Gió là một luồng không khí di chuyển, theo quy luật, theo hướng nằm ngang từ vùng áp suất khí quyển cao đến vùng thấp. Tính chất chính của nó là hướng, sức mạnh và thời gian.
Gió được hình thành như thế nào?
Nguyên nhân chính của sự hình thành gió là sự phân bố không đều của áp suất khí quyển. Các tia mặt trời, chiếu tới bề mặt Trái đất, làm nóng đại dương và đất liền. Hơn nữa, nhiệt độ ở các khu vực khác nhau trên hành tinh của chúng ta tăng không đều.
Ví dụ, vùng xích đạo và vành đai tương ứng được làm nóng nhiều nhất. Nhiệt độ của nước biển tăng ít hơn so với nhiệt độ của đất liền, tuy nhiên, các vùng nước giữ nhiệt lâu hơn.
Do đó, các khối không khí cũng được làm nóng không đều. Các khu vực với áp lực khác nhau hình thành, dẫn đến lưu thông không khí. Vì vậy, các dòng nước nóng (tăng dần) từ vùng áp thấp tăng vọt. Trong khi đó, không khí lạnh (hạ cấp) hạ xuống và lao vào vùng áp thấp.
Bầu khí quyển của Trái đất không dừng lại trong một giây. Quá trình lưu thông không khí có tính chất toàn cầu. Khi những luồng không khí ấm và lạnh va chạm vào nhau, những cơn gió có cường độ khác nhau xuất hiện.
Phân loại tốc độ gió theo điểm trên thang đo Beaufort
Trên thế giới, người ta thường phân biệt giữa gió về tốc độ và sức mạnh ở các điểm từ 0 đến 12. Đối với điều này, thang đo Beaufort, được phát triển bởi thủy thủ Ailen, người vẽ bản đồ và đô đốc quân sự, Francis Beaufort, được sử dụng.
Beaufort có nhiều công lao và tài năng, nhưng ông đã nổi tiếng trên toàn thế giới nhờ vào quy mô này. Trong thời gian phục vụ trong Hải quân, Đức Phanxicô đã tiến hành quan sát thường xuyên về gió. Ông đã ghi lại dữ liệu trong một cuốn nhật ký. Trong tương lai, quan sát đã giúp ông phát triển thang đo, được chính thức phê duyệt vào năm 1838.
Sự thật thú vị: Để vinh danh các dịch vụ nổi bật của Francis Beaufort, ông được đặt tên theo biển, đảo Nam Cực và mũi đất ở miền bắc Canada.
Vào thế kỷ 20, thang đo Beaufort đã được hoàn thiện: hệ thống 12 điểm được mở rộng lên 17 để có thể phân loại gió mạnh, như bão, có thể được phân loại. Nhưng phiên bản mở rộng chỉ được sử dụng ở những khu vực có bão như vậy xảy ra khá thường xuyên (Trung Quốc, Đài Loan, v.v.).
Theo thang đo Beaufort, cường độ gió được xác định theo 2 tiêu chí:
- Sự phấn khích của biển khơi;
- ảnh hưởng của gió đến các vật thể trên đất liền.
Theo đó, có 2 bảng: một bảng dành cho đất liền, bảng còn lại dành cho đại dương mở. Bảng cho đất cho thấy sức mạnh của gió và tốc độ tính bằng mét trên giây. Trong tùy chọn thứ hai, tốc độ gió được đưa ra trong các nút. Cả hai thang đo đều chỉ ra các đặc điểm chung có thể xác định cường độ của luồng không khí.
Hướng gió
Hướng của gió phụ thuộc chủ yếu vào sự chênh lệch áp suất khí quyển và vòng quay của Trái đất. Nó đã được nhận thấy rằng ở các cực của hành tinh gió đông chiếm ưu thế. Ở vùng ôn đới của cả hai bán cầu, gió thổi về phía tây.
