Вятърът представлява движение на въздушните маси от места с високо към места с ниско атмосферно налягане . При вятър въздухът се движи в две направления спрямо земята ? хоризонтално и вертикално. В България ветровете са предимно хоризонтални поради географските особености на района.

Причини [ редактиране | редактиране на кода ]

Първото известно научно описание на вятъра е направено през 17 век от италианския физик Еванджелиста Торичели , който казва:

... ветровете се предизвикват от разлики в температурата на въздуха, а оттам и на неговата плътност, в две различни области на земята. ^[1]

Други сили, които причиняват ветровете или им влияят, са силата на баричния градиент , кориолисовата сила , плаваемостта и силата на триене . Когато съществува разлика в плътността между две съседни въздушни маси, въздухът се стреми да се премести от областите с по-високо налягане към областите с по-ниско налягане. Поради въртенето на планетата около нейната ос, въздушните потоци в области, достатъчно отдалечени от екватора и земната повърхност, са повлияни от кориолисовата сила. Триенето с повърхността на земята води до навлизане на ветровете по-навътре в зоните с ниско налягане. ^[2]

В по-общ план двата основни фактора, определящи едромащабната атмосферна циркулация, са разликите в нагряването между екваториалните и полярните области и въртенето на Земята. ^[3]

При анализа на ветрови профили ветровете се разглеждат в контекста на механично равновесие между физични сили. Такива модели се използват за изследване на уравненията за движение на атмосферата и за количествени оценки на хоризонталното и вертикално разпределение на ветровете. Геострофният вятър е компонента на вятъра, представляваща резултата от кориолисовата сила и силата на баричния градиент. Посоката му е успоредна на изобарите и при незначително триене съответства приблизително на теченията над атмосферния граничен слой при средни географски ширини . ^[4] Термичният вятър е компонентата, дължаща се на хоризонтален температурен градиент или бароклинност . ^[5] Компонентата на агеострофния вятър представлява разликата между действителния е геострофния вятър и предизвиква постепенното изчезване на циклоните с времето. ^[6] Градиентният вятър е подобен на геострофния, но включва и центробежната сила . ^[7]

Характеристики и наблюдения [ редактиране | редактиране на кода ]

Системните наблюдения на вятъра обикновено отчитат двете основни характерни величини посока и скорост . В някои случаи се измерват и други характеристики, като вертикалното разпределение на ветровете в различните атмосферни слоеве. Това става с помощта на радиосонди или метеорологични балони , снабдени с различни уреди, които се издигат и извършват измервания на различни височини.

Данните от наблюденията на вятъра се използват за прогнозиране на времето за нуждите на въздухоплаването , мореплаването , земеделието .

Посока [ редактиране | редактиране на кода ]

За посока на вятъра се приема посоката, от която той духа, като тя може да бъде определена с помощта на ветропоказател . ^[8] Така например северният вятър духа от север на юг. ^[9]

Посоката се определя по посоките на света и се означава с латински букви, както следва: N ? север. S ? юг, W ? запад, E ? изток. За главни са възприети посоките N и S. Междинните посоки североизток, северозапад, югоизток и югозапад се записват с 2 букви, първата от които е на главната посока, а именно NE, NW, SE, SW (подобно на българските названия). В първоразрядните метеорологични станции и обсерваториите е задължително посоката на вятъра да се записва за 16 посоки, като посоката между основните и междинните се записва с 3 букви. Примери:

• когато вятърът духа от посока между запад и северозапад, той се записва като ?западно-северозападен“ със символите WNW.
• ако посоката на вятъра е между изток и югоизток, той следва да се запише като ?източен-югоизточен“ със символите ESE

По отношение на променливостта в посоката на вятъра , метеорологът записва като допълнителна характеристика ?променлив“ или ?постоянен“. Оценката ?променлив“ се дава ако по време на наблюдението вятъра постоянно, макар и в тесни граници, променя посоката си.

