profil

Cyrkulacja powietrza. Wiatry lokalne i ich rozmieszczenie.

drukuj
satysfakcja 32 % 66 głosów

Treść
Obrazy
Wideo
Komentarze

Cyrkulacja powietrza
Głównym źródłem procesów zachodzących w troposferze jest energia słoneczna. Powierzchnia Ziemi jest nierównomiernie ogrzewana przez Słońce. Różnice temperatur wywołują z kolei zmiany w ciśnieniu atmosferycznym ? tworzą się wyże i niże. Zróżnicowanie ciśnienia jest przyczyną powstawania wiatrów. Globalny ruch powietrza, odbywający się nad powierzchnią całej kuli ziemskiej, nazywamy cyrkulacją atmosferyczną, która zachodzi zarówno w pionie, jak i w poziomie. Przemieszczanie się mas powietrza przy powierzchni Ziemi jest zaburzone różnymi czynnikami: ruchem obrotowym Ziemi, rozmieszczeniem oceanów i kontynentów oraz pionowym ukształtowaniem lądów. Globalna cyrkulacja atmosfery ma strukturę komórkową. Na półkulach północnej i południowej występują po trzy komórki, w obrębie których odbywa się ruch mas powietrza. W niskich szerokościach geograficznych obu półkul występują dwie komórki cyrkulacji atmosferycznej, zwane komórkami Hadleya. Krążenie powietrza odbywa się tu między równikiem a zwrotnikami i nosi nazwę cyrkulacji pasatowej. W umiarkowanych i częściowo podzwrotnikowych szerokościach geograficznych obu półkul występują dwa systemy cyrkulacji atmosferycznej, zwane komórkami Ferrela. Powietrze krąży tu między 30 a 60 szerokości geograficznej północnej i południowej. W wyższych szerokościach geograficznych cyrkulacja powietrza zachodzi w tzw. komórkach okołobiegunowych (polarnych). Przeważają tu wiatry wschodnie, a krążenie powietrza jest bardziej skomplikowane niż w innych szerokościach geograficznych.
Cyrkulacja powietrza w strefie międzyzwrotnikowej
W strefie międzyzwrotnikowej już od rana znaczna ilość energii dostarczanej przez promieniowanie słoneczne wpływa na silne nagrzewanie Ziemi. Wskutek tego nad jej powierzchnią następuje silna konwekcja termiczna, czyli wznoszenie się powietrza ku górze. Powietrze przy powierzchni Ziemi rozpręża się, tzn. jego objętość wzrasta a gęstość maleje. Tworzy się strefa niskiego ciśnienia. Wznoszące się nad równikiem powietrze dociera prawie do granicy troposfery, gdzie ochładza się. Silne prądy wstępujące, sięgające wiele kilometrów wzwyż, przyczyniają się do powstawania potężnych chmur deszczowych, dających codziennie obfite opady. Taki ulewny i ciepły deszcz nazywamy deszczem zenitalnym.

Wznoszące się nad równikiem powietrze rozdziela się w wyższych warstwach troposfery na dwa strumienie, które kierują się ku wyższym szerokościom geograficznym. Siła Coriolisa powoduje, że nie przemieszczają się prosto na północ i południe, ale ulegają odchyleniu ku wschodowi. Ponadto ?zawężenie przestrzeni?, po której przemieszcza się powietrze, powoduje ściskanie (stłoczenie) powietrza. W rezultacie dociera ono najdalej do około 350 szerokości geograficznej północnej i południowej. Takie prądy powietrzne w górnej troposferze są skierowane od równika ku zwrotnikom. Opadanie ku powierzchni Ziemi stłoczonego powietrza pod wpływem grawitacji w rejonach zwrotników powoduje wzrost ciśnienia. Nad zwrotnikami tworzy się obszar wysokiego ciśnienia atmosferycznego. Jest ono rozładowywane przez odpływ powietrza ku równikowi i wyższym szerokościom geograficznym. Stałe wiatry, wiejące od wyżów zwrotnikowych w kierunku równika, gdzie panuje niskie ciśnienie atmosferyczne, nazywamy pasatami. Wskutek działania siły Coriolisa wiatry te są odchylane na półkuli północnej w prawo (wiatry północno-wschodnie), a na półkuli południowej w lewo (wiatry południowo-wschodnie). Pasaty są najważniejszym elementem cyrkulacji powietrza w obrębie komórek Hadleya. Zamknięty obieg powietrza między zwrotnikami a strefą równikową nazywamy cyrkulacją pasatową.

