обширное водное пространство. Обычно в таких случаях сила ве-тра увеличивается, уменьшается повторяемость штилей и изменяется направление господствующих ветров.

Ветер, соприкасаясь с поверхностью земли или воды, благодаря тре-нию несколько, затихает, поэтому скорость ветра с высотой увеличивает-ся. Считается, что при переходе с суши на воду скорость ветра увели-чивается в среднем на 30%. Однако увеличение скорости ветра связано и с местными особенностями рельефа берегов водохранилища. При низких и открытых берегах средние скорости ветра возрастают почти в 1,5 раза, а под лесистыми и высокими берегами скорость ветра, наобо-рот, уменьшается.

Влияние препятствий на воздушный поток разнообразно. Оно за-висит от размеров и форм препятствий, от расположения их по отноше-нию к ветру, от скорости ветра и состояния атмосферы. Например, ве-тер, дующий с горы, сохраняет свое направление лишь у противополож-ного берега. Непосредственно под горой ветер приобретает обратное направление. Следовательно, ветер, наблюдаемый на подходе к горе как отвальный, фактически вблизи нее будет навальным. Опасными для судов являются разрывы высоких берегов долинами притоков, ов-рагами. Через эти разрывы ветер с большой силой «сваливается» на реку или водохранилище.

Разберем некоторые типичные случаи (рис. 54).

При ветре, дующем из-за берегового отдельно стоящего препятст-вия, вблизи последнего создается ветровая тень, а на некотором рас-стоянии - вихрь с горизонтальной осью и ветром обратного направ-ления.

При ветре, дующем с реки к берегу, дебаркадеру и т. п., около них возникает ветер почти обратного направления. Действие обрат-ного ветра сказывается на расстоянии, равном приблизительно высоте препятствия.

Ветер, пересекающий реку со стороны высокого берега, изменяет направление почти на обратное. Изменение направления происходит по часовой стрелке и сказывается на расстоянии, равном одной-двум высотам берега.

Высокие и изрезанные берега изменяют скорость ветра, дующего со стороны берега, придавая ветру в прибрежной полосе неустойчивое направление и порывистость.

Сила и направление ветра не остаются длительное время постоян-ными. При установившейся погоде ветер может усиливаться, прохо-дить порывами, затем ослабевать.

§ 25. ВЕТРОВОЕ ВОЛНЕНИЕ

По происхождению волны подразделяются на ветровые, приливные, анемобарические, волны землетрясения (цунами) и судовые. Наиболее распространенными являются ветровые волны, т. е. вызванные ветром волны, находящиеся под его воздействием.

Ветровое волнение - процесс формирования, разви-тия и распространения вызванных ветром волн на акватории океа-нов, морей и других бассейнов.

При слабом ветре и достижении им скорости 0,25-1,0 м/с на по-верхности воды появляются волны очень малых размеров, называемые рябью. При усилении ветра водная поверхность выходит из равнове-сия. К равновесию она возвращается под воздействием гравитацион-ной силы, т. е. силы тяжести.

Гравитационные ветровые волны - вызван-ные ветром волны, в формировании которых основную роль играет сила тяжести.

Различают следующие элементы волнения.

Волновой профиль/ (рис. 55) - кривая, получаемая в результате сечения взволнованной поверхности моря вертикальной плоскостью в заданном направлении.

Средний волновой уровень волнового про-филя 2 - линия, пересекающая волновой профиль так, что суммар-ные площади выше и ниже этой линии одинаковы.

Гребень волны 3 - часть волны, расположенная выше среднего волнового уровня.

Вершина волны 4 - наивысшая точка гребня волны.

Ложбина волны 6 - часть волны, расположенная ни-же среднего волнового уровня.

Подошва волны 5 - наинизшая точка ложбины волны.

Высота волны hy - превышение вершины волны над со-седней подошвой на волновом профиле, проведенном в генеральном на-правлении распространения волн.

Высота гребня волны - превышение вершины волны над средним волновым уровнем на волновом профиле, проведенном в генеральном направлении распространения волн.

Д
лина волны К - гори-зонтальное расстояние между вер-шинами двух смежных гребней на волновом профиле, проведенном в генеральном направлении распро-странения волн.

Рис. 55. Элементы волнения

Длина г р е б н я - гори-зонтальное расстояние между подо-швами двух смежных ложбин на волновом профиле, проведенном пер-пендикулярно к генеральному направлению распространения волн.

