Rüzgarın Kökeni

Rüzgar basitçe hareket halindeki havadır. Genellikle meteorolojide rüzgardan bahsederken bizi ilgilendiren yatay hız ve yöndür. Eğer 15 mph (24 km / s) bir batı rüzgar bir raporunu dinlemek Örneğin, aracı yatay rüzgarlar geliyor olacağını GELEN o hızda batıda. İzobar adı verilen eşit basınç çizgileriyle gösterilen yüksek ve düşük basınç.

Havanın hareket ettiğini gerçekte göremesek de, hareketini nesnelere uyguladığı kuvvetle ölçebiliriz. Rüzgarın yönünü belirtmek için bir rüzgar gülü ve rüzgarın hızını ölçmek için bir anemometre kullanıyoruz. Ancak bu araçlar olmadan bile yönü belirleyebiliriz.

Örneğin, bir bayrak rüzgarın ters yönünü gösterir. Rüzgar, yaprakları rüzgarın estiği yönün tersine savurur. Havaalanlarına inen ve kalkan uçaklar rüzgar yönüne doğru olacaktır.

Rüzgar hareketinin dikey yönü, yatay bileşene kıyasla tipik olarak çok küçüktür (fırtınalı hava akımları hariç), ancak günlük hava durumunu belirlemek için çok önemlidir. Yükselen hava, genellikle doygunluğa kadar soğur ve bulutlara ve yağışlara neden olabilir. Batan hava ısınarak bulutların buharlaşmasına ve dolayısıyla havanın güzel olmasına neden olur.

Muhtemelen yüksek ve alçak basınç merkezlerini gösteren H'ler ve L'ler ile işaretlenmiş hava durumu haritalarını görmüşsünüzdür. Genellikle bu "yüksekler" ve "düşükler", izobar adı verilen çizgilerdir. "İso", "eşit" anlamına gelir ve "bar" bir basınç birimidir, bu nedenle izobar "eşit basınç" anlamına gelir. Yani her bir çizgi boyunca her yerde basınç aynı değere sahiptir. Basınç gradyan kuvveti, yüksek basınçtan alçak basınca doğru uzanır.

Yüksek basınçlı sistemlerde, her izobar boyunca hava basıncının değeri, her eşmerkezli çizgi ile merkeze doğru artar. Düşük basınçlı sistemler için bunun tersi doğrudur, çünkü merkeze doğru her eşmerkezli çizgi daha düşük basıncı temsil eder. İzobarlar birbirine yakın veya uzak olabilir.

İzobarlar birbirine ne kadar yakın çekilirse hava basıncı o kadar hızlı değişir. Hava basıncındaki bu değişime "basınç gradyanı" denir. Basınç gradyanı, sadece yüksek ve alçak basınç alanları arasındaki basınç farkıdır .

Rüzgarın hızı , basınç gradyanı ile doğru orantılıdır , yani basınçtaki değişim arttıkça (yani basınç gradyanı arttıkça), rüzgarın hızı da o konumda artar.

Ayrıca, rüzgar yönünün (sarı oklar) yüksek basınç sistemi çevresinde saat yönünde ve düşük basınç sistemi çevresinde saat yönünün tersine olduğuna dikkat edin. Ek olarak, rüzgarın yönü izobarlar boyunca, yüksek basınç sisteminin merkezinden biraz uzakta ve alçak basınç sisteminin merkezine doğru.

Bu neden oluyor? Anlamak için rüzgarı yöneten kuvvetleri incelememiz gerekir. Rüzgarın olduğu gibi hareket etmesine neden olan üç kuvvet vardır. Üç kuvvet de aynı anda birlikte çalışır.

Basınç gradyanı kuvveti (PGF) çalışır basınç farklarını dengelemek için bir güçtür. Bu, yüksek basıncın havayı düşük basınca doğru itmesine neden olan kuvvettir. Bu nedenle, basınç gradyan kuvveti üzerine etki eden tek kuvvet olsaydı, hava yüksek basınçtan alçak basınca doğru akardı. Coriolis kuvveti dönen bir disk üzerinde nasıl çalışır?

Bununla birlikte, dünyanın dönüşü nedeniyle , rüzgar akışının yönünü etkileyen Coriolis kuvveti olan ikinci bir kuvvet vardır . Adını 1835 yılında matematiksel olarak tanımlayan Fransız bilim adamı Gustav-Gaspard Coriolis'ten alan bu kuvvet, kuzey yarım küredeki cisimlerin sağa, güney yarım küredeki cisimlerin ise sola dönmesine neden olur. Corilois kuvveti yeryüzünde nasıl çalışır?

Bu kuvveti hareket halinde görmenin bir yolu, düz bir çizgi eğri olduğunda ne olduğunu görmektir. Dünya'yı saat yönünün tersine dönen bir döner tabla (1 numaraya bakın) olarak hayal edin. Döner tablanın üzerine bir cetvel yerleştirilir (2 numaraya bakın) ve döner tabla altta dönerken bir kalem merkezden kenara düz bir çizgide hareket eder. Sonuç, döner tabla üzerinde kavisli bir çizgidir (3 numaraya bakınız).

Uzaydan bakıldığında rüzgar düz bir çizgide hareket eder. Bununla birlikte, Dünya'dan bakıldığında, hava (ve uçaklar ve kuşlar gibi uçuş halindeki diğer şeyler) kuzey yarımkürede sağa sapar (sağdaki resimde kırmızı ok). İki kuvvetin kombinasyonu, rüzgarın sağda yüksek basınçla düz izobarlara paralel esmesine neden olur.

Öyleyse hava neden yükseklerden alçaklara doğru spiral çiziyor? Sürtünme adı verilen ve rüzgarın akışını belirleyen son bileşen olan başka bir kuvvet daha vardır . Dünyanın yüzeyi pürüzlüdür ve sadece rüzgarı yavaşlatmakla kalmaz, aynı zamanda yükseklerden uzaklaşan rüzgarlara ve alçaklara yakınlaşan rüzgarlara da neden olur. Yüksekler ve alçaklar etrafında hava akımı.

Alçak bir seviyeye yakınlaşan rüzgarlara ne olur? Kütle sürekliliği adı verilen bir özellik , belirli bir alanda kütlenin yaratılamayacağını veya yok edilemeyeceğini belirtir . Böylece hava belirli bir noktada "birikemez".

Bir yere gitmesi gerekiyor, bu yüzden yükselmeye zorlanıyor. Yükseldikçe soğur. Hava soğuduğunda, yoğuşma buharlaşmayı aşmaya başlar, böylece görünmez buhar yoğunlaşarak bulutları ve ardından yağışı oluşturur. Bu nedenle, düşük basınçlı alanların yakınında genellikle sert hava koşulları vardır.

Bir tepenin yakınında birbirinden uzaklaşan hava ne olacak? Hava yüksekten uzaklaştıkça, yukarıdan gelen havanın yerini almak için batması gerekir. Batan hava ısınır. Hava ısındıkça buharlaşma yoğunlaşmayı aşmaya başlar, bu da bulutların buharlaşma eğiliminde olacağı anlamına gelir. Bu nedenle, adil hava genellikle yüksek basınçla ilişkilendirilir.