§ 26. Як утворюється вітер та яке його значення

У давнину вітри поділяли на «добрі» (наприклад, «святе повітря» – сприятливий, попутний вітер) і «злі», найбільш яскравим утіленням яких є вихор. Коли довго не було вітру, жниці просили допомоги у журавля.

Це цікаво. 14 липня – Свято Вітру. Стрибог (Посвистач, Позвізд) – бог повітряного простору, від якого залежить погода. Вшановували його хлібом, варениками, якими пригощали чотирьох вітрів біля води.

У народі кажуть «Вітер надворі – радість і горе». Обговоріть у групі, яка користь від вітру та які проблеми він може спричинити. Як підказку використайте прислів’я.

• Вітер віє, хоч не знає, що погоду він міняє.
• Вітер подме – і сліди замете.
• Вітер добрий при стозі, а злий – при морозі.
• Вітер не піймаєш, дим не заховаєш.
• Натягай вітрила, поки вітер віє.
• Не море топить кораблі, а вітер.

Як люди використовують вітер?

Чому дме вітер. Атмосферне повітря перебуває в постійному русі.

Розгляньте в парі схему «Утворення вітру» (мал. 1) та прочитайте пояснення до неї. Укажіть причину виникнення вітру.

1. Нагріте від земної поверхні повітря стає легшим і піднімається вгору. Щільність повітря біля земної поверхні зменшується, тому і зменшується тиск на поверхні.

2. На висоті повітря розтікається, охолоджується, стає важчим і опускається в сусідніх областях. Там тиск на земну поверхню збільшується.

3. Холодне повітря з областей більш високого тиску починає рухатися над поверхнею землі в область з більш низьким тиском. Так виникає вітер.

Вітер – горизонтальне переміщення повітря з області високого атмосферного тиску в область низького.

Мал. 1. Утворення вітру

Розгляньте схеми, на яких буквами позначені населені пункти. З’ясуйте, у якому напрямку буде дути вітер у кожному варіанті.

Чим характеризується вітер. Основні характеристики вітру – напрям, сила і швидкість. Напрямок і силу вітру визначають за допомогою флюгера (мал. 2), який установлюють на щоглі висотою 10-12 м. Флюгер складається зі стрілки – флюгарки, що вільно обертається на осі й завжди гострим кінцем показує напрямок, звідки дме вітер.

Мал. 2. Флюгер

Напрям вітру визначають по тій стороні горизонту, звідки він дме. Наприклад, північний вітер дме з півночі на південь, південно-східний – з південного сходу на північний захід.

Швидкість вітру залежить від різниці атмосферного тиску між місцем, звідки він дме, і місцем, куди він дме. Що більша різниця в тиску, то вища швидкість вітру й більша його сила. Вимірюють швидкість вітру в метрах за секунду (м/с). Для вимірювання швидкості вітру використовують прилад анемометр (мал. 3).

Мал. 3. Анемометр

Силу вітру визначають у балах за 12-бальною шкалою Бофорта. 1 бал приблизно дорівнює 2 м/с (табл. 1). При штилі швидкість вітру не вища за 0 м/с. Вітер, швидкість якого понад 29 м/с, називається ураганом.

Таблиця 1. СПІВВІДНОШЕННЯ ШВИДКОСТІ ТА СИЛИ ВІТРУ

Швидкість вітру

Сила вітру в балах Бофорта

Назва вітру

Дія вітру

Дим піднімається вгору вертикально

Дим трохи відхиляється. Шелестить листя дерев

Помітно хитаються невеликі гілки дерев. На поверхні води утворюються легкі хвилі

Хитаються гілки дерев

Ледве помітно нахиляються тонкі й середні дерева

Хитаються середні стовбури дерев. Вітер свистить у вухах

Гудуть дроти. На гребенях хвиль з’являються пінисті баранчики

Гнуться великі дерева, ламаються тонкі гілки. Затримується рух людини проти вітру

Вітер зриває димарі, черепицю з дахів, ламає великі дерева

Вітер зриває дахи з будинків, вириває з корінням дерева

Вітер завдає великих руйнувань

Вітер завдає спустошень

Використовуючи шкалу Бофорта, встановіть відповідність між швидкістю вітру та його характеристикою: 1) 22,5-24,3 м/с; 2) 32-33 м/с; 3) 1,4-1,6 м/с; 4) 4,3-4,8 м/с; 5) 11,2-11,6 м/с; а) ураган; б) сильний шторм; в) сильний; г) помірний; д) штиль; е) слабкий.