Период волны т - интервал времени между прохожде-нием двух смежных вершин волн через фиксированную вертикаль.

Направление распространения волны - на-правление перемещения волны, определяемое за короткий интервал времени - порядка периода волны, или направление луча волны.

Скорость волны v - скорость перемещения гребня волны в направлении распространения волны, определяемая за короткий ин-тервал времени порядка периода волны.

Наветренный склон волны - часть волны от подо-швы до вершины, обращенная к ветру.

Подветренный склон волны - часть волны от вершины до подошвы, закрытая от ветра.

Фронт волны - линия на плане взволнованной поверхности, проходящая по вершинам гребня данной волны, которые определяются по множеству волновых профилей, проведенных параллельно гене-ральному направлению распространения волн.

Луч волны - линия, перпендикулярная фронту волны в данной точке.

Из-за неравномерного воздействия ветра волны имеют разнообраз-ные виды и формы.

Зыбь - вызванные ветром волны, распространяющиеся в обла-сти волнообразования после ослабления ветра и изменения его на-правления, или вызванные ветром волны, пришедшие из области волнообразования в другую область, где дует ветер с другой скоро-стью и другого направления.

Мертвая зыбь - вызванные ранее ветром волны, распро-страняющиеся при отсутствии ветра.

Капиллярные в ветровые волны - вызванные ветром волны, в формировании которых основную роль играет сила поверхностного натяжения.

Вторичные волны - мелкие волны на поверхности круп-ных волн.

Регулярное волнение - волнение, в котором форма и элементы всех волн одинаковы.

Нерегулярное волнение -волнение, в котором фор-ма и элементы волн меняются от одной волны к другой.

Двухмерное в волнение - совокупность волн, сред-няя длина гребня которых во много раз больше средней длины волн.

Трехмерное волнение - совокупность волн, средняя длина гребня которых в несколько раз превышает среднюю длину волн.

Считается, что при L/Х 3-4 волны трехмерные (L- средняя длина гребня; Х - средняя длина волн).

Развивающееся ветровое волнение - ветро-вое волнение, в котором высоты волн увеличиваются во времени.

Установившееся ветровое волнение - ветро-вое волнение, в котором статистические характеристики волн не из-меняются во времени.

Затухающее ветровое волнение -ветровое вол-нение, в котором высоты волн уменьшаются во времени.

Максимальные элементы волн в некоторых бассейнах даны в табл. 17.

По мере перемещения профиля волны поверхность воды опускает-ся. Поэтому под наветренным гребнем частицы воды движутся вниз. Под подошвой волны частицы двигаются навстречу волновому движе-нию, затем они поднимаются под наветренным склоном волны, после чего движение частиц воды повторяется.

Профиль ветровой волны не симметричен. Ее подветренный склон круче, чем наветренный. На вершинах ветровых волн образуются греб-ни, верхушки которых под действием ветра заваливаются, образуя пену (барашки), а при сильном ветре срываются.

Направление ветра и направление ветровых волн в открытом море, как правило, совпадают или разнятся на 30-40%.

Ветровые волны, на распространение которых оказывает действие глубина водоема, называются волнами мелководья. Эти волны возникают там, где глубины водоема менее половины длины волны.

Радиусы окружностей, по которым движутся частицы воды на глу-бине, уменьшаются, поэтому волнение с глубиной затухает.

Глубинные волны характеризуются тем, что гребни и подошвы их на глубине располагаются под гребнями и подошвами волн на поверх-ности воды; длина волны, скорость и период на глубине не меняются;

диаметр орбиты и высота волны уменьшаются с глубиной в геометриче-ской прогрессии. Например, когда глубина h равна длине волны Х, то волны имеют высоту в 500 раз меньшую, чем на поверхности, т. е. практически волнение отсутствует. На глубине, равной 0,5X, высота волны равна 0,04h, на глубине 0,3-0,15h, на глубине 0,1X-0,53h.

Таблица 17

Ветер, создавая волны, передает им определенную энергию. Энергия волны складывается из кинетической энергии движения частиц воды на орбите и потенциальной энергии, которой частица обладает при переходе от спокойного уровня к поверхности при волнении. Энергия волны прямо пропорциональна квадрату ее высоты, длине и расстоянию по гребню. В связи с тем что высота волны убывает с глу-биной, наибольшей энергией обладают волны верхних слоев воды.