Скорост [ редактиране | редактиране на кода ]

Скоростта на вятъра представлява пътя, изминат от въздушния поток за единица време и се измерва в m/сек. Като допълнителна характеристика на скоростта метеорологът записва ?поривист“ или ?равномерен“.

Измерванията на скоростта се извършват с помощта на ветромери ( анемометри ), които я отчитат пряко или непряко чрез скоростта на разпространение на ултразвукови сигнали. ^[10] Друг тип анемометри използва тръби на Пито , като отчита разликата в налягането между вътрешна тръба и външна тръба, изложена на вятъра. ^[11] Някои анемометри са с ръчно отчитане, а други ? с автоматично ( анемографи ). Повечето ветромери са комбинирани с ветропоказатели за отчитане на посоката вятъра.

Обикновено скоростта на вятъра се регистрира на височина 10 m над терена, като се отчита стойности, усреднени за десетминутен интервал. В Съединените щати усредняването се прави върху интервал от 2 минути, ^[12] а в Индия ? от 3 минути. ^[13] Тези разлики се отразяват върху съпоставимостта на данните. Така стойностите при интервал на усредняване от 1 минута са с около 14% по-високи от тези с интервал на усредняване 10 минути. ^[14]

В широката практика може да стане нужда от безинструментно наблюдение върху посоката и скоростта на вятъра при полски условия, далече от метеорологична станция. Посоката на вятъра твърде лесно се определя по движението на леки предмети ? дим, тревата, посевите. Скоростта на вятъра може да се определи приблизително по Скалата на Бофорт .

п б р Скала на Бофорт
Степен	Скорост на вятъра				Название на вятъра	Височина на вълните		Условия в морето	Условия на сушата
	m/s	km/h	kn	mph		m	ft
0	0-0,2	0	0	0	щил	0	0	спокойно, без вълни	тихо
1	0,3-1,5	1-6	1-3	1-3	тих вятър	0,1	0,33	бръчки по повърхността	вятърът може да раздвижи пушек
2	1,6-3,3	7-11	4-6	4-7	лек бриз	0,2	0,66	малки вълнички	може да се усети по открита кожа
3	3,4-5,4	12-19	7-10	8-12	слаб вятър	0,6	2	големи вълнички	постоянно движение на листа и клонки
4	5,5-7,9	20-29	11-16	13-18	умерен вятър	1	3,3	малки вълни	вятърът вдига прах и хартийки, клати малки клони
5	8,0-10,7	30-39	17-21	19-24	полусилен вятър	2	6,6	средно дълги (1,2 m) вълни, наличие на пяна и пръски	разклаща малки дръвчета
6	10,8-13,8	40-50	22-27	25-31	силен вятър	3	9,9	големи вълни с пяна по върховете и пръски	клатене на големи клони, чадър трудно може да бъде удържан
7	13,9-17,1	51-62	28-33	32-38	доста силен вятър	4	13,1	вълни в различни посоки, откъсват се парчета пяна	цели дървета се движат, трудно е да се ходи срещу вятъра
8	17,2-20,7	63-75	34-40	39-46	много силен вятър	5,5	18	средно високи вълни с чупещи се върхове и водовъртежи, ивици пяна	чупи клонки от дърветата, отклонява коли от пътя
9	20,8-24,4	76-87	41-47	47-54	щорм	7	23	високи вълни, с гъста пяна, върховете на вълните се преобръщат, доста пръски	леки повреди на сгради и съоръжения
10	24,5-28,4	88-102	48-55	55-63	силен щорм	9	29,5	много високи вълни, морската повърхност е побеляла, намалена видимост	изкоренява дървета, значителни повреди на сгради и съоръжения
11	28,5-32,6	103-117	56-63	64-72	жесток щорм	11,5	37,7	изключително високи вълни	множество повреди на сгради и съоръжения
12	>32,7	>117	>63	>72	ураган	14+	46+	огромни вълни, морето е изцяло бяло и хвърля пръски, въздухът е пълен с пяна и пръски, силно ограничена видимост	множество масивни повреди на сгради и съоръжения

Глобални ветрове [ редактиране | редактиране на кода ]

Земята може да се раздели на няколко области с характерни преобладаващи ветрове. Като цяло в полярните и тропичните зони преобладават източните ветрове, а в средните географски ширини ? западните.