Які бувають вітри. Усі вітри поділяють на три групи (мал. 4).

Мал. 4. Види вітрів

Жаркого літнього дня берег водойми та водний простір прогріваються неоднаково. Оскільки вода нагрівається довше, ніж суходіл, повітря над нею важче, тож тут утворюється область високого тиску. Суходіл швидше прогрівається, тепле повітря піднімається вгору, створюючи область низького тиску.

З водойми на суходіл дме легкий вітерець – це денний бриз (мал. 5, а). Уночі суходіл швидко охолоджується, холодне повітря над ним стискається, тиск зростає. Нагріта за день вода віддає тепло набагато повільніше, тому повітря над нею тепліше, ніж над суходолом, відповідно й тиск менший. Повітря із суходолу переміщується до водойми. Так виникає нічний бриз (мал. 5, б).

Мал. 5: а – морський бриз (денний); б – береговий бриз (нічний)

Моряки вітрильного флоту використовували це явище. Кораблі відпливали з порту вночі, коли дув нічний бриз до моря, а поверталися в порт, коли дув денний бриз.

Користуючись додатковими джерелами інформації, дізнайтеся, які ще є місцеві вітри та за яких умов вони виникають. Підготуйте інформаційну листівку.

Сезонні вітри – мусони, спостерігаються зазвичай у тропічному поясі. Слово «мусон» походить від арабського мавсум («сезон»). Узимку мусон дме із суходолу в бік океану, влітку – навпаки. Літні мусони насичені вологою, оскільки зароджуються над океаном. Тому вони здебільшого приносять із собою атмосферні опади, що особливо яскраво проявляється на сході та півдні Євразійського материка.

З постійними вітрами ви ознайомитеся в 7 класі.

Відновіть ланцюжок причинно-наслідкових зв’язків, які пояснюють утворення вітру:

• А) утворення вітру;
• Б) різниця у нагріванні моря і суходолу;
• В) різниця в тиску.

Це цікаво. Найбільш вітряним місцем на нашій планеті визнано затоку Співдружності в Антарктиді, де вітер дме постійно, а його швидкість рідко буває нижчою за 240 км/год.

Щоб мати наочне уявлення про вітри, які переважають на будь-якій території, будують особливі діаграми – рози вітрів. Їх можна будувати для будь-якого проміжку часу – місяця, сезону року, цілого року.

Практикум

Будуємо розу вітрів

Мета: навчитися будувати розу вітрів (мал. 6) та аналізувати її.

Вам знадобляться: лінійка, олівець, гумка, календар спостережень за погодою за місяць у вашій місцевості (можна скористатися інформацією на сайті https://pogoda33.ua/).

Хід роботи

1. За даними календаря погоди за місяць визначте число днів без вітру й запишіть його в кружечку в центрі рози вітрів.

2. Порахуйте кількість вітрів різного напрямку. Запишіть у зошиті в таблицю й позначте на розі вітрів.

3. З’єднайте всі точки.

Зробіть висновок (вкажіть, вітри яких напрямків переважали цього місяця).

Моделювання. «Проєктування місця розміщення підприємства, яке викидає шкідливі речовини в атмосферне повітря, у своїй місцевості, з урахуванням рози вітрів».

Мал. 6. Роза вітрів

1. Проаналізуйте у групі розу вітрів для вашої місцевості. Вкажіть сторону горизонту, де потрібно розмістити промислові підприємства, щоб вони менше забруднювали повітря.

2. Обґрунтуйте свою думку. Зробіть висновок.

Коротко про головне

Основна причина виникнення вітру — нерівномірний розподіл атмосферного тиску. Основні характеристики вітру: напрямок, сила, швидкість. Напрямок вітру визначається стороною горизонту, звідки він дме. До місцевих вітрів належать: бриз, гірсько-долинний, фен, бора. Бризи виникають біля водойм і змінюють свій напрямок двічі на добу.