Когда волна встречает препятствие, энергия, заключенная в ней, переходит в энергию удара. Этим объясняется причина того, что вол-ны вызывают большие разрушения.

Кроме перечисленных выше, имеются еще следующие разновид-ности волнения.

Толчея - беспорядочное волнение, возникающее вследствие взаимодействия волн, бегущих в разных направлениях. При толчее увеличивается высота и крутизна волны и возрастает сила ее удара. Попав в толчею, судно может потерять управляемость.

Бурун - пенистые массы воды, образующиеся на гребне волны при ее разрушении. Бурун возникает на мелях без непосредственно-го удара волны о берег, когда из-за трения о дно гребень обгоняет ложбину волны и обрушивается вперед.

О
брушивающийся вал - волна, гребень которой вслед-ствие уменьшения глубины деформируется и обрушивается.

Накат - вызванный обрушением волн возвратно-поступатель-ный поток, набегающий на отмелый берег.

Взбросы - столбы воды, образующиеся при набегании на крутые берега.

Прибой - волны, обрушивающиеся в прибрежной зоне. Волна, выходя на мелководье, достигает критической глубины, которая име-ет величину, равную 2-3h. В этом случае волна обрушивается, раз-бивается и образуются буруны. В прибойной волне частицы воды име-ют как орбитальное, так и поступательное движение, поэтому плаваю-щие предметы толчками приближаются к берегу и затем выбрасывают-ся на него. В то же время по дну создается обратное движение в сто-рону моря. Разбитая волна сильно воздействует на сооружения и опас-на для них.

Элементы волн и направление их движения могут значительно из-меняться при интерференции, рефракции и дифракции.

Рис. 56. Рефракция (а) и дифракция (б) ветровых волн

Нтерференция ветровых волн возникает при наложении их друг на друга, в результате чего исходные волны могут либо увеличиваться, либо уменьшаться. Интерференция наблюдается при изменении направления ветра или при отражении волн от отвес-ных берегов. При интерференции может возникнуть стоячая волна, профиль которой не перемещается и узловые точки остаются на месте. Стоячие волны опасны для плотов, так как разрушают их.

Рефракция ветровых волн - трансформация вет-ровых волн при косом подходе гребней волн к изобатам (рис. 56, а). При подходе к берегу, благодаря трению частиц воды о дно, скорость перемещения волны уменьшается. При косом подходе волны к побере-жью часть волны, ближайшая к берегу, располагается на меньших глубинах, поэтому скорость ее продвижения вперед уменьшается, а ча-сти волны, расположенные на больших глубинах, продолжают дви-гаться с прежней скоростью. В результате волна как бы разворачива-ется, стремясь стать параллельной берегу. Поэтому, независимо от направления волны в открытой части водоема, к берегу она подхо-дит всегда под небольшим углом.

Дифракция ветровых волн - это изменение струк-туры ветровых волн при огибании ими препятствий (рис. 56, б). Ди-фракция наблюдается у островов и оградительных сооружений, за поворотами приглубых берегов, на участках расширений водоемов.

Волнение на водохранилищах имеет много общего с волнением на море. Здесь волны, как правило, имеют меньшую высоту, чем морские, но они круче их. Преобладающее отношение длины волны к высоте у морских волн находится в пределах 15-40, а у волн водохранилищ 10-20. Высоты волн на водохранилищах и озерах бывают различны:

на Камском водохранилище - до 1,8 м, Горьковском - до 1,7 м, Рыбинском - до 2,5, Куйбышевском - до 3,2, Цимлянском - до 3,0, на Онежском озере - до 3,0, на озере Байкал - до 3,5 м. Чем меньше водоем, тем ниже и круче на нем волны. На малых озерах высота волн не превышает 0,5 м.

Волнение на водохранилище в различных его районах неодинаково. Оно зависит от разгона волны, рельефа берега и дна, растительности и т. д.

Кустарник, затопленный на большой глубине в нижней зоне, не мешает развитию волнения; в средней зоне, находясь на глубине 2-3 м, он оказывает тормозящее действие на волны. Лес, затопленный на дне водохранилища, уменьшает при небольших глубинах размеры волн, создает рефракцию волнения, а иногда толчею.

На мелких озерах и в водохранилищах из-за небольших глубин при волнении также создается толчея. Она часто возникает при отра-жении волн от берега. Когда стихает ветер, волны на водохранилищах быстро исчезают, зыби обычно не наблюдается.