Ở vùng nhiệt đới, có các luồng không khí hướng đông. Ngoài ra còn có những khu vực rộng lớn trong đó gió di chuyển theo chiều dọc, tuân theo quy luật áp suất khí quyển thấp và cao. Đây là các khu vực cận nhiệt đới và cận cực.
Trong khí hậu học và khí tượng học có khái niệm về một bông hồng gió. Đây là sơ đồ loại vectơ hiển thị chế độ gió trong một khu vực nhất định, dựa trên quan sát liên tục.
Hoa hồng gió là một đa giác có các tia phân kỳ từ tâm của sơ đồ. Theo chiều dài của mỗi chùm tia, bạn có thể đánh giá tần suất gió thổi theo một hướng nhất định. Thông tin này được tính đến trong quá trình xây dựng các cơ sở hạ tầng (đường, dải hạ cánh, v.v.) và trong nhiều ngành công nghiệp khác.
Sự thật thú vị: một cơn gió thực sự tăng có các tia khác nhau. Nếu tất cả các tia trong ảnh được phân bố đều, thì đây chỉ là biểu diễn đồ họa của các điểm chính.
Các loại gió
Theo phân loại chính, gió được chia thành hằng số (hoặc chiếm ưu thế) và theo mùa.
Gió vĩnh viễn được gọi là không thay đổi hướng của họ. Chúng được hình thành do sự tiếp xúc của các vùng áp suất cao và thấp. Gió theo mùa, theo đó, thay đổi hướng của họ tùy thuộc vào mùa hiện tại.
Một thể loại riêng biệt cũng được thực hiện bởi gió địa phương. Đây là những khối không khí chỉ lưu thông trong một số khu vực nhất định trên hành tinh. Hơn nữa, họ xác định các điều kiện khí hậu của khu vực này.
Dài hạn
Các loại gió thịnh hành:
- gió mậu dịch;
- miền Tây
- phương Đông.
Gió mậu dịch - gió thổi từ phía đông giữa vùng nhiệt đới và ào ạt đến xích đạo. Chúng được ngăn cách bởi một dải không có gió. Đó là những cơn gió thương mại điều khiển các cơn bão nhiệt đới trực tiếp theo hướng tây.
Gió tây ôn đới đại diện cho các luồng không khí chiếm ưu thế ở vĩ độ vừa phải - trong khoảng từ 35 đến 65 độ vĩ độ bắc và nam. Họ đang di chuyển từ tây sang đông.
Gió đông của các vùng cực được hướng từ vùng áp cao đến vùng áp thấp.
Theo mùa
Gió theo mùa được đại diện bởi một loại - gió mùa. Họ đã thổi ở vùng nhiệt đới trong vài tháng. Đồng thời, hai lần một năm, gió mùa thay đổi mạnh mẽ hướng của họ.
Vào mùa hè, không khí chảy từ đại dương vào đất liền và vào mùa đông, ngược lại - từ đất liền đến đại dương. Gió mùa mang theo một lượng mưa lớn trong mùa ấm. Sự hình thành của gió xảy ra ở phía đông và đông nam châu Á.
Địa phương
Gió địa phương là đa dạng nhất. Trong số đó, các loại sau đây có thể được phân biệt:
- Làn gió là một luồng không khí ấm áp ở ngã ba của các vùng nước biển và bờ biển. Thay đổi hướng hai lần một ngày. Vào ban ngày, một cơn gió thổi từ biển vào đất liền, vào ban đêm - từ bờ biển hướng ra biển.
- Samum là một cơn gió khô kiểu sa mạc mang theo những khối cát khổng lồ. Nó được tìm thấy ở các sa mạc châu Phi và trên bán đảo Ả Rập.
- Sirocco - luồng không khí chảy qua Bắc Phi và Địa Trung Hải, có hướng tây nam và nam.
- Bora - gió hình thành ở những khu vực có núi giáp biển. Nhiệt độ của các dòng suối phụ thuộc vào mùa. Hướng là từ núi ra biển.