Cyrkulacja powietrza w umiarkowanych szerokościach geograficznych
Krążenie powietrza w umiarkowanych szerokościach geograficznych jest bardziej skomplikowane niż w strefie międzyzwrotnikowej. Dominują tu ośrodki niskiego ciśnienia. W strefy umiarkowane napływa powietrze zarówno ze strefy wyżów podzwrotnikowych, jak i wyżów okołobiegunowych. Z okolic podzwrotnikowych do stref umiarkowanych docierają ciepłe masy powietrza. Są to wiatry południowo-zachodnie na półkuli północnej i wiatry północno-zachodnie na półkuli południowej. Kierunki i prędkość tych wiatrów często zmieniają się ze względu na zaburzenia ciśnienia atmosferycznego, wywołane mieszaniem się ciepłych i zimnych mas powietrza. Szczególnie jest to zauważalne na półkuli północnej, gdzie sąsiadują ze sobą duże obszary lądowe i morskie. Tworzą się tam często sąsiadujące ze sobą wyże i niże. Te ostatnie mają tendencję do przemieszczania się na wschód (tzw. Niże wędrowne). Na półkuli południowej wyraźnie przeważa powietrze oceaniczne. Wobec tego ośrodki niskiego ciśnienia są tam bardziej trwałe i silniejsze niż na półkuli północnej. Między 40 a 60 szerokości geograficznej południowej występują bardzo silne wiatry, które wywołują potężne sztormy, szczególnie zimą. W obszarach leżących w pobliżu 60 szerokości geograficznej spotykają się masy ciepłego powietrza, niesione wiatrami zachodnimi, i powietrza zimnego, niesionego wiatrami wschodnimi. Strefę rozdzielającą dwie masy powietrza nazywamy frontem atmosferycznym.
Cyrkulacja powietrza w strefach okołobiegunowych
Na obszarach okołobiegunowych wskutek osiadania mroźnego powietrza tworzą się stałe wyże baryczne. Powstają wiatry, które przenoszą zimne powietrze ku średnim szerokościom geograficznym. Pod wpływem siły Coriolisa, która działa najsilniej w rejonie biegunów, wieją wiatry wschodnie. Ich zasięg powierzchniowy jest ograniczony, a masy zimnego powietrza znad obszarów okołobiegunowych rzadko docierają do strefy umiarkowanych szerokości geograficznych. Krążenie powietrza nad Antarktydą jest bardziej stabilne niż nad Arktyką.