Волновой режим аванпорта верхнего бьефа зависит от ориентиров-ки и размеров входа в аванпорт, величин волн, приходящих из водо-хранилища и создающихся на акватории аванпорта, типа стенок и т. д. Обычно волна в аванпорту не превышает 0,5-1,0 м.

Волны на акватории аванпорта создаются в результате интерферен-ции местных волн и волн, поступающих с водохранилища. Волны, про-никающие в аванпорт, превращаются в длинные и пологие волны типа зыби, причем в удаленных точках аванпорта волны становятся незна-чительными. Местные волны аванпорта являются, как правило, кру-тыми и короткими, высота их 0,5-1 м.

В низовьях рек, особенно при ветрах, дующих против течения, раз-вивается крутая волна высотой 1,5-2 м.

Морские устья рек имеют волнение, свойственное прибрежным мор-ским участкам. В устьях рек Амура, Енисея, Оби наблюдаются волны высотой до 3 м и более.

В зависимости от условий ветроволнового режима водные пути по Правилам Речного регистра РСФСР разделены на следующие четыре разряда:

«М» (морской) при высоте и длине волны 3,0 Х 40 м;

«О» (озерный) соответственно при 2,0 Х 20 м;

«Р» (речной)-при 1,2 Х 12 м;

«Л» (легкий) при высоте и длине волны менее 1,2 Х 12 м,

Определенные участки водного пути относят к тому или иному раз-ряду, исходя из данных наблюдений и расчетов размеров волн.

Из общей протяженности внутренних водных путей выделяются так называемые малые реки. Отнесение рек к категории малых условно и устанавливается перечнем, утвержденным Минречфлотом РСФСР.

Взаимоотношения человека и ветра всегда были чрезвычайно тесно связаны друг с другом. Именно от этого природного явления в доисторические времена (как, впрочем, и сейчас) нередко напрямую зависела жизнь человека. С его помощью человечество смогло развить ремёсла и значительно облегчить себе жизнь, что можно наблюдать даже на таком банальном примере, как ветряная мельница. Нет ничего удивительного в том, что сколько существует человечество, столько люди задавали и по сей день задают себе и друг другу вопрос, почему дует ветер?

Эта загадка до сих пор остаётся чрезвычайно сложной не только для понимания ребёнка, но и взрослого человека. Учёные, которые изучают неживую природу, до сих пор спорят о том, почему дует ветер, откуда дует ветер и куда дует ветер.

Научно-технический энциклопедический словарь даёт определение ветру — как поток воздушных масс (смеси газов, частицы которых беспрепятственно летают в пространстве), который быстро передвигается параллельно поверхности Земли. Ещё одно толкование ветра говорит о том, что ветер – это природное явление, заставляющее воздушные массы двигаться из-за тех или иных изменений, которые происходят в окружающей среде.

Ветер зарождается из-за неравномерного распределения давления в атмосфере. Как только он появляется, он сразу же начинает двигаться от зоны высокого давления к зоне низкого. Если говорить проще, почему дует ветер, то можно смело заявить, что если бы не Солнце, суша и Мировой океан нашей планеты, то воздух через довольно-таки непродолжительное время стал бы повсюду иметь одинаковую температуру и влажность, из-за чего ветер не дул бы никогда.

Как движутся воздушные массы

На протяжении дня поверхность нашей планеты неравномерно нагревается. Это касается не только предметов, которые находятся на расстоянии друг от друга, но и тех, которые расположены совсем рядом. Например, за один и тот же период времени вещи более тёмного цвета нагреваются (впитывают тепло) намного больше, чем светлые. То же самое можно сказать, сравнивая воду с сушей (последняя отражает меньшее количество солнечных лучей).

В свою очередь, нагретые предметы неравномерно передают тепло воздуху, который их окружает. Например, поскольку земля нагревается намного больше, чем вода, то днём воздух с земли поднимается вверх, а более холодный – с моря, идёт на его место. Ночью происходит обратный процесс – тогда как земля остыла, воды моря остаются тёплыми. Соответственно, тёплый воздух над морем, уходит вверх, а воздух с суши идёт на его место.