Тропични области [ редактиране | редактиране на кода ]

Пасатите са преобладаващите ветрове в тропическите области. ^[15] В Северното полукълбо те имат североизточна посока, а в Южното полукълбо  ? югоизточна. ^[16] Пасатите играят основна роля в насочването на тропическите циклони , формирани над океаните, към континенталните области. ^[17]

Мусоните са сезонни преобладаващи ветрове в някои тропически райони, като Южна и Източна Азия . ^[18] Движението им към полюсите се усилва с понижаването на температурите над континенталните области на Азия , Африка и Северна Америка през май-юли и на Австралия през декември. ^{[19] [20] [21]}

Средни географски ширини [ редактиране | редактиране на кода ]

В средните географски ширини, между 35° и 65°, преобладаващата посока на ветровете е западна и от субтропичната конвергенция към полярните области. ^[22] Те са предимно югозападни в Северното полукълбо и северозападни в Южното полукълбо и като цяло насочват извънтропическите циклони в източна посока. ^[16]

Ветровете са по-силни през зимата, когато налягането в полярните области е най-ниско, и по-слаби през лятото, когато то се повишава. ^[23] Те са особено интензивни в Южното полукълбо, където е по-малък делът на сушата, намаляваща скоростта на въздушния поток. Най-силни са западните ветрове в ивицата, известна като ? Ревящите четиридесет “, между 40° и 50° южна ширина. ^[24]

Заедно с пасатите, западните ветрове в умерените ширини водят до възникването на силни океански течения , насочени към полярните области, в западните части на океаните и в двете полукълба. ^[25] Тези течения придвижват топли води от тропиците към полярните области и играят важна роля за климата по западните крайбрежия на континентите. ^{[26] [27]}

Полярни области [ редактиране | редактиране на кода ]

В полярните области преобладават източни ветрове. Те са сухи и студени и духат от зоните с високо атмосферно налягане на полюсите към умерените ширини. За разлика от пасатите, тези източни ветрове са слаби и променливи. ^[28] Поради малкият ъгъл на слънчевите лъчи, над полюсите се натрупва студен въздух, който се спуска към повърхността на земята, създавайки област с трайно повишено налягане и изтласквайки въздуха на повърхността в посока към екватора. ^[29] Този поток се отклонява в на запад от ефекта на Кориолис.

Местни ветрове [ редактиране | редактиране на кода ]

В области със слаби въздушни потоци преобладаващите ветрове често се дължат на местни особености.

Крайбрежни местности [ редактиране | редактиране на кода ]

  Основна статия: Бриз

При липса на силни глобални ветрове, по крайбрежието на големи водни басейни преобладаващ вятър е бризът . Водният басейн се нагрява от слънцето на по-голяма дълбочина, отколкото земната повърхност, поради по-големия си специфичен топлинен капацитет и разпространението на топлината чрез конвекция . ^[30] Той има възможност да поглъща по-голямо количество топлина от съседната суша, поради което повърхността на водата се нагрява по-бавно. С повишаването на температурата на повърхността на сушата, тя започва да нагрява въздуха над себе си. Топлият въздух има по-ниска плътност, поради което се издига нагоре. Това предизвиква придвижване на въздух от зоните над водоема към сушата, създавайки хладния дневен бриз. Силата на бриза е пропорционална на температурната разлика между сушата и водата.

