Материалы для проекта "Ветер"
творческая работа учащихся по окружающему миру (4 класс) по теме

1. Как возникает ветер?

Ве́тер — поток воздуха, движущийся относительно земной поверхности со скоростью свыше 0,6 м/с [1].
Ветры над большими площадями образуют обширные воздушные течения — муссоны, пассаты, из которых слагается общая и местная циркуляция атмосферы.
Ветер возникает в результате неравномерного распределения атмосферного давления и направлен от зоны высокого давления к зоне низкого давления. Вследствие непрерывного изменения давления во времени и пространстве скорость и направление ветра постоянно меняются. С высотой скорость ветра меняется из-за убывания силы трения.
Для визуальной оценки скорости ветра служит шкала Бофорта. Метеорологическое направление ветра указывается азимутом точки, откуда дует ветер; тогда как аэронавигационное [2] направление ветра — куда дует, таким образом значения различаются на 180°. Многолетние наблюдения за направлением и силой ветра изображают в виде графика — розы ветров.

2.Значение ветра?

2. Значение ветра:
3. 1. Ветер перегоняет тучи и облака (иначе дождь и снег были бы только над водной поверхностью).
4. 2.Очищает воздух (уносит с нашей планеты отработанные автомобильные газы, дым от заводов).
5. 3.Вырабатывает электроэнергию (с давних пор люди строили ветряные мельницы. Полярники, например, используют ветряные двигатели для получения тепла и света).
6. 4. Участвует в формировании рельефа (например, таких как барханов – песчаных холмов сложенных наносами песка, создает причудливые формы в виде башни или истукана).
7. 5.Переносит на большое расстояние семена растений.
8. 6.  Помогает движению или затрудняет его (Тот, кто летал на самолете, замечал, что из точки А в точку В мы прилетаем, к примеру, за 1 час, а обратно за 1 час 20 минут. Ветер бывает попутный и встречный. Люди еще в древности поняли, что лодка и без весел. Может плавать, был бы ветер. Стали ловить его широкими полотнищами – парусами, постепенно научились строить корабли-парусники.
9. 7. Велико эстетическое значение ветра (ощущать в жаркий день ласковый, нежный, легкий, летний ветерок – одно удовольствие).

3. Как образуется ветер?

Существует несколько причин появления ветра. 
1. Перепады давления. Без солнца не было бы и ветра. Солнце нагревает воздух. Горячий воздух поднимается. Из-за этого в той области Земли, где воздух прогрет, атмосферное давление понижается. Возникает циклон. Поднимаясь в верхние слои атмосферы, воздух остывает и начинает опускаться, создавая область повышенного давления. Такие области называют антициклонами. Из центра антициклона воздух растекается к окраинам и перемещается в область пониженного давления – циклон. 

2. Сила Кориолиса. Открытая французским ученым Густавом Кориолисом сила образуется при вращении Земли. Когда мы находимся в Северном полушарии, Земля под нашими ногами вертится против часовой стрелки. Сама Земля вращается быстрее, чем окружающая ее атмосфера. Поэтому при движении Земли в Северном полушарии ветер отклоняется вправо. А в Южном полушарии – наоборот, влево. 

3. Тепло и холод. Еще одна причина, по которой возникают ветра, – периодическое изменение температуры в каком-либо месте. Например, в течение дня почва накаляется быстрее моря. Возникает перепад давления, и ветер начинает дуть по направлению к земле: это морской бриз. После захода солнца суша быстро остывает. Поэтому ветер дует с берега. Морской бриз начинает дуть около 10 часов утра. А береговой – после захода солнца. 

4. Вечный ветер. Землю постоянно продувают так называемые господствующие ветры. На экваторе воздух нагревается и поднимается. Он растекается в направлении тропиков. Так образуется ветер антипассат. Остыв, воздух возвращается к экватору. Такой ветер называют пассатом. Ветры возникают и у полюсов Земли. Холодный воздух перемещается от них к экватору. А потом поднимается и возвращается к полюсам. Кроме того, господствующие ветры возникают в верхних слоях атмосферы Земли. Они называются струйными течениями. Эти ветры дуют зимой. Они возникают из-за сильного перепада температур между жаркими экваториальными и холодными полярными областями Земли.

Скорость, иначе говоря, сила ветра зависит от высоты, на которой дует ветер, и от атмосферного давления. Сила ветра измеряется специальным прибором – анемометром. 
Единица измерения силы ветра – метры в секунду или баллы по шкале Бофорта. 1 балл равен 1 морской миле в час; 1 миля равна 1852 метрам. То есть, если ветер дует со скоростью 1 метр в секунду, его сила равна 2 баллам. А ветер силой 12 баллов считается ураганным

4.Характеристика ветра?