Более тёплый воздух поднимается вверх, где сталкивается с холодным. Это происходит потому, что нагретый воздух становится лёгким – и стремится вверх, а холодный наоборот, тяжелеет, и устремляется вниз. Чем большую разницу имеют температуры холодного и тёплого потока, тем сильнее обычно дул ветер. Таким образом, возникает не только лёгкий ветерок, но и небольшие вихри, ураганы и даже смерчи.

Сам воздух всюду стремится быть одинаковым. Когда образовывается некая неоднородность (в одном месте теплее, в другом холоднее, в третьем – частичек газов больше, в четвёртом – меньше), он горизонтально перемещается, пытаясь ликвидировать «неравенство».

Подобный процесс происходит по всей территории земного шара. Наиболее тёплое место на нашей планете – это экватор. Именно здесь нагретый тёплый воздух всё время уходит вверх, а оттуда направляется или к Северному, или Южному полюсам. После этого он на определённых широтах спускается снова на землю и начинает двигаться. Куда именно ветер дует – смотря по обстоятельствам. Может, дальше к полюсам, а может – возвращаться к экватору.

Вращение Земли

На потоки движения воздушных масс действует вращение нашей планеты. Именно из-за него все ветры, которые дуют в Северном полушарии, сдвигаются в правую, а в Южном – в левую стороны.

Атмосферное давление

Наш организм, даже не зная этого, всё время ощущает на себе давление воздуха – несмотря на то, что он кажется нам абсолютно невесомым. Согласно последним научным данным, вся атмосфера нашей Земли (иначе говоря, слой газов), состоящая преимущественно из азота и кислорода, весит пять квадриллионов тонн.

Атмосферное давление в разных местах Земли – разное. Молекулы газов стремятся возместить это, и постоянно на огромной скорости двигаются в разных направлениях (эти частицы из-за силы притяжения Земли полностью к ней привязаны, и улететь в космос никак не могут).

Вот так и получается, что ветер – это перемещение огромного количества молекул атмосферных газов в одном направлении. Воздушные массы обычно перетекают из зоны повышенного давления (когда воздух холодный – антициклон) в район пониженного (когда он тёплый – циклон), заполняя тем самым пустоты разреженного воздуха.

Классификация ветров

Сильные ветры, которые имеют среднюю продолжительность (одна минута) – это шквалы. Существуют такие виды ветров:

• Бриз – тёплый ветер возле моря, где можно наблюдать легкий ветер, дующий на побережье. Направление ветра изменяется на протяжении суток дважды. Дневной (или морской) зачастую дул с моря на берег, ночной (или береговой) – наоборот. Скорость бриза обычно составляет от 1 до 5 м/с;
• Буря – чрезвычайно сильный ветер, скорость которого составляет от 16 до 20 м/с.
• Шторм – возникает во время циклона, скорость – от 15 до 32 м/с;
• Ураган – очень сильная буря, которую вызвали двигающие в разных направлениях на огромной скорости воздушные массы, скорость которых – от 32 м/с;
• Тайфун – ураган огромной разрушительной силы, который дул и дует в основном возле восточного побережья Азии, на Дальнем Востоке, а также западной части Тихого океана.

Порывы ветра – это кратковременные (несколько секунд) и сильные (несколько часов и даже месяцев) перемещения воздушных масс. Например, для тропического климата выделяют следующие типы ветров:

• Муссоны – ветра, характерны в основном для тропических областей, дуют несколько месяцев, иногда изменяя направление ветра. Летом – с океана на сушу, зимой – наоборот. При этом летом муссоны характеризует повышенная влажность.
• Пассаты – такой ветер обычно дул и дует в тропических широтах на протяжении целого года, в Северном полушарии – с северо-восточного направления, в Южном – с юго-восточного. Друг от друга их отделяет безветренная полоса.

Из-за постоянного изменения давления направление ветра постоянно меняется. Но в любом случае ветер всегда перемещается из области высокого давления в область низкого.

На протяжении тысячелетий люди наблюдали за ветрами, делали определённые выводы, выдвигали гипотезы, составляли графики для того, чтобы как можно лучше использовать в своей деятельности это удивительное явление неживой природы. Так, появилась так называемая Роза ветров – чертёж, точнее сказать – диаграмма, которая изображает, как именно ветер дует в конкретной местности.

Составляют Розу ветров таким образом: из центра на расстоянии друг от друга в 45° чертят восемь прямых, на которые наносят метки длиной, пропорциональной или частоте ветров, или их скоростям. После этого концы меток соединяют и получаются две многоугольные фигуры – Роза повторяемости ветров, и Роза скорости ветров.