През нощта сушата изстива по-бързо от водния басейн, поради по-ниския си специфичен топлинен капацитет. Това довежда до спирането на дневния бриз. Ако температурата на брега спадне под тази над водата, налягането на сушата ще бъде по-високо и ще възникне нощен бриз, чиято посока е от сушата към водата, обратна на посоката на дневния бриз. ^[31]

Планински местности [ редактиране | редактиране на кода ]

В планински местности, където релефът е неравномерен, самият той оказва значително влияние върху скоростта и посоката на вятъра. Възвишенията и долините отклоняват въздушните потоци, като увеличават триенето между атмосферата и земната повърхност. Освен това те пряко възпрепятстват преминаването на въздуха, насочвайки го в посоката на долините ^[32] или успоредно на планинските склонове и увеличавайки скоростта на вятъра. ^[33]

В проходите в планински вериги ветровете значително увеличават скоростта си, вследствие на уравнението на Бернули . Този ефект може да се запази и на известно разстояние извън края на прохода, предизвиквайки бурни и турбулентни ветрове в съседните равнинни зони. ^[32] Подобни ветрове, характерни за съответните области, често получават различни местни названия, като бора или мистрал .

Друг ефект върху вятъра се наблюдава при преминаване на въздушните потоци над по-значителни планински масиви. При изкачването на въздушните маси по наветрения склон възникват орографски валежи , предизвикани от адиабатното охлаждане на въздуха. По подветреният склон спускащият се вятър, известен като фьон , е сух и топъл и създава валежна сянка , област с намалени валежи. ^[34] В области с целогодишни преобладаващи ветрове, като пасатите, по наветрената страна на планините климатът е значително по-влажен, отколкото по подветрената им страна.

Планинско-долинни ветрове [ редактиране | редактиране на кода ]

Планинско-долинните ветрове са с ограничен климатичен ефект. Те са периодични ветрове, като през деня духат от полето към планината, а през нощта ? обратно. Най-добре проявени са през топлото полугодие, когато условията за възникване на значителни термични контрасти са по-благоприятни. Положителен ефект от тяхната проява е подобряване качеството на замърсения въздух в промишлените райони, разположени в подножието на планините.

Вятърът и хората [ редактиране | редактиране на кода ]

Митология и история [ редактиране | редактиране на кода ]

Като едно от обичайните природни явления, в множество култури вятърът е персонифициран като един или повече богове или като проявление на свръхестественото . Ваю е индуисткият бог на вятъра. ^{[35] [36]} В древногръцката митология има няколко божества на вятъра. Сред тях са Борей , Нот , Евър и Зефир , свързвани с ветровете от четирите посоки на света, и техният повелител Еол . ^[36] В римската митология божествата на ветровете от четирите посоки се наричат Венти . ^[37] В шинтоистката митология едно от най-старшите божества е богът на вятъра Фуджин . Според легендата той присъства на сътворението на света и освобождава ветровете от торбата си, за да го очисти от първоначалната мъгла. ^[38] В скандинавската митология бог на вятъра е Ньорд , ^[36] а четири джуджета персонифицират ветровете от четирите посоки на света, подобно на божествата в гръко-римската митология. ^[39] При източните славяни като бог на вятъра е споменаван Стрибог . ^{[40] [36]}

Камикадзе (от японски : 神風, ?божествен вятър“ ) е наименованието на два или повече тайфуна в края на 13 век, за които се смята, че предпазват Япония от нашествие на Монголската империя , унищожавайки монголския флот през 1274 и 1281 година. ^[41] Протестантски вятър е наричана бурята, предотвратила нашествието на испанската Непобедима армада в Англия през 1588 година, ^[42] както и благоприятните ветрове, позволили на Вилем Орански да дебаркира там през 1688 година, по време на Славната революция . ^[43] По време на Египетския поход на Наполеон I през 1798 година френските войници срещат затруднения с местния вятър хамсин . Когато бурята се приближава, местните жители се укриват, а французите ?не реагират, докато не става твърде късно, а след това се давят и мъчат в ослепяващите, задушаващи стени от прах“. ^[44] По време на Северноафриканската кампания от Втората световна война ?съюзнически и германски войски на няколко пъти са принудени да спрат в разгара на боевете, заради пясъчните бури, предизвикани от хамсина... Пясъчни зърна, въртени от вятъра, заслепяват войниците и предизвикват електрически смущения, които правят компасите безполезни.“ ^[45]