Перевіряємо себе

1. Визначте за допомогою фрагмента карти погоди в атласі, який напрям вітру переважає в м. Києві. Яка його сила?

2. Підготуйте презентацію (повідомлення, замітку) «Як людина використовує вітер».

3. Відпочивальники, прогулюючись узбережжям Чорного моря, помітили, що вітер дме з суходолу на море. З’ясуйте, який це був час доби. Яку назву має цей вітер?

4. Складіть пам’ятку «Правила поведінки під час сильного вітру».

5. Оцініть свою діяльність на уроці. Назвіть три моменти, які у вас вийшли добре, і запропонуйте одну дію, яка покращить вашу роботу на наступному уроці.

Зробіть флюгер власноруч. Скористайтеся інструкцією з книжки Галини Шмідт та Галини Манів «Секрети вітру» за QR-кодом.

§ 35. Вітер. Місцеві вітри

• Про причини утворення вітру та його властивості. Вітер – рух повітря в горизонтальному або близькому до нього напрямку. Вітер виникає в результаті нерівномірного розподілу атмосферного тиску. При цьому повітря рухається із місцевості, де атмосферний тиск високий, туди, де тиск низький. Вітер характеризується швидкістю, силою й напрямком. Швидкість вітру вимірюють у метрах за секунду (м/с) або в кілометрах за годину (км/год). Щоб перевести метри за секунду в кілометри за годину, слід значення швидкості в метрах за секунду помножити на 3,6.

Силу вітру визначають за тиском рухомого повітря на предмети. Її вимірюють у кілограмах на квадратний метр (кг/м 2 ). Сила вітру залежить від його швидкості. Так, вітер зі швидкістю 100 км/год має силу в 10 разів більшу, ніж зі швидкістю 10 км/год. Що більша різниця в значеннях атмосферного тиску, то сильніше і швидше дме вітер (див. Додаток).

Мал. 97. Флюгер

Напрямок вітру визначають за положенням тієї сторони горизонту, звідки він дме. Для позначення напрямку вітру на практиці горизонт поділяють на вісім напрямків. З них чотири головні – північ (Пн), південь (Пд), схід (Сх) і захід (Зх) – і чотири проміжні – північно-східний (Пн-Сх), північно-західний (Пн-Зх), південно-східний (Пд-Сх) та південно-західний (Пд-Зх). Наприклад, коли вітер дме з місцевості, розташованої між півднем і сходом, його називають південно-східним (Пд-Сх).

Унаслідок безперервної зміни атмосферного тиску швидкість і напрям вітру постійно змінюються. Відсутність будь-яких ознак вітру називають штилем. Напрямок і швидкість вітру визначають за допомогою флюгера (мал. 97). Крім того, визначати ці властивості вітру можна й візуально, тобто на око.

Наочне уявлення про напрямки вітрів, які переважають у певній місцевості, дає спеціальна діаграма – роза вітрів (мал. 98). Це графічне зображення повторюваності напрямків вітру. Довжина її променів пропорційна повторюваності вітрів даного напрямку.

МОЇ ДОСЛІДЖЕННЯ

Проаналізуйте розу вітрів (мал. 98) і визначте, вітри яких напрямків спостерігалися частіше, а яких – рідше. Повторюваність вітрів яких напрямків однакова?

• Які вітри е місцевими. На земній кулі немає жодного безвітряного місця. Існує безліч різних вітрів. Одні дмуть постійно, а інші можуть змінювати свій напрямок протягом доби або року. Змінних вітрів на земній кулі набагато більше, ніж постійних. Поширені лише на певних територіях, вони дістали назву «місцеві».

Виникнення місцевих вітрів пов’язане переважно з різницею температури між водоймами і суходолом, з особливостями рельєфу та з іншими умовами місцевості, наприклад, значною запиленістю повітря, що зумовлюють його переміщення та утворення вітру.