Роза ветров даёт возможность определить направление, силу, и продолжительность преобладающего ветра, а также частоту воздушных потоков. Розу ветров чертят как для того, чтобы определить средние показатели, так и для определения максимальных значений. Можно создать комплексный чертёж, на котором будут нанесены диаграммы, состоящие сразу из нескольких параметров, которые также будут показывать куда ветер дует.

Чертежи чрезвычайно необходимых человеку – при строительстве, для решения различных хозяйственных задач (например, в последнее время благодаря ветру появилась возможность получать электроэнергию) и т.п. Ведь ветер вполне может быть, как другом, так и врагом – если не обращать на него внимание и не учитывать его влияние на окружающую среду, он вполне способен нанести непоправимый ущерб, разрушив созданное человеком творение. Хотя ветер — это неконтролируемое человеком явление, поскольку он дул и будет дуть куда ему захочется, но теперь человечество может предсказать ориентировочное его направление и силу, что может спасти многие жизни.

Образование ветра

Хотя воздух и невидимое для глаза, мы всегда чувствуем его движение - ветер. Главной причиной возникновения ветра является разница в атмосферном давлении над участками земной поверхности. Стоит лишь давления где-нибудь уменьшиться или увеличиться, как воздух направится от места большего давления в сторону меньшего. А равновесие давления нарушается неодинаковым нагревом различных участков земной поверхности, от которых по-разному нагревается и воздух.

Попробуем представить как это происходит на примере ветра, возникающего на побережьях морей и называется бризом . Участки земной поверхности - сушу и вода - нагреваются неодинаково. Суходол нагревается быстрее. Поэтому и воздух над ним нагреется быстрее. Оно поднимется вверх, давление снижается. Над морем в это время воздух холоднее и соответственно выше давление. Поэтому воздух с моря перемещается на сушу на место теплого. Вот и подул ветер -дневной бриз . Ночью все происходит наоборот: сушу охлаждается быстрее, чем вода. Над ним холодный воздух создает большее давление. А над водой, долго сохраняет тепло и охлаждается медленно, давление будет ниже. Холодный воздух с суши с области высокого давления перемещается в сторону моря, где давление меньше. Возникает ночной бриз .

Следовательно, разница в атмосферном давлении действует как сила, вызывает горизонтальное движение воздуха из области высокого давления в область низкого давления. Так рождается ветер.

Определение направления и скорости ветра

Направление ветра определяют за той стороной горизонта, откуда он дует. Если, например, ветер дует с мероприятия, его называют западным. Это означает, что воздух перемещается с запада на восток.

Скорость ветра зависит от атмосферного давления: чем большая разница в давлении между участками земной поверхности, тем сильнее ветер. Она измеряется в метрах в секунду. У земной поверхности ветры чаще дуют со скоростью 4-8 м / с. В древние времена, когда еще не было приборов, скорость и силу ветра определяли по местным признакам: в море - за действием ветра на воду и паруса судов, на суше - по верхушкам деревьев, отклонением дыма из труб. По многим признакам была разработана 12-балльная шкала. Она позволяет определить силу ветра в баллах, а затем и его скорость. Если ветра нет, есть его сила и скорость равны нулю, то это штиль . Ветер силой в 1 балл, едва колышет листья деревьев, называют тихим . Далее по шкале: 4 балла - умеренный ветер (5 м / с), 6 баллов - сильный ветер (10 м / с), 9 баллов - шторм (18 м / с), 12 баллов - ураган (Свыше 29 м / с). На метеостанциях силу и направление ветра определяют с помощью флюгера , а скорость - анемометра .

Сильнейшие ветры у земной поверхности дуют в Антарктиде: 87 м / с (отдельные порывы достигали 90 м / с). Наибольшая скорость ветра в Украине зафиксирована в Крыму на горе - 50 м / с.

Муссон - периодический ветер, несущий большое количество влаги, дующий зимой с суши на океан, летом - с океана на сушу. Муссоны наблюдаются главным образом в тропическом поясе. Муссоны являются сезонными ветрами, которые длятся несколько месяцев каждого года в тропических районах. Этот термин возник на территории Британской Индии и близлежащих стран как название сезонных ветров, которые дуют с Индийского океана и Аравийского моря на северо-восток, принося региону значительные количества осадков. Их движение в направлении полюсов вызвано образованием районов низкого давления в результате нагрева тропических районов в летние месяцы, то есть Азии, Африки и Северной Америки с мая по июль и в Австралии в декабре.