Cyrkulacja monsunowa
Zaznacza się ona najwyraźniej w strefie międzyzwrotnikowej. Typowym obszarem monsunowym jest południowa i południowo-wschodnia Azja. Monsuny występują także w północnej Australii, wschodniej Afryce oraz w Ameryce Środkowej. Powstawanie tych wiatrów omówiono na przykładzie Azji. Cyrkulacja monsunowa jest efektem kontrastów termicznych, występujących między dużymi obszarami oceanicznymi i lądowymi. Wskutek tego nad kontynentem i oceanem tworzą się w określonych porach roku stałe układy baryczne. W lecie kontynent azjatycki silnie się nagrzewa. Od niego zaś nagrzewa się powietrze, które unosi się do góry. Nad lądem tworzy się niż. Nad oceanem powietrze jest chłodniejsze i wilgotniejsze niż nad lądem ? tworzy się tam wyż. Ruch przypowierzchniowych mas powietrza odbywa się więc z oceanu nad ląd. Mówimy wtedy, że wieje monsun letni (morski). Przynosi on nad ląd ciepłe i wilgotne powietrze oraz powoduje duże zachmurzenie i opady atmosferyczne. Szczególnie obfite opady notuje się na południowych stokach Himalajów (przeciętnie około 11 000 mm/rok). W górnej troposferze w lecie układ ciśnienia jest odwrotny i występuje przepływ powietrza skierowany ku oceanowi. W zimie ląd ochładza się bardzo szybko i tworzy się tam ośrodek wysokiego ciśnienia (wyż). Wody Oceanu Indyjskiego działają natomiast ocieplająco na zalegające tam powietrze. Unosi się ono do góry. Tworzy się niż baryczny. W konsekwencji monsuny w zimie wieją znad Azji ku Oceanowi Indyjskiemu. Są to wiatry chłodne i suche. Nazywamy je monsunem zimowym (lądowym). Kształtuje on pogodę słoneczną, suchą i chłodną. W górnej troposferze układ ciśnienia jest odwrotny, a powietrze przemieszcza się w kierunku lądu. Powietrze w troposferze znajduje się w nieustannym ruchu. Ciągle przemieszcza się, zarówno w kierunku pionowym, jak i poziomym, o setki, a nawet tysiące kilometrów oraz ulega rozrzedzaniu i zagęszczaniu. Troposfera nie jest więc jednolita w całej swej masie. Można jednak wyróżnić w niej wielkie objętościowo ilości powietrza znajdujące się nad określonymi obszarami. Są to masy powietrza, które niekiedy pokrywają nawet kilka milionów km2 powierzchni. Powstają one w różnych warunkach i dlatego mają inne właściwości fizyczne, na przykład temperaturę lub wilgotność. Określona masa powietrza nabiera cech podłoża, nad którym zalega. Tworzy się najczęściej nad jednolitym podłożem, na przykład rozległym kontynentem albo oceanem.
Wiatry Lokalne
Ze względu na zmiany temperatury, jakie przynosi ze sobą wiatr, wyróżnia się wiatry ciepłe i zimne. Lokalne wiatry związane są ze zjawiskiem bryzy morskiej, wiatrów górsko-dolinnych, wiatrów katabatycznych i innych typów.
Bora (z gr. boras = 'wiatr północny') - chłodny, suchy i porywisty wiatr wiejący na dalmatyńskim wybrzeżu Morza Adriatyckiego. Powstaje najczęściej zimą, gdy nad lądem tworzy się ośrodek wysokiego ciśnienia, a nad morzem przeważa ciśnienie niskie. Zimne powietrze gromadzi się za Górami Dynarskimi, później przekracza barierę górską i opada w stronę wybrzeża. Wiatr ten przechodząc nad morzem nasyca się wilgocią.
wiatry typu bora:
? Belat - zimny, zapylony wiatr typu bora, wiejący z północy, na południowym wybrzeżu Arabii.
? Helm - to lokalna nazwa wschodniego wiatru typu bora, wiejącego w północno-zachodniej części Anglii.
? Mistral - (prowans. wiatr mistrz, od Maestre - mistrz, pan) to suchy, zimny, porywisty wiatr wiejący w południowej Francji poprzez Masyw Centralny.
? Yugo (Jugo) - to ciepły i wilgotny wiatr wiejący z południa wzdłuż wschodniego wybrzeża Adriatyku. Na zachodnim wybrzeżu ten sam wiatr nazywany jest sirocco.
? Tramontana - (z łac. transmontanus = 'mieszkający za górami').