- Fönn - gió thổi mạnh từ những ngọn núi về phía thung lũng. Nó được đặc trưng bởi sự khô và phát sinh do sự khác biệt về chiều cao trong một khu vực nhỏ. Phân bố ở các khu vực miền núi Bắc Mỹ, Âu Á.
- Gió khô - xảy ra ở vùng ôn đới trên thảo nguyên và sa mạc. Không khí khô và nóng.
- Norder là một cơn gió được quan sát ở Vịnh Mexico và thổi từ phía bắc.
- Zuyd - cái tên liên quan đến gió nam gặp ở cực bắc.
- Marshmallows - một luồng không khí ở phía đông Địa Trung Hải xảy ra vào mùa ấm áp.
Ngoài ra còn có các loại gió bất thường, như lốc xoáy (một cơn bão được tìm thấy ở Bắc Mỹ), một cơn bão (bão cát châu Phi), bão tuyết (một cơn bão tuyết ở Canada như bão tuyết Siberia), hamsin (một cơn gió nóng ở Ả Rập Saudi kéo dài khoảng 50 ngày) .
Tốc độ gió được đo như thế nào?
Để đo tốc độ gió, các dụng cụ đặc biệt gọi là máy đo gió được phát minh. Chúng là cơ khí, siêu âm và nhiệt. Cơ khí được chia thành cốc và cánh.
Một máy đo gió cốc được coi là phổ biến nhất. Một thiết bị như vậy bao gồm bát hình bán cầu và một cánh quạt. Trong trường hợp này, các bát được gắn trên cánh quạt và khi gió thổi, chúng bắt đầu xoay.
Cơ sở của phương pháp đo này là chênh lệch áp suất mà gió tạo ra trên các mặt lồi và lõm của bát. Tốc độ cánh quạt tương ứng với tốc độ gió.
Điều gì quyết định tốc độ và sức mạnh của gió?
Tốc độ gió phụ thuộc vào mức độ chênh lệch áp suất khí quyển giữa các vùng lãnh thổ. Do đó, gió di chuyển càng nhanh, chỉ số sức mạnh của nó càng lớn, mà dòng chảy tác động lên các vật thể xung quanh.
Ví dụ: chúng ta có thể lấy ba lãnh thổ: trên một phong vũ biểu, nó cho thấy cột thủy ngân 765 mm, mặt khác - 760, vào thứ ba - 750. Gió thổi từ lãnh thổ thứ nhất sẽ mạnh hơn và nhanh hơn ở thứ ba so với thứ hai vì áp suất chênh lệch lớn hơn .
Những cơn gió nào gây ra sự hình thành của các dòng khác nhau?
Dòng hải lưu là những dòng nước mạnh mẽ di chuyển liên tục hoặc phát sinh định kỳ trong biển và đại dương. Dòng điện phát sinh vì nhiều lý do, một trong số đó là gió.
Nguyên nhân do gió, dòng điện được chia thành hai loại:
- Trôi - chỉ được hình thành dưới ảnh hưởng của gió.
- Gió (kết hợp) - phát sinh không chỉ vì sức mạnh của gió, mà kết hợp với mật độ nước khác nhau, độ dốc của mực nước biển.
Hướng của dòng chảy phụ thuộc vào hướng dòng khí đang di chuyển. Các luồng gió luôn chỉ là bề ngoài. Mạnh nhất trong số đó là Gió Tây, có chiều dài khoảng 30.000 km, cũng như các dòng chảy Nam Passat.
Sự thật thú vị: Quá trình của gió Tây hay vòng tuần hoàn ở Nam Cực là dòng nước duy nhất đi qua tất cả các kinh tuyến.
Do đó, dòng hải lưu gây ra gió mùa, gió thương mại và gió tây.
Tại sao áp lực mùa đông trên đất liền cao hơn so với đại dương và ngược lại vào mùa hè?