Ветер характеризуется силой (скоростью) и направлением. Характеристика ветра в зависимости от силы дана в таблице 1. Скорость ветра определяется величиной барического градиента, т.е. разностью атмосфеного давления на установленную единицу расстояния равную 60 милям (1° широты), в сторону падения давления. Поэтому скорость ветра тем больше, чем больше барический градиент.

Из-за вращения Земли, под влиянием силы Кориолиса направление ветра не совпадает с ее вектрором барического градиента, а отклоняется в северном полушарии вправо, в южном влево. В средних широтах отклонение может достигать 60°.

За направление ветра берется точка горизонта, откуда он дует (ветер дует в компас). Также принято определять направление зыби, а “из компаса”, в направлении на горизонт, морские течения и течения рек.

Ветер по своей структуре не однороден. Он может быть струйным (ламинарным), когда слои воздуха движутся не перемешиваясь, т.е. их частицы не переходят из слоя в слой. Такое движение воздуха обычно бывает при слабых ветрах. Если же скорость ветра превышает 4 м/с, то частицы воздуха начинают двигаться беспорядочно, его слои перемешиваются и движение воздуха приобретает турбулентный характер. Чем выше скорость ветра, тем больше турбулентность, тем больше скачки скорости в отдельных точках воздушного потока и тем более порывистым становится ветер, возникают шквалы.

Шквалистый ветер характерен не только частыми и резкими колебаниями скорости, но и сильнейшими отдельными порывами продолжительностью до нескольких минут. Ветер, который резко увеличивает свою скорость в течение очень короткого промежутка времени на фоне слабого ветра или штиля, назвают шквалом. Чаще всего шквалы налетают при прохождении мощных кучево-дождевых облаков и нередко сопровождаютсяя грозой и ливнями. Скорость шквального ветра достигает 20 м/с и более, а в отдельных порывах 30-40м/с. При этом могут наблюдаться неожиданные повороты ветра до нескольких румбов.

Основной причиной шквала являетсяя взаимодействие восходящего потока возуха в передней части кучево-дождевого облака и нисходящего воздуха, охлажденного ливневым дождем, в тыловой его части в результате возникает характерный клубящийся вал с вихрем под ним, усиленный вихрями соседних воздушный слоев.

Вертикальные вихри в грозовом облаке могут образовывать смерчи. Когда скорость такого вихря достигает 100м/с, нижняя часть облака в виде воронки опускается к подстилающей поверхности (земле или воде), навстречу поднимающемуся вверх пылевому или водяному столбу. Встреча со смерчем опасна: обладая большой разрушительной силой и вращаясь по спирали, он может поднять вверх все, что оказыввается на его пути. Высота смерча достигает более 1000 метров, горизонтальная скорость 30-40 км/час. Поэтому при виде смерча нужно определить направление его перемещения и немедленно уходить в сторону.

Иногда смерч может образоваться и без грозовых облаков. В этом случае он зарождается не из тучи, а на поверхности земли или моря, нередко при безоблачном небе. Это смерчи"хорошей погоды". Они быстро разрушаются и практически безопасны. Часто их сушествование можно быстрее заметить по характерному свистящему звуку, который раздается при его движении, чем увидеть.

Воздух, воздушные массы находятся в постоянном движении, которое постоянно меняет и свою скорость и направление. Но в глобальных, планетарных масштабах это движение имеет четко выраженную закономерность, которая определяется общей циркуляцией атмосферы, зависящей от распределения атмосферного давления в общирных районах земного шара - от тропиков до полярных зон.

В экваториальной зоне теплый воздух тропиков поднимается вверх, что приводит к образованию на границе тропосферы ветера, называемого антипассат. Антипассат растекается в направлении к полюсам, соответственно к северу и к югу.

Охлажденные воздушные массы антипассата оседают на поверхность земли, создавая в субтропиках повышенное давление и ветер, называемый пассатом, который устремляется в экваториальную зону.

Под действием силы Кориолиса пассаты северного полушария получают северо-восточное направление, а южного полушария (кроме северной части Индийского океана, где дуют сезонные муссонные ветры) - юго-восточное направление. Скорость пассатных ветров также постоянна и достигает 5-10 м/с.

В экваториальой зоне пассаты ослабевают и поворачивают на восток. Поэтому между пассатами обоих полушарий возникает штилевая зона (в Атлантике "конские широты") характерная пониженным давленим, грозами и ливнями, штилями. В широтах 40-60° обоих плушарий преобладают ветры западной четветри. Они менее устойчивы (от NW до SW), но значительно сильнее (10-15 м/с или 6-7 баллов). В южном полушарии, где западные ветры огибают весь мировой океан, лежали осноные пути парусных судов для плавания из Европу в Австралию и обратно в Европу вокрус мыса Доброй Надажды и мяса Горн. За свою силу, повторяемость (до 50%) и частые штормы эти ветры получили прозвище "бравые весты", а широты -"гремящие сороковые" и “ревущие шестидесятые”.