Мал. 98. Роза вітрів

Мал. 99. Утворення денного (а) і нічного (б) бризу

Місцеві вітри дмуть над порівняно невеликою територією (від сотень метрів до десятків кілометрів) і значно впливають на погоду в певній місцевості. Прикладом місцевого вітру є бриз. У перекладі з французької мови це слово означає «легкий вітерець». Його швидкість дійсно незначна – до 4 м/с. Бриз дме з добовою періодичністю на узбережжі морів, великих озер і деяких великих річок. Цей вітер змінює свій напрямок двічі на добу, що зумовлено нерівномірним нагріванням поверхні суходолу та водойми. Денний, або морський, бриз рухається з водної поверхні на суходіл, а нічний, або береговий, з охолодженого узбережжя суходолу на водойму (мал. 99). Бриз буває переважно влітку, коли різниця температури між суходолом і водоймою сягає найбільших значень. В Україні бризи спостерігають на узбережжі великих водосховищ, Чорного й Азовського морів.

Місцеві гірсько-долинні вітри утворюються в горах і змінюють свій напрямок двічі на добу. Повітря по-різному нагрівається над гірськими хребтами, на схилах і в долинах. Тому вдень вітер дме вгору з долини по схилах, а вночі навпаки. Швидкість гірсько-долинних вітрів незначна – близько 10 м/с. Проте залежно від ширини долини і відстані між схилами гірсько-долинні вітри можуть посилюватися до штормового чи ураганного вітру.

Цікавими місцевими вітрами є фени, які не мають певної періодичності. Вони не постійні й тривають у середньому від однієї до двох діб. Фен – це сильний, поривчастий, сухий і теплий вітер, що дме з гірських вершин у долини. Він виникає тоді, коли повітря перевалює через гребінь гірського хребта і, опускаючись підвітряним схилом, швидко нагрівається (мал. 100). При цьому температура може досягти максимальних значень для певної пори року. Так, при сильному фені на зледенілому острові Ґренландія температура підвищується на 20-25 °С.

Мал. 100. Утворення фенів

Фен спричиняє танення снігу в горах узимку, а влітку – посухи і пожежі. У гірських районах України фени, що дмуть з південно-східних схилів Кримських гір поблизу Алушти, можуть раптово підвищувати тут температуру до 28 °С. Фени в Українських Карпатах мають швидкість до 25 м/с.

НОТАТКИ ДО ТЕМИ

Звідки з’явилися назви деяких автомобілів? Багато автомобілів за їхню можливість розвивати велику швидкість називають на честь місцевих вітрів: «Мазераті Містраль», «Бора», «Хамсин», «Плімут Бриз» тощо. Так, містраль – це холодний північно-західний вітер, що дме на Середземне узбережжя Франції і досягає сили до 20 м/с.

Бора – це також сильний північний і поривчастий вітер, який дме переважно в холодну пору року вниз гірським схилом, що межує з більш теплим морем. Швидкість такого вітру може сягати до 40 м/с. Спостерігається бора здебільшого на узбережжі Адріатичного моря та Чорноморському узбережжі Кавказу.

Пустельний вітер хамсин у перекладі з арабської мови означав п’ятдесят. Цей вітер так названий тому, що дме з великою силою приблизно БО днів на початку весни переважно у Сахарі та в аравійських пустелях.

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 6 (ПРОДОВЖЕННЯ)

Складання рози вітрів, її аналіз.

ПРОЧИТАЛИ – ПЕРЕВІРТЕ СЕБЕ!

ЧИ ЗНАЮ

• 1. Що таке вітер?
• 2. У чому вимірюють швидкість вітру?

ЧИ РОЗУМІЮ

• 3. Від чого залежить сила вітру?
• 4. Як саме пов’язані між собою сила вітру і його швидкість?

ЧИ ПОЯСНЮЮ

• 5. Як визначають напрямок вітру?
• 6. Чому більшість місцевих вітрів змінюють свій напрямок двічі на добу?

ЧИ ВМІЮ

• 7. Намалюйте схематично напрямок вітру за такими даними: а) тиск у пункті А становить 998 гПа, а в пункті Б – 1013 гПа; б) на узбережжі тиск становить 1020 гПа, а над озером – 1010 гПа. У якому випадку вітер буде сильнішим?
• 8. Визначте географічні особливості поширення місцевих вітрів на території України.