Vào mùa đông, đất liền nguội nhanh hơn nước biển. Do đó, không khí nguội dần trên đất liền và mức áp suất tăng. Phía trên cột nước, không khí ấm hơn và áp suất thấp hơn.
Vào mùa hè, tình hình ngược lại được quan sát. Bề mặt trái đất nóng lên nhanh hơn, do đó, một vùng áp suất thấp hình thành bên trên nó. Trên đại dương lạnh - áp lực cao.
Điều này cũng xác định hướng của gió mùa vào các thời điểm khác nhau trong năm. Gió mùa hè thổi về phía đất liền và gió mùa đông hướng về đại dương.
Con người sử dụng gió
Gió là một nguồn năng lượng cơ bản, hơn nữa, thân thiện với môi trường. Và bảo tồn sinh thái là một trong những nhiệm vụ chính hiện nay của nhân loại. Thật thú vị, năng lượng gió đã phục vụ mọi người trong một thời gian dài.
Trước đây, đây là những thiết bị đơn giản nhất như nhà máy. Các nhà máy điện gió tích hợp đang được xây dựng, với sự giúp đỡ của năng lượng gió được chuyển đổi thành điện năng.
Năng lượng gió có thể được chuyển đổi thành các loại năng lượng sau:
- động học - cho sự chuyển động của tàu thuyền (trong quá khứ), các chuyến bay của bóng bay;
- cơ khí - để lắp đặt bơm nước và nghiền hạt (phương pháp lỗi thời);
- điện - để sản xuất điện.
Theo tiềm năng, năng lượng gió đứng ở vị trí thứ sáu trong danh sách các nguồn có thể sau bức xạ mặt trời, than, uranium, dầu và khí tự nhiên. Vì vậy, lượng điện có thể có được từ các nhà máy điện gió là khoảng 25-700 TW mỗi năm.
Sự thật thú vị: Theo tính toán của Hội đồng Năng lượng gió Toàn cầu, sự phát triển tích cực của năng lượng gió sẽ làm giảm 1,5 tỷ tấn carbon dioxide vào khí quyển mỗi năm.
Các quốc gia hàng đầu về năng lượng gió (2015):
- Trung Quốc - 115.000 MW.
- Hoa Kỳ - 65.000 MW.
- Đức - 39.000 MW.
- Tây Ban Nha - 22.000 MW.
- Ấn Độ - 22.000 MW.
- Vương quốc Anh - 12.000 MW.
- Canada - 10.000 MW.
- Pháp - 9.000 MW.
- Ý - 8.000 MW.
- Brazil - 6.000 MW.
Ở Nga, năng lượng gió kém phát triển và có một số lý do cho việc này. Thứ nhất, tốc độ gió trung bình trên toàn lãnh thổ là khoảng 5 m / s (tính toán hàng năm). Đây là một chỉ số không đủ cho cài đặt tiêu chuẩn, do đó chi phí cho các thiết bị bổ sung được thêm vào.
Thứ hai, tốt nhất là chọn các nguồn năng lượng ổn định, độc lập với các yếu tố khác nhau (đặc biệt là tự nhiên). Năng lượng gió ở nước ta gắn liền với nhiều thiếu sót khác, đặc biệt là khi nói đến khối lượng nhỏ. Ví dụ, chi phí thiết bị cao, vận hành có vấn đề, bảo trì hệ thống, v.v.
Giá trị trong tự nhiên
Gió là yếu tố tự nhiên quan trọng nhất ảnh hưởng đến các thành phần của tự nhiên: điều kiện khí hậu, quá trình địa chất, thực vật, động vật, v.v.
Tác dụng chính của gió:
- Sự xuất hiện của các dòng hải lưu mạnh quyết định khí hậu của các khu vực xung quanh.
- Xói mòn đất do thổi các hạt nhỏ.