В приполярных районах обоих полушарий, где оседают холодные массы воздуха верхних слоев тропосферы, образуя так называемые полярные максимумы, преобладают юго-восточные и восточные ветры.

Пассаты - первые в категории господствующих ветров, т.е. постоянно дующих в определенных районах в течение определенного промежутка времени. Скорость и направление господствующих ветров определяется по многолетним наблюдениям для каждого моря или морского района.

Другая категория ветров - местные, дующие только в данном месте или нескольких местах земного шара, возникают при изменении тепловых условий в течение некоторого времени или под влиянием рельефа местности (характера подстилающей поверхности)

К первому типу относятся следующие ветры:

Бризы образуются под влиянием неодинаково нагревания суши и моря. Область существенная для образования бризов располагается в прибрежной полосе морей (около 30-40 км). Ночью ветер дует от берега к морю (береговой бриз), а днем, наоборот,- с моря на сушу. Морской бриз начинается около 10 часов утра, а береговой - после захода солнца. Бриз относится к ветерам вертикального развития и на высоте нескольких сот метров дует в обратную сторону. Интенсивность бриза зависит от погоды. В жаркие летние дни морской бриз имеет умеренную силу до 4 баллов (4-7 м/с) береговой бриз значительно слабее.

На суше так же можно наблюдать бризы. Ночью у поверхности земли существует тяга воздуха с поля к лесу, а на высоте крон деревьев - из леса к полю.

Фён - горячий сухой ветер, который возникает при обтекании влажного воздуха горных вершин и нагревании его теплой подветренной подстилающей поверхостью горного склона. На Черном море наблюдается у побережья Крыма и Кавказа преимущественно весной.

Бора - очень сильный ветер, направленный вниз по горному склону в местностях, где горный хребет граничит с теплым морем. Холодный воздух с большой скоростью устремляется вниз, к морю, достигая иногда силы урагана. В зимнее время, при низких температурах вызывает обледенение. Наблюдается в районе Новороссийска, у берегов Далмации (Адриатическое море) и на Новой Земле. В некоторых горных районах, например, на Кавказе в районе Ленинакана, или в Андах ежедневно наблюдается такое явление, когда после захода солнца с горных вершин, окружающих долину, вниз устремляются массы холодного воздуха. Порывы ветра достигают такой силы, что срывает палатки, а резкое и сильное понижение температуры, может привести к переохлаждению организма.

Бакинский норд - холодный северный ветер в зоне Баку, дующий летом и зимой, Достигает штормовой, а нередко и ураганной силы (20-40 м/с) приносить с берега тучи песка и пыли.

Сирокко - очень теплый и влажный ветер, зарождающийся в Африке и дующий в Центральной части Средиземного моря, сопровождается облачностью и осадками.

Сезонные ветры – муссоны, которые носят континетальный характер и возникают вследствие разницы в атмосферном давлении при неравномерном нагревании суши и моря в летнее и зимнее время.

Как и другие ветры, муссоны имеют барических градиент, направленный в сторону низкого давления - летом на сушу, зимой на море. Под влиянием силы Кориолиса в северном полушарии летние муссоны Тихого океана у восточного побережья Азии отклоняются к юго-востоку, а в Индийском океане - к юго-западу. Эти муссоны приносят с океана на Дальний Восток пасмурную погоду, с частыми дождями, моросью и туманами. На южное побережье Азии в это время обрушиваются затяжные и обильные дожди, что приводит к частым наводнениям.

Зимние муссоны меняют свое направление на противоположное. Тихом океане они дуют с северо-запада, а в Индийском - с северо-востока в сторону океана.. Скорость ветра в муссонах неравномерна. Зимние северо-восточные муссоны совпадают с пассатами северного полушария, но их скорость не превышает 10 м/с. А вот летние муссоны Индийского океана достигают штормовой силы. Смена муссонов - происходит в апреле-мае и октябре-ноябре.

5. От чего зависит сила ветра?