- We Włoszech - chłodny wiatr północny lub północno-wschodni, wiejący na zachodnim wybrzeżu Włoch i Korsyki. Powstaje w sytuacji, gdy nad Morzem Adriatyckim panuje niskie ciśnienie, a nad zachodnią częścią Morza Śródziemnego lub w Alpach - wysokie.
-We Francji - jest to także wiatr północno-zachodni w południowej części kraju oraz w północnej Katalonii. Wieje wzdłuż Pirenejów i wschodnio-południowej części Masywu Centralnego. Często (mylnie) nazywany jest mistralem, jednak jest wywołany podobnymi czynnikami i ma zbliżoną charakterystykę.
? Blizzard - (ang. zamieć, zadymka) to mroźny, silny (do 80-90 km/h) wiatr północno-zachodni wiejący w południowej Kanadzie i północnej części Stanów Zjednoczonych. Przynosi on znaczne spadki temperatury (sięgające nawet 30C) oraz bardzo obfite opady śniegu.
? Barber - (ang. fryzjer) to wilgotny i chłodny wiatr, wiejący w dolinie Rzeki Św. Wawrzyńca. Przynosi on opady marznącego deszczu.
? Lewanter - wiatr lokalny o kierunku wschodnim i północno-wschodnim wiejący na śródziemnomorskim wybrzeżu Hiszpanii i Francji, przynosi pogodę pochmurną i deszczową; występuje po północnej stronie niżu z centrum nad południową częścią Morza Śródziemnego.
? Nortes - zimny, wiejący z północy wiatr typu bora. Występuje w zachodnim Meksyku.
Fen - (z niem. Fhn) ? ciepły i suchy wiatr wiejący z gór w doliny. W wyniku zmian fizycznych następuje ogrzewanie i osuszanie spadającego powietrza oraz gwałtowne ocieplenie w obszarze jego oddziaływania - nawet o 10-20 stopni Celsjusza w ciągu kilkunastu minut.
wiatry typu fenowego:
? Austrul - to lokalna nazwa południowo-zachodniego wiatru fenowego, wiejącego w Karpatach Rumuńskich
? Autan - silny, bardzo ciepły wiatr typu fenowego wiejący w kierunku południowo-wschodnim w południowo-zachodniej Francji.
? Bohorok - suchy, wiejący z zachodu wiatr, wiejący na Sumatrze. Jest to wiatr fenowy, wieje z wnętrza wyspy.
? Wiatr halny - wiatr typu fenowego, wiejący w południowej Polsce, w Karpatach i Sudetach. Najgwałtowniejsze wiatry tego typu wieją na Podhalu, gdzie opadają ze szczytów Tatr. Jest to ciepły, suchy i porywisty wiatr, wiejący ku dolinom. Niekiedy przynosi znaczne zniszczenia: zrywa dachy, niszczy lasy (tworząc wiatrołomy). Może mieć wpływ na samopoczucie (bezsenność, bóle głowy itp.). Wiatr halny dociera m.in. do Krakowa oraz miast aglomeracji górnośląskiej.
? Chinook - (z języka miejscowych Indian chinook = 'pożeracz śniegu') - ciepły, suchy i porywisty wiatr typu fenowego, wiejący ze wschodnich stoków Gór Skalistych na równiny. Może spowodować gwałtowny wzrost temperatury nawet o kilkanaście stopni Celsjusza w ciągu zaledwie kilku godzin - stąd jego nazwa.
? Sirocco, scirocco - (z fr. sirocco i wł. scirocco) ? suchy i gorący wiatr wiejący w basenie Morza Śródziemnego (głównie Półwysep Apeniński, Sycylia, Sardynia i Korsyka). Wieje z kierunków południowego lub południowo-wschodniego, znad Afryki lub Półwyspu Arabskiego, przynosząc znad Sahary i innych pustyń tumany piaszczystego pyłu
? Samum - (z arab. samma = 'truć'), chamsin, hamsin - gwałtowny, suchy i gorący południowy wiatr wiejący na pustyniach Afryki Północnej i Półwyspu Arabskiego oraz w ich sąsiedztwie. Samumy wywołują burze pyłowe i piaskowe. Występują najczęściej w okresie od kwietnia do czerwca.