Транспорт [ редактиране | редактиране на кода ]

В миналото, когато корабоплаването се извършва основно с ветроходни кораби , вятърът играе важна роля за транспорта по света. Ветроходите имат система от мачти и платна , чрез която използват енергията на вятъра за своето задвижване. ^[46] Океанските пътувания по това време могат да отнемат месеци ^[47] и често съществува риск да бъдат забавени, поради безветрие, ^[48] или да бъдат отклонени от курса от силни бури или ветрове с нежелателна посока. ^[49]

Вятърът оказва значително влияние и върху ранните въздухоплавателни средства. Аеростатите ( балони , дирижабли и други), както и ранните леки самолети , се придвижват с относително малка скорост и могат да бъдат забавени или отклонени от курса си от по-силни ветрове. Съвременните самолети са значително по-мощни, но въпреки това попътните или насрещни ветрове се отразяват на тяхната скорост. ^[50]

Преобладаващите посоки на вятъра са важни за излитането и кацането на самолетите и са водещ фактор при планирането на летищата . Пистите за излитане и кацане обикновено са ориентирани в посоките на преобладаващите ветрове, тъй като оптималните условия за излитане, от гледна точка на сигурността и необходимата дължина на движение по пистата, са при насрещен вятър. ^[51]

Вятърна енергия [ редактиране | редактиране на кода ]

  Основна статия: Вятърна енергия

Освен в транспорта, енергията на вятъра се използва за задвижване на различни механизми още от Древността . През 3 век пр.н.е. в Шри Ланка мусоните са използвани за захранване на пещи за добив на желязо . ^[52] Има сведения от 1 век за използване на примитивна, задвижвана от вятъра, витлова система в конструкцията на орган . ^[53] Първата истинска вятърна мелница е построена в Систан през 7 век. Тя има вертикална ос и правоъгълни крила. ^[54] С 6 до 12 тръстикови или платнени крила, такива мелници са използвани в Близкия изток за мелене на зърно, изпомпване на вода и обработка на захарна тръстика. ^[55] Мелниците с хоризонтална ос се появяват по-късно, а от края на 12 век получават широко разпространение в Северозападна Европа . ^[56]

В наши дни вятърът се използва за производство на електричество . В края на 2008 година вятърните генератори по света имат обща номинална мощност от 120,8 GW . ^[57] Макар че те произвеждат едва 1,5% от световното потребление на електричество, ^[57] делът им нараства бързо, като се удвоява за периода 2005 ? 2008 година. В някои страни делът на произвежданата от вятър електроенергия достига относително високи нива: 19% в Дания , 10% в Испания и Португалия , 7% в Германия и Ирландия (2008).

Спорт и забавления [ редактиране | редактиране на кода ]

Строителство [ редактиране | редактиране на кода ]

Вятърът е едно от въздействията, за които се изчисляват повечето строителни конструкции . За определени групи от тях (високи и стройни сгради и съоръжения, леки едноетажни сгради), както и за много елементи на външното ограждане, той е едно от най-важните натоварвания. Повечето строителни норми , включително българските, използват като основа за изчисленията базово натоварване от вятър . То се изчислява въз основа на скоростта на вятъра на височина 10 m над терена:

${\displaystyle w={\rho \over 2}\cdot v^{2}\approx 0.6125kg/m^{3}\cdot v^{2}}$, където:

• ${\displaystyle \rho }$: плътност на въздуха
• ${\displaystyle v}$: скорост на вятъра

Природни бедствия [ редактиране | редактиране на кода ]

Вижте също [ редактиране | редактиране на кода ]

• Ветрова ерозия на почвата

Бележки [ редактиране | редактиране на кода ]