§ 30. Вітер, його основні характеристики

Чому виникає вітер. Повітря рідко перебуває у спокійному стані. Воно постійно переміщується, як вода на поверхні озера чи моря. З середини XVII ст. вчені прийшли до висновку, що зародження вітру пов’язане з нерівномірним нагріванням земної поверхні, яке спричиняє формування областей з високим і низьким атмосферним тиском. Повітря завжди переміщується з місцевості високого тиску до місцевості з низьким тиском (мал. 172).

Мал. 172. Утворення вітру

Завдання. Користуючись малюнком, поясніть, чому вітер здатний пересуватися лише з області високого тиску, а не навпаки.

Причому чим більша різниця атмосферного тиску, тим швидше рухається повітря й має більшу силу. Вітер не виникає лише тоді, коли відсутні коливання тиску. Отже, вітер – це горизонтальне переміщення повітря з області високого в область низького тиску. Вітер характеризують три основні показники: напрям, сила та швидкість (мал. 173).

Мал. 173. Основні характеристики вітру та їхнє визначення

Напрям вітру. Від формування областей високого й низького атмосферного тиску залежить напрям вітру. В метеорології визначається як напрямок, з якого дме вітер. Наприклад, якщо в Україну повітря приходить з півночі, вітер називають північним, із заходу – західним й т. п. Для приблизного визначення напряму вітру використовують 8 сторін горизонту (мал. 174), а більш точного – градуси кута (від 0° до 360°) аналогічно до визначення азимута.

Мал. 174. Напрями вітрів

Завдання. Користуючись малюнком, назвіть напрями вітрів. Поясніть, що означає стрілки на малюнку.

Найпростішим приладом для встановлення напрямку вітру є флюгер (від нід. – «крило») (мал. 175). Це один із найдавніший винаходів людства. Сучасні флюгери найчастіше виготовляють із сталі або міді.

Мал. 175. Будова флюгера з вітромірною дошкою: 1 – щогла висотою 8-10 м; 2 – флюгарка – рухома стрілка, яка гострим кінцем вказує ту сторону горизонту звідки дме вітер; 3 – 8-ми променева нерухома шкала напрямків; 4 – шкала сили вітру; 5 – «вітромірна дошка» для визначення сили вітру

Роза вітрів. Підсумовуючи спостереження за погодою протягом місяця, будують розу вітрів, за якою видно, якого напряму вітри переважали (мал. 176). Роза вітрів – це діаграма, яка характеризує режим вітру в даній місцевості протягом певного проміжку часу (зазвичай місяця). Розу вітрів враховують при будівництві злітно-посадкових смуг аеродромів, автомобільних доріг, плануванні вулиць, будинків, промислових зон тощо.

Мал. 176. Роза вітрів (одного з міст України за червень) має вигляд багатокутника, в якого промені розходяться від центру в різні боки, пропорційно повторюваності вітрів певних напрямків.

Завдання. За наведеною розою вітрів виявіть; 1) якого напрямку вітрів було найбільше; 2) яких напрямків вітри переважали; 3) яких напрямків вітрів було найменше; 4) за картою світу з’ясуйте, вітри з Океану чи з суходолу переважали (маючи на увазі, що дана роза вітрів одного з міст України); 5) зробіть висновок, яка погода панувала в місті протягом місяця.

Сила вітру. Силу вітру визначають у балах (від 0 до 12) за шкалою Бофорта (див. Таблицю 3). Цілковита відсутність руху повітря – штиль. Найсильніший вітер руйнівної сили 12 балів – ураган. Визначають силу вітру також за допомогою вітромірної дошки флюгера – вільно закріпленій металевій пластинці, яка при відсутності вітру висить вертикально. Чим сильніший вітер, тим вище вона підіймається, а під час урагану стає горизонтально. Сила вітру залежить від різниці атмосферного тиску над різними ділянками землі. Чим ця різниця більша, тим вітер сильніший.

Сила вітру, бали

Швидкість вітру, м/с

Характеристика

Дія вітру