? Harmattan - (z języka tiwi; harmatan) ? silny, północno-wschodni wiatr wiejący w porze suchej znad Sahary na wybrzeże Zatoki Gwinejskiej, a także na zachodnie wybrzeże Afryki Północnej. Suchy i gorący wiatr pasatowy przynoszący znaczny spadek względnej wilgotności powietrza nawet do 1%.
? Etezje - (wiatry etezyjskie) z gr. etesios = 'sezonowy, coroczne', etos = 'rok') - łagodne, suche wiatry wiejące regularnie każdego roku w porze ciepłej (od maja do października) we wschodniej części Morza Śródziemnego - głównie nad Morzem Egejskim
? Reshabar - suchy, spadający wiatr typu fenowego. Wieje z północnego wschodu; występuje w Iranie (dokładniej w Kurdystanie).

Monsun, muson- (z grec. zmienny) układ wiatrów, które zmieniają swój kierunek na przeciwny w zależności od pory roku.
Rozróżnia się:
? monsun letni (morski) z pogodą deszczową, związaną z niskim ciśnieniem nad lądem i wysokim nad morzem,
? monsun zimowy (lądowy) z pogodą suchą, spowodowaną wysokim ciśnieniem nad lądem i niskim nad morzem.
W monsunie letnim wiatr wieje z morza w stronę lądu, w monsunie zimowym - odwrotnie. Latem ląd nagrzewa się szybciej niż woda, co powoduje unoszenie się nagrzanego powietrza, a tym samym spadek ciśnienia. W związku z różnicą ciśnień między wodą a lądem pojawiają się gwałtowne wiatry wiejące znad morza w głąb lądu. Zimą niże tworzą się nad cieplejszymi wodami, co powoduje wianie monsunów od lądu w stronę morza (wiatry wieją z obszarów o wyższym ciśnieniu do obszarów o niższym ciśnieniu). Monsuny tworzą się u południowych i wschodnich wybrzeży Azji. Monsun letni ma duże znaczenie w rolnictwie w Azji - pomaga nawadniać suche obszary w głębi kontynentu. Monsun letni jest wiatrem ciepłym i wilgotnym, a monsun zimowy jest wiatrem suchym, a zarazem zimnym.
Bryza - wiatr wiejący na wybrzeżu morskim. Zmiany kierunku wiatru, występujące w rytmie dobowym, wywołane są różnicami w nagrzewaniu się lądu i morza. W dzień ląd nagrzewa się szybciej niż woda, dlatego cieplejsze powietrze nad lądem unosi się (Powodując spadek ciśnienia na powierzchni lądu), a na jego miejsce pojawia się chłodniejsze i wilgotniejsze powietrze znad morza. Zatem bryza dzienna (bryza morska) wieje znad morza na ląd. Natomiast w nocy woda oddaje ciepło wolniej niż ląd, dlatego ciśnienie nad wodą jest niższe niż na powierzchni lądu, co powoduje zmianę kierunku wiatru. Bryza nocna (bryza lądowa) przynosi na wodę suche powietrze znad lądu. Zasięg bryzy to ok. 20-30 km od linii brzegowej w stronę wody. W stronę lądu zasięg ten jest wyraźnie mniejszy i uzależniony od charakteru powierzchni.
Wiatr dolinny (dzienny) i wiatr górski (nocny) ? wiatry lokalne powstające w górach, zmieniające w ciągu doby swój kierunek. Wiatr dolinny to ciepła masa powietrza przemieszczająca się ku górze z nagrzanych w ciągu dnia dolin. Wiatr górski wieje w nocy ku dolinie.


Przydatna praca? Tak Nie
(0) Brak komentarzy
Typ pracy