Ветер – это движение воздуха относительно земной поверхности. Как известно, атмосфера не является статичной, воздух в ней непрерывно движется: поднимается и опускается. Различия в степени нагревания воздуха способствуют возникновению перепадов давления в воздушных массах и приводят их в движение - воздух перемещается из областей высокого давления в область низкого давления. Чем больше разница температур между воздушными массами, тем сильнее ветер. Скорость ветра измеряется в метрах в секунду, километрах в час или баллах (1 балл равен 2 м/с). Средняя многолетняя скорость ветра у земной поверхности – 4-9 м/с, а максимальная средняя годовая скорость ветра на побережье Антарктиды достигает 22 м/с. Ветер скоростью 5-8 м/с считается умеренным, выше 14 м/с – сильным, выше 20-25 м/с – штормом, выше 30-35 м/с – ураганом. Направление движения воздуха определяется взаимодействием нескольких сил. Это сила Кориолиса (учитывает влияние вращения Земли на двигающийся воздух), тяжести, сила градиента давления и центробежная сила. Как уже говорилось выше, причиной возникновения ветра служат различия давления в разных точках земной поверхности. Если в северном полушарии встать спиной к ветру, область высокого давления будет находиться справа, а область низкого давления – слева, то есть низкое давление расположено слева от направления воздушного потока, а высокое давление – справа (в южном полушарии существует обратное соотношение). Направление ветра в метеорологии определяется той стороной горизонта, откуда он дует.

6. При помощи каких приборов определяется направление и сила ветра?

Основной величиной, характеризующей силу ветра, является его скорость. Величина скорости ветра определяется расстоянием в метрах, проходимым им в течение 1 сек. Например, если за 20 сек. ветер прошел расстояние 160 м, то его скорость v за данный промежуток времени была равна:

Скорость ветра отличается большим непостоянством: она изменяется не только за продолжительное время, но и за короткие промежутки времени (в течение часа, минуты и даже секунды) на большую величину. На фиг. 1 дана кривая, показывающая изменение скорости ветра в течение 6 мин. Из этой кривой можно заключить, что ветер движется с пульсирующей скоростью.

Фиг. 1. Характеристика скорости ветра.

Скорости ветра, наблюдаемые за короткие промежутки времени от нескольких секунд до 5 мин, называют мгновенными или действительными. Скорости же ветра, полученные как средние арифметические из мгновенных скоростей, называют средними скоростями ветра. Если сложить замеренные скорости ветра в течение суток и разделить на число замеров, то получится среднесуточная скорость ветра. Если же сложить среднесуточные скорости ветра за весь месяц и разделить эту сумму на число дней месяца, то получим среднемесячную скорость ветра. Сложив среднемесячные скорости и разделив сумму на двенадцать месяцев, получим среднегодовую скорость ветра. Интересный студенческий проект. Известные людиРоссии. Очень большая база фамилий и все бесплатно.

Скорости ветра замеряют с помощью приборов, называемых анемометрами. Простейший анемометр, позволяющий определять мгновенные скорости ветра и называемый простейшим флюгером-анемометром, показан на фиг. 2.

Фиг. 2. Простейший флюгер-анемометр.

Он состоит из металлической доски, качающейся около горизонтальной оси а, закрепленной на вертикальной стойке б. Сбоку доски на той же оси а закреплен сектор в, с восемью штифтами. На стойке б ниже сектора закреплен флюгер г, который все время устанавливает доску плоскостью к ветру. При действии последнего доска отклоняется и проходит мимо штифтов, каждый из которых указывает при этом на определенную скорость ветра. Стойка б с флюгером г поворачивается ео втулке д, в которой закреплены в горизонтальной плоскости 4 длинных стержня, указывающих главные страны света: север, юг, восток и запад, и между ними 4 коротких, указывающих на северо-восток, северо-запад, юго-восток и юго-запад. Таким образом, с помощью флюгера-анемометра можно определять одновременно и скорость и направление ветра.

Значения скоростей ветра, соответствующих каждому штифту сектора в, приведены в табл. 1.

Средние скорости ветра за короткие и продолжительные промежутки времени удобно определять анемометром завода «Метрприбор» (фиг. 3). Он состоит из крестовины с полушариями, надетой на ось, которая находится в зацеплении с зубчатой передачей, помещенной в коробке с циферблатом.

Фиг. 3. Анемометр завода „Метрприбор".

Оси шестерен выведены на циферблат и на своих концах имеют стрелки, показывающие на шкале путь, пройденный ветром за данный промежуток времени. Разделив число, показываемое стрелками на циферблате, на число секунд, в течение которых вращался анемометр, получим скорость ветра в секунду за наблюдаемый период. Например, перед началом наблюдения стрелки на циферблате показывали 7170 м, a no истечении 2 мин., равных 120 сек., стрелки показали 7650 м. Следовательно, средняя скорость ветра за промежуток вре мени в 2 мин. была равна:

Если нет указанных выше приборов, то скорость ветра можно определить приблизительно по внешним признакам, наблюдаемым в природе (см. табл. 2).

7. Названия ветров?