Пассаты - постоянные ветры, дующие с довольно постоянной силой трёх-четырёх баллов; направление их практически не меняется, лишь слегка отклоняясь. Пассатами называется приповерхностная часть ячейки Хадли - преимущественные приповерхностные ветры, которые дуют в тропических районах Земли в западном направлении, приближаясь к экватору, то есть северо-восточные ветры в Северном полушарии, а юго-восточные в Южном. Постоянное движение пассатов приводит к перемешиванию воздушных масс Земли, что может проявляться в больших масштабах: например, пассаты, дующие над Атлантическим океаном, способны переносить пыль из африканских пустынь до Вест-Индии и некоторых районов Северной Америки.

Местные ветры:

Бриз - тёплый ветер, дующий с берега на море ночью и с моря на берег днём; в первом случае называется береговым бризом, а во втором - морским. Важными эффектами образования преимущественных ветров в прибрежных районах является морской и континентальный бризы. Море (или меньший водоем) нагревается медленнее суши за счет большей теплоемкости воды. Более теплый (а поэтому и более легкий) воздух над сушей поднимается вверх, создавая зоны пониженного давления. В результате образуется перепад давления между сушей и морем, который обычно составляет 0,002 атм. Благодаря этому перепаду давления прохладный воздух над морем движется к суше, создавая прохладный морской бриз на побережье. Из-за отсутствия более сильных ветров, скорость морского бриза пропорциональна разнице температур. При наличии со стороны суши ветра со скоростью более 4 м/с, морской бриз обычно не образуется.

Ночью, благодаря меньшей теплоемкости, суша охлаждается быстрее моря, и морской бриз останавливается. Когда температура суши падает ниже температуры поверхности водоема, то возникает обратный перепад давления, вызывающий (в случае отсутствия сильного ветра со стороны моря) континентальный бриз, который дует с суши на море.

Бора - холодный резкий ветер, дующий с гор на побережье или долину.

Фён - сильный тёплый и сухой ветер, дующий с гор на побережье или долину.

Сирокко - итальянское название сильного южного или юго-западного ветра, зарождающегося в Сахаре.

Переменные и постоянные ветры

Переменные ветры меняют свое направление. Таковы уже известные вам брызги (с французской "Бриз" - легкий ветер). Они изменяют свое направление дважды в сутки (Днем и ночью). Брызги возникают не только на побережьях морей, но и на берегах крупных озер и рек. Однако они охватывают лишь узкую полоску побережья, проникая в глубь суши или моря на несколько километров.

Муссоны образуются так же, как и бризы. Но они меняют свое направление дважды в год по сезонам (летом и зимой). В переводе с арабского "муссон" означает "Сезон". Летом, когда воздух над океаном нагревается медленно и давление над ним больше, влажный морской воздух проникает на сушу. Это - летний муссон, который несет ежедневные грозовые ливни. А зимой, когда высокое давление воздуха устанавливается над сушей, начинает действовать зимний муссон. Он дует с суши в сторону океана и приносит холодную сухую погоду. Итак, причиной образования муссонов является не суточные, а сезонные колебания температуры воздуха и атмосферного давления над материком и океаном. Муссоны проникают на сушу и океан на сотни и тысячи километров. Они особенно распространены на юго-восточном побережье Евразии.

В отличие от переменных, постоянные ветры дуют в одном направлении в течение года. Их образования связано с поясами высокого и низкого давления на Земле.

Пассаты - Ветры, что в течение всего года дуют от поясов высокого давления вблизи 30-х тропических широт каждого полушария до пояса низкого давления на экваторе. Под влиянием вращения Земли вокруг оси они направлены не прямо к экватору, а отклоняются и дуют с северо-востока в Северном полушарии и с юго-востока - в Южной. Пассаты, отличаются равномерной скоростью и удивительным постоянством, были любимыми ветрами мореплавателей.

От тропических поясов высокого давления ветры дуют не только к экватору, но и в противоположную сторону - к 60-м широт с низким давлением. Под влиянием отклоняющей силы вращения Земли с удалением от тропических широт они постепенно отклоняются на восток. Так возникает перемещения воздуха с запада на восток и эти ветры в умеренных широтах становятся западными .