- Sự hình thành các địa hình mới. Ví dụ, việc chuyển và đặt cát bằng gió dẫn đến sự xuất hiện của cồn cát.
- Vận tải sa mạc và ô nhiễm không khí. Ví dụ, vào mùa hè, gió mậu dịch ở Bắc bán cầu thổi. Đồng thời, họ đang dần tiếp cận các khu vực của sa mạc cận nhiệt đới. Kết quả là, bụi từ Sahara trong suốt mùa đến vùng đông nam của Bắc Mỹ.
- Sự lây lan của đám cháy. Gió là một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến sự lan rộng nhanh chóng của đám cháy, đặc biệt là cháy rừng.
- Tác dụng với cây trồng. Luồng khí lan truyền hạt của một số cây, hạn chế sự phát triển của cây và cũng có thể gây ra thiệt hại cơ học do các hạt rắn được vận chuyển.
- Tác dụng với động vật. Gió tăng cường lạnh kết hợp với nhiệt độ thấp - đây là khía cạnh chính của ảnh hưởng của nó đối với thế giới động vật. Chẳng hạn, chim cánh cụt, chim, côn trùng buộc phải thích nghi với ảnh hưởng của gió. Đối với một số loài, sự di chuyển của các khối không khí có lợi - hươu nhận ra kẻ săn mồi từ xa do khứu giác nhạy bén.
Sự thật thú vị: những loại cây nổi tiếng nhất lan rộng nhờ gió là bồ công anh, phong, tumbleweed. Sự thụ phấn của nhiều cây xảy ra do sự chuyển phấn hoa.
Tại sao gió thổi từ biển vào đất liền vào ban ngày, và ngược lại vào ban đêm?
Yếu tố cơ bản là nhiệt độ và áp suất khí quyển tương ứng, như trường hợp gió mùa đông / hè. Nhưng gió hình thành trên biên giới đất liền và hồ chứa nước có tên riêng - một làn gió.
Vào ban ngày, đất ấm lên nhanh hơn nước, do đó gió thổi vào vùng áp thấp. Vào ban đêm, bề mặt trái đất nguội đi nhanh hơn và nước vẫn ấm, do đó gió chuyển hướng và thổi về phía biển.
Ngoài trái đất
Bên ngoài hành tinh của chúng ta, một số loại gió được phân biệt:
- hệ mặt trời;
- hành tinh;
- người ngoài hành tinh.
Gió mặt trời không phải là sự chuyển động của các luồng không khí, mà là plasma mà bầu khí quyển mặt trời phát ra. Hiện tượng này xảy ra với tốc độ khoảng 400 km / s. Vòng xoắn ốc là một phần lớn của không gian giữa các vì sao bao quanh hệ mặt trời và được hình thành bởi gió mặt trời.
Sự thật thú vị: Từ trường của Trái đất ngăn gió vào khí quyển. Nhưng đôi khi các tia sáng trên Mặt trời mạnh đến nỗi gió mặt trời vẫn phá vỡ sự bảo vệ này và gây ra cực quang, bão từ.
Một cơn gió hành tinh là sự chuyển động của khí trong bầu khí quyển phía trên của hành tinh. Bởi vì điều này, hành tinh mất khả năng tương tác với các hạt khí khác. Nếu các quá trình như vậy tiếp diễn trong nhiều năm, hành tinh có thể mất đi bầu khí quyển, nguồn cung cấp nước, v.v.
Trên các hành tinh khác, cũng có những cơn gió khác nhau. Trên sao Kim, chúng thổi với tốc độ 83 m / s và có thể bay vòng quanh hành tinh trong vài ngày Trái đất. Trên Sao Mộc, gió đạt 100 m / s trở lên. Các luồng mạnh nhất trên Sao Thổ là khoảng 375 m / s.
Sự thật thú vị: được biết rằng trên sao Hỏa có một số loại gió. Ví dụ, lốc xoáy bụi và gió thổi từ các cực với tốc độ khoảng 110 m / s.